RU2711738C1

RU2711738C1 - Resilient plate-shaped element

Info

Publication number: RU2711738C1
Application number: RU2019111435A
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Галайко; Максим Леонидович Николаев
Original assignee: Владимир Васильевич Галайко; Максим Леонидович Николаев
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-01-21

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to the field of machine building. Plate-like type elastic element contains plate-shaped elastic surfaces in the form of truncated cone with through slots. Damping cylinders are made mesh. Separating element is made of three layers. Central layer is made of rigid vibration-damping material. Upper and lower layers are made of needle-proof mats based on silica or aluminoborosilicate fiber. In central part of separating element there are recesses from upper and lower sides in form of truncated cone.EFFECT: longer service life of structure at high loads.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, станков, приборов и других объектов.The invention relates to mechanical engineering, instrumentation and can be used for vibration isolation of technological equipment, machine tools, devices and other objects.

Известно устройство упругий элемент тарельчатого типа по патенту РФ 2624134 МПК F16F 3/02 (2006.01), опубликовано 30.05.2017 Бюл. № 19, содержащий тарельчатые упругие поверхности в виде усеченного конуса со сквозными пазами в них, связанные ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, содержит два оппозитно расположенных относительно вертикальной оси разделительного элемента упругих элемента, каждый из которых содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на которой выполнены в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, три сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных тремя ребрами, а в центральной части разделительного элемента соосно упругим элементам закреплены демпфирующие цилиндры, выполненные из литьевого полиуретана, и входящие с зазорами в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей, в демпфирующие цилиндры, жестко закрепленные в центральной части разделительного элемента, соосно им с зазором входят демпфирующие элементы втулочного типа, закрепленные посредством упругих колец, закрепленных в отверстиях при вершинах усеченных конических поверхностей упругих элементов, причем разделительный элемент выполнен комбинированным, состоящим из трех слоев: центральный слой выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», а симметрично расположенные относительно него верхний и нижний слои выполнены из сетчатого каркаса, заполненного губчатой резиной.A device is known for the elastic element of a disk type according to the patent of the Russian Federation 2624134 IPC F16F 3/02 (2006.01), published on 05/30/2017 Bull. No. 19, containing a dish-shaped elastic surface in the form of a truncated cone with through grooves in them, connected by ribs directed along the lines forming the conical surface, contains two elastic elements opposite to the vertical axis of the dividing element, each of which contains a dish-shaped elastic surface in the form of a truncated cone on which are made in a plane parallel to the bases of the truncated cone, three through grooves with the formation of two truncated conical surfaces connected by three by ribs, and in the central part of the separation element, damping cylinders made of injection molded polyurethane are fixed coaxially to the elastic elements and enter into the holes with gaps at the vertices of the truncated conical surfaces, into the damping cylinders rigidly fixed in the central part of the separation element, coaxially included with the gap sleeve-type damping elements fixed by means of elastic rings fixed in holes at the vertices of the truncated conical surfaces of the elastic elements, and the separating element is made combined, consisting of three layers: the central layer is made of hard vibration damping material, for example, “Agate” type, and the upper and lower layers symmetrically located relative to it are made of a mesh frame filled with sponge rubber.

Недостатком известного устройства является снижение эффективности виброзащиты при высоких динамических нагрузках, в результате которых наступает предел текучести и разрушение устройства.A disadvantage of the known device is the decrease in the efficiency of vibration protection at high dynamic loads, which results in a yield point and destruction of the device.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство упругого тарельчатого элемента по патенту РФ 2662107 МПК F16F 3/02 (2006.01), опубликовано 20.10.2018 Бюл. № 21, содержащий тарельчатые упругие поверхности в виде усеченного конуса со сквозными пазами в них, связанные ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, при этом он содержит два оппозитно расположенных относительно вертикальной оси разделительного элемента упругих элемента, каждый из которых содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на которой выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, три сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных тремя ребрами, а в центральной части разделительного элемента, соосно упругим элементам, закреплены демпфирующие цилиндры, выполненные сетчатыми, причем плотность сетчатой структуры сетчатого упругодемпфирующего элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2÷2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09÷0,15 мм, и входящие с зазорами в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей, при этом разделительный элемент выполнен комбинированным, состоящим из трех слоев: центральный слой выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», а симметрично расположенные относительно него верхний и нижний слои выполнены из иглопробивных матов типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна.The closest technical solution to the claimed object is the device of an elastic disk element according to the patent of the Russian Federation 2662107 IPC F16F 3/02 (2006.01), published on 10/20/2018 Bull. No. 21, containing a dish-shaped elastic surface in the form of a truncated cone with through grooves in them, connected by ribs directed along the lines forming the conical surface, while it contains two elastic elements opposite to the vertical axis of the dividing element, each of which contains a disk-shaped elastic surface in in the form of a truncated cone, on which is made in a plane parallel to the bases of the truncated cone, three through grooves with the formation of two truncated conical surfaces, connected by three ribs, and in the central part of the separation element, coaxial to the elastic elements, damping cylinders made of mesh are fixed, and the density of the mesh structure of the mesh elastic-damping element is in the optimal range of values: 1.2 ÷ 2.0 g / cm ³ , and the wire material elastic mesh elements - steel grade EI-708, and its diameter is in the optimal range of values 0.09 ÷ 0.15 mm, and entering with gaps in the holes at the tops of truncated conical surfaces, while the separation element olnen combination consisting of three layers: a central layer made of a rigid vibration-damping material, for example of the "agate", and symmetrically arranged relative thereto upper and lower layers are made of needled mats such as "shale shakers" based on silica or aluminoborosilicate fibers.

Недостатком известного устройства является сравнительно невысокий срок службы устройства при высоких нагрузках.A disadvantage of the known device is the relatively low service life of the device at high loads.

Технический результат является продление срока службы конструкции при высоких нагрузках.The technical result is to extend the life of the structure at high loads.

Это достигается тем, что в упругом элементе тарельчатого типа, содержащем тарельчатые упругие поверхности в виде усеченного конуса со сквозными пазами в них, связанные ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, при этом он содержит два оппозитно расположенных относительно вертикальной оси разделительного элемента упругих элемента, каждый из которых содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса, на которой выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, три сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных тремя ребрами, а в центральной части разделительного элемента, соосно упругим элементам, закреплены демпфирующие цилиндры, выполненные сетчатыми, причем плотность сетчатой структуры сетчатого упругодемпфирующего элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2÷2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09÷0,15 мм, и входящие с зазорами в отверстия при вершинах усеченных конических поверхностей, при этом разделительный элемент выполнен комбинированным, состоящим из трех слоев: центральный слой выполнен из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», а симметрично расположенные относительно него верхний и нижний слои выполнены из иглопробивных матов типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, причем высоту центрального слоя разделительного элемента, имеющего форму цилиндра, выполняют до уровня начала упругих элементов, в центральной части разделительного элемента исполняют выемки с верхней и нижней стороны в виде усеченного конуса, образующая которого параллельна упругим элементам. This is achieved by the fact that in a resilient dish-type element containing dish-shaped elastic surfaces in the form of a truncated cone with through grooves in them, connected by ribs directed along the lines forming the conical surface, while it contains two opposite elements located relative to the vertical axis of the separating element of the elastic element, each of which contains a dish-shaped elastic surface in the form of a truncated cone, on which three through grooves are made in a plane parallel to the bases of the truncated cone with the formation of two truncated conical surfaces connected by three ribs, and in the central part of the separation element, coaxial to the elastic elements, damping cylinders made of mesh are fixed, and the density of the mesh structure of the mesh elastic damping element is in the optimal range of values: 1.2 ÷ 2.0 g / cm ^3, wherein the elastic material of the wire mesh element - steel grade EI-708, and its diameter is in the range of optimal values of 0.09 ÷ 0.15 mm and included with clearances in the holes at the vertices truncated to surfaces, while the separation element is combined, consisting of three layers: the central layer is made of hard vibration damping material, such as “Agate”, and the upper and lower layers symmetrically located relative to it are made of “Vibrosil” needle-punched mats based on silica or aluminoborosilicate fiber, and the height of the Central layer of the separating element, having the shape of a cylinder, is performed to the level of the beginning of the elastic elements in the Central part of the separating el The recesses are made on the upper and lower sides in the form of a truncated cone, the generatrix of which is parallel to the elastic elements.

Отличительными признаками являются: Distinctive features are:

высоту центрального слоя разделительного элемента, имеющего форму цилиндра, выполняют до уровня начала упругих элементов, за счет этого, при значительных нагрузках и соприкосновении упругих тарельчатых элементов со слоями разделительного элемента, происходит значительное повышение упругости конструкции, что не позволяет выгибаться упругим тарельчатым элементам в горизонтальную плоскость, в которой возникают наибольшие нагрузки, приводящие к ускоренному разрушению упругих тарельчатых элементов;the height of the Central layer of the separating element, having the shape of a cylinder, is carried out to the level of the beginning of the elastic elements, due to this, with significant loads and contact of the elastic plate elements with the layers of the separating element, there is a significant increase in the elasticity of the structure, which does not allow the elastic plate elements to bend into a horizontal plane , in which the greatest loads occur, leading to accelerated destruction of the elastic disk elements;

в центральной части разделительного элемента исполняют выемки с верхней и нижней стороны в виде усеченного конуса, образующая которого параллельна упругим элементам, за счет чего, именно при больших динамических нагрузках, осуществляется более эффективное вибродемпфирование с продолжительным сроком службы устройства.In the central part of the separation element, recesses are made on the upper and lower sides in the form of a truncated cone, the generatrix of which is parallel to the elastic elements, due to which, under high dynamic loads, more effective vibration damping with a long service life of the device is carried out.

На фиг. 1 представлен упругий элемент тарельчатого типа, в вертикальном сечении, включающий 1 – большая усеченная упругая коническая поверхность в верхнем упругом элементе; 2 – большая усеченная упругая коническая поверхность в нижнем упругом элементе; 3 – сквозной паз в верхнем упругом элементе; 4 – сквозной паз в нижнем упругом элементе; 5 – ребра, связывающие верхние упругие конические поверхности; 6 – ребра, связывающие нижние упругие конические поверхности; 7 – верхний демпфирующий цилиндр; 8 – нижний демпфирующий цилиндр; 9 – малая усеченная упругая коническая поверхность в верхнем упругом элементе; 10 – малая усеченная упругая коническая поверхность в нижнем упругом элементе; 11 – разделительный элемент; 12 – центральный жесткий вибродемпфирующий слой; 13 – верхний наружный слой разделительного элемента; 14 – нижний наружный слой разделительного элемента; 15 – уровень начала верхнего упругого элемента; 16 – уровень начала верхнего упругого элемента; 17 – образующая верхнего усеченного конуса, в виде которого выполнена выемка в центральной части разделительного элемента; 18 – образующая нижнего усеченного конуса, в виде которого выполнена выемка в центральной части разделительного элемента;In FIG. 1 shows a plate-type elastic element in a vertical section, including 1 — a large truncated elastic conical surface in the upper elastic element; 2 - a large truncated elastic conical surface in the lower elastic element; 3 - a through groove in the upper elastic element; 4 - a through groove in the lower elastic element; 5 - ribs connecting the upper elastic conical surfaces; 6 - ribs connecting the lower elastic conical surfaces; 7 - upper damping cylinder; 8 - lower damping cylinder; 9 - a small truncated elastic conical surface in the upper elastic element; 10 - small truncated elastic conical surface in the lower elastic element; 11 - a dividing element; 12 - central hard vibration damping layer; 13 - the upper outer layer of the separation element; 14 - lower outer layer of the separation element; 15 - level of the beginning of the upper elastic element; 16 - level of the beginning of the upper elastic element; 17 - generatrix of the upper truncated cone, in the form of which a recess is made in the central part of the dividing element; 18 - generatrix of the lower truncated cone, in the form of which a recess is made in the central part of the dividing element;

На фиг. 2 - представлен упругий элемент тарельчатого типа, вид сверху, включающий 1 - верхняя усеченная упругая коническая поверхность; 3 - сквозной паз в упругом элементе; 5 – ребро, связывающее упругие конические поверхности; 7 – демпфирующий цилиндр; 9 – нижняя усеченная упругая коническая поверхность.In FIG. 2 - shows an elastic element of a plate type, a top view including 1 - upper truncated elastic conical surface; 3 - a through groove in the elastic element; 5 - rib connecting elastic conical surfaces; 7 - damping cylinder; 9 - lower truncated elastic conical surface.

Упругий элемент тарельчатого типа работает следующим образом.The elastic element of the plate type works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), установленного через опорные поверхности при основаниях усеченных конических поверхностей упругих элемента 1 и 2, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов, при этом демпфирующие цилиндры 7 и 8, выполненные из литьевого полиуретана, обеспечивают демпфирование в системе, при сжатии тарельчатых упругих элементов 1 и 2, при значительных нагрузках упругие элементы 1 и 2 соприкасаются со слоями 13 и 14, выполненных из иглопробивных матов типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, возникает совместное действие упругих элементов 1 и 2, а так же слоев 13 и 14 в районе образующей верхнего усеченого конуса 17 и образующей нижнего усеченного конуса 18. Совместное их действие сильнее препятствует дальнейшей деформации, чем при действии только упругих элементов 1 и 2. Если нагрузка больше, чем сила противодействия упругих элементов 1 и 2, совместной со слоями 13 и 14, то давление оказывается на слой 12, выполненного из жесткого вибродемпфирующего материала, например типа «Агат», который в значительной мере увеличивает силу сопротивления дальнейшей деформации конструкции. Постепенное увеличение сопротивления нагрузкам, увеличивает срок службы конструкции за счет предотвращения выгибания упругих элементов 1 и 2 в горизонтальное положение и более, в которых возникают максимальные напряжения упругой деформации и предела текучести, способствующие ускорению накопления усталостных напряжений и постепенного разрушения материала элементов 1 и 2.When vibrations of a vibroinsulated object (not shown in the drawing) are installed through the supporting surfaces at the bases of the truncated conical surfaces of the elastic elements 1 and 2, spatial vibration protection and shock protection are provided, while damping cylinders 7 and 8 made of injection-molded polyurethane provide damping in system, during compression of the disk-shaped elastic elements 1 and 2, at significant loads, the elastic elements 1 and 2 are in contact with the layers 13 and 14, made of needle-punched mats of the type "Vibrosil" based silica or aluminoborosilicate fiber, there is a joint action of the elastic elements 1 and 2, as well as layers 13 and 14 in the region of the generatrix of the upper truncated cone 17 and the generatrix of the lower truncated cone 18. Their combined action more strongly prevents further deformation than when only elastic elements 1 and 2. If the load is greater than the reaction force of the elastic elements 1 and 2, combined with the layers 13 and 14, then the pressure is exerted on the layer 12 made of a rigid vibration-damping material, for example of the type “Agate”, which d significantly increases the resistance to further deformation of the structure. A gradual increase in resistance to loads increases the service life of the structure by preventing the bending of elastic elements 1 and 2 to a horizontal position or more, in which maximum elastic stresses and yield stresses arise, which accelerate the accumulation of fatigue stresses and the gradual destruction of the material of elements 1 and 2.

Claims

Dish-type elastic element containing dish-shaped elastic surfaces in the form of a truncated cone with through grooves in them, connected by ribs directed along the lines forming the conical surface, and damping cylinders made of mesh elastic-damping elements are fixed in the central part of the separation element, coaxial to the elastic elements, material wire of elastic mesh elements - steel grade EI-708, its diameter is in the optimal range of 0.09-0.15 mm, the separation element is made comb It consists of three layers: the central layer is made of hard vibration-damping material, and the upper and lower layers symmetrically located relative to it are made of needle-punched mats based on silica or aluminoborosilicate fiber, characterized in that the height of the central layer of the separation element having the shape of a cylinder perform to the level of the beginning of the elastic elements, in the Central part of the dividing element execute recesses from the upper and lower sides in the form of a truncated cone, forming which I am parallel to the elastic elements.