RU2653421C1

RU2653421C1 - Vibration isolator

Info

Publication number: RU2653421C1
Application number: RU2017113389A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2018-05-08

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention refers to machine building. Vibration isolator comprises the body including the base with the cover. In the body there is a package of serially connected disk elastic elements, the inner surface of which interacts with a bushing located coaxially with them. One end of the bushing is rigidly fixed in the base, and the other - interacts with the inner surface of the lid. Between the end of the sleeve and the bottom of the cover there is a gap in which a buffer device is installed in the form of a damping washer mesh bag. Elastic elements of the mesh bag are made of a combination of a mesh frame filled with polyurethane. Stem of the resiliently damping material is located in the central part of the bag with gaps in the upper and lower mesh elastic members. In its middle part the rod is rigidly fixed in the central plate, on which the supporting rings are fixed. Upper and lower mesh elastic members are respectively connected to the upper cover and the lower pressure plate and to the central plate. Base is rigidly connected by means of an adhesive joint with an elastic damping plate, by means of which the vibration isolator is mounted on the foundation of the object to be protected.

EFFECT: increased efficiency of vibration isolation in resonance mode is being achieved.

3 cl, 8 dwg

Description

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является упругий элемент по патенту РФ №2285835, F16F 7/00, (прототип), содержащий упругие плоские элементы, выполненные в виде рессорного подвеса.The closest technical solution to the claimed object is an elastic element according to the patent of the Russian Federation No. 2285835, F16F 7/00, (prototype), containing elastic flat elements made in the form of a spring suspension.

Недостатком известного устройства является сложность упругого элемента и недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.A disadvantage of the known device is the complexity of the elastic element and the lack of efficiency at the resonance due to the lack of damping.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме за счет повышения демпфирования в системе.The technical result is an increase in the efficiency of vibration isolation in resonance mode by increasing the damping in the system.

Это достигается тем, что в тарельчатом виброизоляторе, содержащем корпус, включающий основание с крышкой, и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов, пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов, внутренняя поверхность которых взаимодействует с расположенной с ними соосно втулкой, один конец которой жестко закреплен в основании, а другой взаимодействует с внутренней поверхностью крышки, выполненной в виде перевернутого стакана, торцевая часть которой взаимодействует с тарельчатыми упругими элементами, причем между торцом втулки и днищем крышки имеется зазор, при этом на упругой конической поверхности тарельчатых упругих элементов выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных двумя ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, или на упругой конической поверхности тарельчатых упругих элементов выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, по крайней мере три сквозных паза с образованием двух усеченных конических поверхностей, связанных по крайней мере тремя ребрами, направленными по образующим коническую поверхность линиям, между торцом втулки и днищем крышки имеется зазор, в котором установлено буферное устройство, выполненное в виде демпфирующего шайбового сетчатого пакета, содержащего основание, упругие сетчатые элементы, взаимодействующие с основанием, плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого 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, плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента, при этом упругие сетчатые элементы выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, полиуретаном, пакет содержит шток, расположенный в центральной части пакета, соосно и с зазорами, соответственно в верхнем и нижнем сетчатых упругих элементах, при этом шток, в свой средней части, жестко закреплен в центральной пластине, на которой закреплены опорные кольца, при этом верхний сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой сетчатого пакета и центральной пластиной, а нижний сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой и центральной пластиной пакета, а шток выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний.This is achieved by the fact that in a disk-shaped vibration isolator comprising a housing including a base with a cover and a packet of disk-shaped elastic elements placed therein, the package of disk-shaped elastic elements consists of serially connected disk-shaped elastic elements, the inner surface of which interacts with the sleeve located coaxially with them the end of which is rigidly fixed at the base, and the other interacts with the inner surface of the lid, made in the form of an inverted glass, the end part of which interacts there is a gap between the end face of the sleeve and the bottom of the cover, while on the elastic conical surface of the disk elastic elements there are two through grooves in the plane parallel to the bases of the truncated cone with the formation of two truncated conical surfaces connected by two ribs directed along the lines forming the conical surface, or on the elastic conical surface of the disk-shaped elastic elements, are made in a plane parallel to the bases of the truncated cone, in cr at least three through grooves with the formation of two truncated conical surfaces connected by at least three ribs directed along the lines forming the conical surface, there is a gap between the end face of the sleeve and the bottom of the cover, in which a buffer device is installed, made in the form of a damping washer mesh package containing the base, elastic mesh elements interacting with the base, the density of the mesh structure of each elastic mesh element is in the optimal range of values: 1.2 ÷ 2.0 g / s ^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, the density of the mesh structure of the outer layers of elastic mesh member is 1.5 times greater than the density of internal crosslinking layers of the elastic mesh element, while the elastic mesh elements are made of combined mesh frame, filled with elastomer, polyurethane, the package contains a rod located in the Central part of the package, coaxially and with gaps, respectively, in the upper and lower mesh elastic elements, the rod, in its middle part, is rigidly fixed in the Central plate, on which the support rings are fixed, while the upper mesh elastic element is connected to the upper cover of the mesh bag and the Central plate, and the lower mesh elastic element is connected to the bottom a pressure washer and a central plate of the bag, and the rod is made of an elastic damping material and is designed to damp angular displacements and vibrations.

На фиг. 1 представлен общий вид виброизолятора тарельчатого типа, на фиг. 2, 3 представлен упругий элемент тарельчатого типа с двумя ребрами, на фиг. 4, 5 - упругий элемент тарельчатого типа с тремя ребрами, на фиг. 6 - схема буферного устройства, расположенного в крышке 2.In FIG. 1 shows a general view of a plate type vibration isolator, FIG. 2, 3, an elastic plate-shaped element with two ribs is shown, in FIG. 4, 5 - elastic plate-type element with three ribs, in FIG. 6 is a diagram of a buffer device located in cover 2.

Тарельчатый виброизолятор содержит корпус, включающий основание 1 с крышкой 2, и размещенный в нем пакет тарельчатых упругих элементов. Пакет тарельчатых упругих элементов состоит из последовательно соединенных тарельчатых упругих элементов 3 и 4, внутренняя поверхность которых взаимодействует с расположенной с ними соосно втулкой 5, один конец которой жестко закреплен в основании 1, а другой - взаимодействует с внутренней поверхностью крышки 2, выполненной в виде перевернутого стакана, торцевая часть которой взаимодействует с тарельчатыми упругими элементами, причем между торцом втулки 5 и днищем крышки 2 имеется зазор, в котором установлено буферное устройство 7. Виброизолируемый объект 6 устанавливается на крышке 2.The plate-shaped vibration isolator comprises a housing including a base 1 with a cover 2, and a package of plate-shaped elastic elements housed therein. The package of dish-shaped elastic elements consists of serially connected dish-shaped elastic elements 3 and 4, the inner surface of which interacts with the sleeve 5 located coaxially with them, one end of which is rigidly fixed to the base 1, and the other interacts with the inner surface of the cover 2, made in the form of an inverted glass, the end part of which interacts with a disk-shaped elastic elements, and between the end of the sleeve 5 and the bottom of the cover 2 there is a gap in which the buffer device 7. oliruemy object 6 is mounted on the cover 2.

Упругий элемент тарельчатого типа содержит тарельчатую упругую поверхность в виде усеченного конуса 8. На ней выполнено в плоскости, параллельной основаниям усеченного конуса, два сквозных паза 9 и 10 (фиг. 2 и 3) с образованием двух усеченных конических поверхностей 11 и 12, связанных двумя ребрами 13, направленными по образующим коническую поверхность линиям. Отверстие 14 предусмотрено для размещения опорной втулки 1.The elastic element of the plate type contains a plate-shaped elastic surface in the form of a truncated cone 8. On it is made in a plane parallel to the bases of the truncated cone, two through grooves 9 and 10 (Fig. 2 and 3) with the formation of two truncated conical surfaces 11 and 12, connected by two ribs 13 directed along the lines forming a conical surface. A hole 14 is provided for accommodating the support sleeve 1.

Упругий элемент тарельчатого типа может быть выполнен состоящим по крайней мере из трех сквозных пазов 15, 16, 17 (фиг. 4 и 5) с образованием двух усеченных конических поверхностей 11 и 12, связанных по крайней мере тремя ребрами 18, 19, 20, направленными по образующим коническую поверхность линиям. Отверстия 14 в этих упругих элементах служат для фиксации в них виброизолируемого объекта или промежуточных конструкций виброизолятора, например опорной втулки 1.The elastic element of the plate type can be made up of at least three through grooves 15, 16, 17 (Figs. 4 and 5) with the formation of two truncated conical surfaces 11 and 12, connected by at least three ribs 18, 19, 20, directed along lines forming a conical surface. The holes 14 in these elastic elements serve to fix the vibration-insulated object or intermediate structures of the vibration isolator, for example, the support sleeve 1.

Буферное устройство 7 (фиг. 6) выполнено в виде демпфирующего шайбового сетчатого пакета и содержит шток 33, расположенный в центральной части пакета, соосно и с зазорами 22, соответственно в верхнем 27 и нижнем 28 сетчатых упругих элементах. Шток 33, в свой средней части, жестко закреплен в центральной пластине 32, на которой закреплены опорные кольца 31 и 29, при этом верхний 27 сетчатый упругий элемент соединен с верхней крышкой 25 сетчатого пакета и центральной пластиной 32, а нижний 28 сетчатый упругий элемент соединен с нижней нажимной шайбой 21 и центральной пластиной 32 пакета. Шток 33 выполнен из упругодемпфирующего материала и предназначен для демпфирования угловых перемещений и колебаний.The buffer device 7 (Fig. 6) is made in the form of a damping washer mesh package and contains a rod 33 located in the central part of the package, coaxially and with gaps 22, respectively, in the upper 27 and lower 28 mesh elastic elements. The rod 33, in its middle part, is rigidly fixed in the central plate 32, on which the support rings 31 and 29 are fixed, while the upper 27 mesh elastic element is connected to the upper cover 25 of the mesh bag and the central plate 32, and the lower 28 mesh elastic element is connected with a lower pressure washer 21 and a central plate 32 of the package. The rod 33 is made of elastic damping material and is designed to damp angular displacements and vibrations.

При этом в верхнем сетчатом упругом элементе 27, в его центре, осесимметрично штоку 33 расположен верхний демпфер сухого трения, выполненный в виде верхней гильзы 24, жестко соединенной с крышкой 25, и нижней гильзы 23, жестко соединенной с центральной пластиной 32, при этом гильзы 23 и 24 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 33 размещен в них коаксиально и с зазором. Нижняя и верхняя части штока 33 расположены соответственно, не выступая за поверхности верхней крышки 25 и нижней нажимной шайбы 21 пакета.Moreover, in the upper mesh elastic element 27, in its center, axisymmetrically to the rod 33 is located the upper dry friction damper, made in the form of an upper sleeve 24, rigidly connected to the cover 25, and a lower sleeve 23, rigidly connected to the Central plate 32, while the sleeve 23 and 24 are connected with an interference fit, forming a pair of friction, and the rod 33 is placed in them coaxially and with a gap. The lower and upper parts of the rod 33 are located, respectively, not protruding beyond the surface of the upper cover 25 and the lower pressure plate 21 of the package.

В нижнем сетчатом упругом элементе 28, в его центре, осесимметрично штоку 33 расположен нижний демпфер сухого трения, выполненный в виде нижней гильзы 34, жестко соединенной с нижней нажимной шайбой 21, и верхней гильзы 30, жестко соединенной с центральной пластиной 32, при этом гильзы 30 и 34 соединены с натягом, образуя пару трения, а шток 33 размещен в них коаксиально и с зазором.In the lower mesh elastic element 28, in its center, axisymmetrically to the rod 33 is located the lower dry friction damper, made in the form of a lower sleeve 34, rigidly connected to the lower pressure washer 21, and the upper sleeve 30, rigidly connected to the Central plate 32, while the sleeve 30 and 34 are connected with an interference fit, forming a pair of friction, and the rod 33 is placed in them coaxially and with a gap.

Плотность сетчатой структуры каждого упругого сетчатого 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.The density of the mesh structure of each elastic mesh element is in the optimal range of values: 1.2 ... 2.0 g / cm ³ , and the wire material of the elastic mesh elements is steel EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 ... 0.15 mm.

Упругие сетчатые элементы 27 и 28 могут быть выполнены комбинированными из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.Elastic mesh elements 27 and 28 can be made combined of a mesh frame, filled with an elastomer, for example polyurethane.

Демпфирующий шайбовый сетчатый пакет работает следующим образом.The damping washer mesh package operates as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), упругие сетчатые элементы 27 и 28 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.With vibrations of the vibration-insulated object (not shown in the drawing), the elastic mesh elements 27 and 28 perceive both vertical and horizontal loads, thereby weakening the dynamic effect on the vibration-insulated object, i.e. spatial vibration protection and shock protection are provided.

Тарельчатый виброизолятор работает следующим образом.The plate vibration isolator works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта 6, установленного на крышке 2, обеспечивается его виброзащита и защита от ударов.With vibrations of the vibration-insulated object 6 mounted on the cover 2, it is provided with vibration protection and shock protection.

Возможен вариант, когда основание 1, на которое опирается пакет тарельчатых упругих элементов виброизолятора, жестко соединено, например, посредством клеевого соединения, с упруго демпфирующей пластиной 35, посредством которой виброизолятор устанавливается на фундамент защищаемого объекта.It is possible that the base 1, on which the package of plate-shaped elastic elements of the vibration absorber rests, is rigidly connected, for example, by means of an adhesive joint, to an elastic damping plate 35, by means of which the vibration isolator is mounted on the foundation of the protected object.

Упруго демпфирующая пластина 35 (фиг. 7) выполнена из эластомера в виде чередующихся выступов 38 и впадин 39, относительно центральной пластины 37 в шахматном порядке, причем выступы с одной стороны пластины 37 размещены над впадиной с другой стороны центральной пластины 37. Форма выступов и впадин может быть как многоугольной, например прямоугольной, квадратной, трапецеидальной, так и описываемой кривыми второго порядка, например, в виде окружности, эллипса, гиперболы, параболы, так и в виде их комбинации.The elastic damping plate 35 (Fig. 7) is made of an elastomer in the form of alternating protrusions 38 and depressions 39, relative to the central plate 37 in a checkerboard pattern, and the protrusions on one side of the plate 37 are placed above the depression on the other side of the central plate 37. The shape of the protrusions and depressions can be either polygonal, for example rectangular, square, trapezoidal, or described by second-order curves, for example, in the form of a circle, ellipse, hyperbola, parabola, or in the form of a combination thereof.

Возможен вариант, когда упруго демпфирующая пластина 35 (фиг. 8) выполнена в виде пакета по крайней мере двух упругих пластин 42 и 43, разделенных промежуточным элементом 36, расположенными между жесткой верхней пластиной 40 и основанием 41 объекта защиты.It is possible that the resiliently damping plate 35 (Fig. 8) is made in the form of a packet of at least two elastic plates 42 and 43 separated by an intermediate element 36 located between the rigid upper plate 40 and the base 41 of the protected object.

Упругодемпфирующая пластина 35 работает следующим образом.Elastic damping plate 35 operates as follows.

При колебаниях объекта защиты, установленного на виброизоляторе, соединенном с пластиной 35, упругий элемент из эластомера в виде чередующихся выступов 38 и впадин 39, относительно центральной пластины 37, или пакет упругих элементов 42 и 43, воспринимает вертикальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытия зданий. Горизонтальные колебания гасятся за счет нестесненного расположения упругого элемента, что дает ему определенную степень свободы колебаний в горизонтальной плоскости.When the object of protection mounted on the vibration isolator connected to the plate 35 fluctuates, the elastic element of the elastomer in the form of alternating protrusions 38 and depressions 39, relative to the Central plate 37, or a package of elastic elements 42 and 43, perceives vertical loads, thereby weakening the dynamic effect on floors of buildings. Horizontal vibrations are damped due to the unrestricted location of the elastic element, which gives it a certain degree of freedom of vibrations in the horizontal plane.

Возможен вариант, когда промежуточный элемент 36, расположенный между упругими пластинами 42 и 43 упругодемпфирующей пластины 35 (фиг. 8), выполненной в виде пакета пластин, состоит из двух оппозитно расположенных пластин (на чертеже не показано), выполненных из жесткого вибродемпфирующего материала, например пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», а средний слой, расположенный между ними, выполнен из сплошного демпфирующего материала, в котором использована губчатая резина, или иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, или нетканый вибродемпфирующий материал, или слой вязаных упругих синтетических нитей.It is possible that the intermediate element 36, located between the elastic plates 42 and 43 of the elastic damping plate 35 (Fig. 8), made in the form of a package of plates, consists of two opposed plates (not shown in the drawing) made of a rigid vibration-damping material, for example plastic compound of the type Agate, Anti-Vibrate, Shvim, and the middle layer located between them is made of continuous damping material in which sponge rubber is used, or needle-punched material of the Vibrosil type based on silica og or aluminoborosilicate fiber, or non-woven vibration-damping material, or a layer of knitted elastic synthetic fibers.

Claims

1. A plate vibration isolator comprising a housing including a base with a cover and a package of disk-shaped elastic elements placed therein, the package of disk-shaped elastic elements consists of serially connected disk-shaped elastic elements, the inner surface of which interacts with a sleeve located coaxially with one end of which is rigidly fixed at the base, and the other interacts with the inner surface of the lid, made in the form of an inverted glass, the end part of which interacts with disk-shaped controls there are a gap between the end face of the sleeve and the bottom of the cover, while on the elastic conical surface of the disk-shaped elastic elements two through grooves are formed in a plane parallel to the bases of the truncated cone with the formation of two truncated conical surfaces connected by two ribs directed along the conical surface lines, or on the elastic conical surface of the dish-shaped elastic elements made in a plane parallel to the bases of the truncated cone, at least three through pa behind with the formation of two truncated conical surfaces connected by at least three ribs directed along the lines forming the conical surface, there is a gap between the end face of the sleeve and the bottom of the lid, in which a buffer device is installed, made in the form of a damping washer mesh package containing a base, elastic mesh elements interacting with the base, the density of the mesh structure of each elastic mesh element is in the optimal range of values: 1.2 ÷ 2.0 g / cm ³ , and the wire material locks of elastic mesh elements - steel grade EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 ÷ 0.15 mm, the density of the mesh structure of the outer layers of the elastic mesh element is 1.5 times higher than the density of the mesh structure of the inner layers of the elastic mesh element moreover, the elastic mesh elements are made combined of a mesh frame filled with an elastomer - polyurethane, the package contains a rod located in the central part of the package coaxially and with gaps in the upper and lower mesh elastic elements at the same time, the rod in its middle part is rigidly fixed in the Central plate, on which the support rings are fixed, while the upper mesh elastic element is connected to the upper cover of the mesh package and the Central plate, and the lower mesh elastic element is connected to the lower pressure plate and the Central plate package, and the rod is made of an elastic damping material and is designed to damp angular displacements and vibrations, characterized in that the base on which the package of disk-shaped elastic elements of vibra the insulator, is rigidly connected, for example by means of an adhesive connection, with an elastic damping plate, by means of which a vibration isolator is installed on the foundation of the protected object.

2. A plate vibration isolator according to claim 1, characterized in that the elastic damping plate is made of an elastomer in the form of a packet of at least two elastic plates separated by an intermediate element, the cross-sectional shape of the elastic plates being an alternation of protrusions and depressions in a checkerboard pattern relative to the central plate, moreover, the protrusions on one side of the plate are located above the depression on the other side of the Central plate, and the shape of the protrusions and depressions can be as polygonal, for example rectangular, square, gangway Zeideal, and described by second-order curves, for example, in the form of a circle, ellipse, hyperbola, parabola, and in the form of their combination.

3. A plate vibration isolator according to claim 2, characterized in that the intermediate element located between the elastic plates of the elastic damping plate, made in the form of a package of plates, consists of two opposed plates located made of a rigid vibration-damping material, for example, agate plastic compound, Anti-vibration ”,“ Shvim ”, and the middle layer located between them is made of continuous damping material, in which sponge rubber or needle-punched material of the“ Vibrosil ”type based on silica silt are used and aluminoborosilicate fiber, or non-woven vibration damping material, or a layer of knitted elastic synthetic fibers.