RU2538853C1

RU2538853C1 - Kochetov's vibration isolator

Info

Publication number: RU2538853C1
Application number: RU2013133950/11A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева; Мария Михайловна Стареева
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-01-10
Also published as: RU2013133950A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration isolator consists of base, elastic elements and bearing assemblies. The elastic elements are designed as a package of top and bottom elastic elements of arch type facing to each other. Each package is designed as a set of flat springs alternating in mutually perpendicular directions. Each flat spring consists of a horizontal flange and two lateral flanges bent at the angle 135° to the horizontal flange and fitted with bearing sections at the ends. The damping element of the vibration isolator is a compound one and consists of a friction part and an elastic part. The friction part is made as bushes with flanges at the ends and a section of a rope wound on the bushes in a closed loop. The bushes are coupled with the resilient elements by rivets. The elastic part is made as an elastodamping ring embracing the rope section from outside. The ring material is elastomer, e.g. rubber, polyurethane or combined material, such as rubber-cord casing.

EFFECT: higher vibration isolation efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты технологического оборудования, аппаратуры и приборов, а также человека-оператора от воздействия вибрационных и ударных нагрузок.The invention relates to mechanical engineering and can be used to protect technological equipment, apparatus and devices, as well as the human operator from exposure to vibration and shock loads.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор, содержащий основание, упругие элементы и опорные узлы по патенту РФ №2451849 (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a vibration isolator containing a base, elastic elements and support nodes according to the patent of the Russian Federation No. 2451849 (prototype).

Недостатком работы известного устройства является сравнительно невысокая эффективность виброизоляции из-за сравнительно большой жесткости упругого элемента и сравнительно невысокого коэффициента демфирования.The disadvantage of the known device is the relatively low efficiency of vibration isolation due to the relatively high stiffness of the elastic element and the relatively low damping coefficient.

Технический результат изобретения - повышение эффективности виброизоляции.The technical result of the invention is improving the efficiency of vibration isolation.

Это достигается тем, что в виброизоляторе, содержащем основание, упругие элементы и опорные узлы, упругие элементы выполнены плоскими в виде пакета верхних и нижних упругих элементов арочного типа, обращенных навстречу друг другу, причем каждый из пакетов выполнен в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин, каждая из которых состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки на концах, а демпфирующий элемент виброизолятора выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей, причем фрикционная часть выполнена в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок с фланцами на торцах и отрезка троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки, которые связаны с упругими элементами посредством заклепок, а эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца, охватывающего снаружи отрезок троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки.This is achieved by the fact that in a vibration isolator containing a base, elastic elements and support nodes, the elastic elements are made flat in the form of a package of upper and lower elastic elements of arch type facing each other, and each of the packages is made in the form of a set of alternating in mutually perpendicular directions flat springs, each of which consists of a horizontal shelf and two side shelves, bent at an angle of 135 ° to the horizontal shelf and having supporting sections at the ends, and the damping element of the vibration isolator in It is made combined and consists of friction and elastic parts, and the friction part is made in the form of bushings located parallel to the axis of the vibration isolator with flanges at the ends and a cable segment, wound in a closed loop in a plane perpendicular to the axis of the vibration isolator, on the bushings that are connected to the elastic elements through rivets and the elastic part is made in the form of an elastic damping ring, covering the outside of the cable, wound along a closed path in a plane perpendicular to the axis of the vibration isolator, bushings.

На фиг.1 изображен фронтальный разрез предлагаемого виброизолятора, на фиг.2 - вид сверху.Figure 1 shows a frontal section of the proposed vibration isolator, figure 2 is a top view.

Виброизолятор содержит пакет верхних упругих элементов 1 и пакет нижних упругих элементов 2 арочного типа, обращенных навстречу друг другу. Каждый из пакетов выполнен в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин 3 и 4, каждая из которых состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки 5 и 6 на концах.The vibration isolator comprises a package of upper elastic elements 1 and a package of lower elastic elements 2 of arch type facing towards each other. Each of the packages is made in the form of a set of flat springs 3 and 4 alternating in mutually perpendicular directions, each of which consists of a horizontal shelf and two side shelves, bent at an angle of 135 ° to the horizontal shelf and having supporting sections 5 and 6 at the ends.

Демпфирующий элемент виброизолятора выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей.The damping element of the vibration isolator is combined and consists of friction and elastic parts.

Фрикционная часть выполнена в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок 7 и 8 с фланцами на торцах и отрезка троса 9, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки 7 и 8. Втулки 7 и 8 связаны с упругими элементами 1 и 2 посредством заклепок 10.The friction part is made in the form of bushings 7 and 8 parallel to the axis of the vibration isolator with flanges at the ends and a cable segment 9, wound in a closed loop in a plane perpendicular to the axis of the vibration isolator, on the bushings 7 and 8. The bushings 7 and 8 are connected with the elastic elements 1 and 2 by rivets 10.

Эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца 13, охватывающего снаружи отрезок троса 9, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки 7 и 8. В качестве материала кольца 13 может быть использован эластомер, например резина, полиуретан или комбинированный материал, например в виде резинокордной оболочки. При этом установка эластичной части демпфирующего элемента виброизолятора осуществляется в статическом состоянии с натягом на фрикционную часть.The elastic part is made in the form of an elastic damping ring 13, covering the outside of the cable segment 9, wound in a closed circuit in a plane perpendicular to the axis of the vibration isolator, on the bushings 7 and 8. As the material of the ring 13, an elastomer, for example rubber, polyurethane or a combined material, can be used. for example in the form of a rubber cord cord. In this case, the installation of the elastic part of the damping element of the vibration isolator is carried out in a static state with an interference fit on the friction part.

Болты 11, закрепленные на упругих элементах с помощью гаек 12, обеспечивают связь виброизолятора с вибрирующим и виброизолируемым объектами (на чертежах эти объекты не показаны).Bolts 11, mounted on elastic elements with nuts 12, provide a connection between the vibration isolator and vibrating and vibration-isolating objects (these objects are not shown in the drawings).

Виброизолятор работает следующим образом.Vibration isolator works as follows.

При воздействии внешней нагрузки упругие элементы 1 и 2 деформируются в осевом и радиальном направлениях. Радиальная деформация упругих элементов сопровождается изменением величины диаметра центров крепежных элементов 10 и деформацией в радиальных направлениях фрикционного демпфирующего элемента, связанного с упругими элементами 1 и 2 через втулки 7 и 8 и заклепки 10. При этом все участки троса 9, расположенные между втулками 7 и 8, изгибаются, в результате чего рассеивается часть подводимой к виброизолятору энергии за счет взаимного трения между проволоками и прядями троса 9, трения самого троса 9 о втулки 7 и 8 при значительных контактных давлениях между проволоками и прядями, а также между тросом и втулками, которые обусловлены перегибами троса на втулках 7 и 8. Кроме того, дополнительное рассеивание энергии происходит в результате взаимодействия упругодемпфирующего кольца 13, охватывающего снаружи отрезок троса 9.When exposed to external loads, the elastic elements 1 and 2 are deformed in the axial and radial directions. The radial deformation of the elastic elements is accompanied by a change in the diameter of the centers of the fasteners 10 and a radial deformation of the friction damping element associated with the elastic elements 1 and 2 through the bushings 7 and 8 and the rivets 10. Moreover, all sections of the cable 9 located between the bushings 7 and 8 are bent, as a result of which part of the energy supplied to the vibration isolator is dissipated due to the mutual friction between the wires and the strands of the cable 9, the friction of the cable 9 itself against the bushings 7 and 8 at significant contact pressures between the wires and strands, as well as between the cable and the bushings, which are caused by the kinks of the cable on the bushings 7 and 8. In addition, additional energy dissipation occurs as a result of the interaction of the elastic-damping ring 13, covering the outside of the cable segment 9.

Чередование взаимного расположения плоских пружин 3 и 4, составляющих упругие элементы 1 и 2 арочного типа, во взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивает наличие зазора между плоскими пружинами, что исключает их взаимное трение при деформациях упругого элемента, что придает ему практически чисто упругие свойства. Благодаря функциональному разделению конструктивных узлов на упругие и демпфирующие элементы, а также простоте их сборки обеспечивается оперативный подбор упругодемпфирующих характеристик виброизолятора для конкретных условий эксплуатации.The alternation of the mutual arrangement of the flat springs 3 and 4, constituting the elastic elements 1 and 2 of the arch type, in mutually perpendicular directions provides a gap between the flat springs, which eliminates their mutual friction during deformation of the elastic element, which gives it almost purely elastic properties. Thanks to the functional separation of the structural units into elastic and damping elements, as well as the simplicity of their assembly, prompt selection of the elastic-damping characteristics of the vibration isolator for specific operating conditions is ensured.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение грузоподъемности при меньшем весе виброизолятора, упрощение конструкции, повышение виброизолирующих качеств в зарезонансной зоне частот, оперативность подбора упругодемпфирующих характеристик для конкретных условий эксплуатации, а также возможность повышения виброзащитных качеств на резонансе.The proposed technical solution provides an increase in carrying capacity with a lower weight of the vibration isolator, simplification of the design, increase of the vibration-isolating qualities in the resonance frequency zone, the speed of selecting elastic-damping characteristics for specific operating conditions, as well as the possibility of increasing the vibration-proof qualities at resonance.

Claims

1. Виброизолятор, содержащий основание, упругие элементы и опорные узлы, отличающийся тем, что упругие элементы выполнены плоскими в виде пакета верхних и нижних упругих элементов арочного типа, обращенных навстречу друг к другу, причем каждый из пакетов выполнен в виде набора чередующихся во взаимно перпендикулярных направлениях плоских пружин, каждая из которых состоит из горизонтальной полки и двух боковых полок, отогнутых на угол 135° к горизонтальной полке и имеющих опорные участки на концах, а демпфирующий элемент виброизолятора выполнен комбинированным и состоит из фрикционной и эластичной частей, причем фрикционная часть выполнена в виде расположенных параллельно оси виброизолятора втулок с фланцами на торцах и отрезка троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки, которые связаны с упругими элементами посредством заклепок, а эластичная часть выполнена в виде упругодемпфирующего кольца, охватывающего снаружи отрезок троса, навитого по замкнутому контуру в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, на втулки, причем в качестве материала кольца использован эластомер, например резина, полиуретан или комбинированный материал в виде резинокордной оболочки.1. A vibration isolator containing a base, elastic elements and support nodes, characterized in that the elastic elements are made flat in the form of a package of upper and lower elastic elements of arch type facing towards each other, each of the packages being made as a set of alternating in mutually perpendicular directions of flat springs, each of which consists of a horizontal shelf and two side shelves, bent at an angle of 135 ° to the horizontal shelf and having supporting sections at the ends, and the damping element of the vibration isolator It is combined and consists of friction and elastic parts, and the friction part is made in the form of bushings located parallel to the axis of the vibration isolator with flanges at the ends and a cable segment, wound in a closed loop in a plane perpendicular to the axis of the vibration isolator, on the bushings that are connected to the elastic elements through rivets and the elastic part is made in the form of an elastic damping ring, covering the outside of the cable segment, wound in a closed loop in a plane perpendicular to the axis of the vibration absorber, in ulki, wherein as the material of the ring used elastomer, such as rubber, polyurethane or a composite material in the form of a rubber-cord shell.

2. Виброизолятор по п.1, отличающийся тем, что установка эластичной части демпфирующего элемента виброизолятора осуществляется в статическом состоянии с натягом на фрикционную часть. 2. The vibration isolator according to claim 1, characterized in that the installation of the elastic part of the damping element of the vibration isolator is carried out in a static state with an interference fit on the friction part.