RU2577735C1

RU2577735C1 - Mesh vibration isolator pendulum

Info

Publication number: RU2577735C1
Application number: RU2015106028/11A
Authority: RU
Inventors: Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-03-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: vibration isolator includes a housing, an elastic element and a pendulum suspension. On the base there are installed two parallelly connected elastic elements located between the top cover and the base. Elastic element comprises a spring with a built-in damper and coaxially located inside or outside the spring bushing of voluminous mesh interweaving. Spring is a screw cylindrical one and consists of two parts with on-coming ends. First part of the spring has turns of rectangular section with rounded edges and the second part is hollow. On-coming end of the first part is located in the cavity of the second part. Gaps of segment profile of contacting spring parts are filled by antifriction grease. Sealing gasket is mounted at the end of the second spring part to prevent grease leakage. First part of the screw spring is embraced by a tube of damping material, for example, polyurethane.

EFFECT: higher efficiency of vibration isolation.

1 cl, 3 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 виброизолятор по патенту РФ №2285842, F16F 15/06 (прототип), содержащий упругий элемент, один торец которого опирается на корпус, а другой взаимодействует с маятниковым механизмом, выполненным в виде шарнирного подвеса.The closest technical solution to the claimed object is a vibration isolator according to the patent of the Russian Federation No. 22585842, F16F 15/06 (prototype) containing an elastic element, one end of which rests on the housing, and the other interacts with a pendulum mechanism made in the form of a hinged suspension.

Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за отсутствия демпфирования колебаний.A disadvantage of the known device is the lack of efficiency at resonance due to the absence of vibration damping.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции.The technical result is an increase in the effectiveness of vibration isolation.

Это достигается тем, что в виброизоляторе сетчатом маятниковом, содержащем корпус, упругий элемент, маятниковый подвес, на основании установлены два параллельно соединенных и коаксиально расположенных упругих элемента, расположенных между верхней крышкой и основанием, в виде пружинного элемента и упругого элемента в виде соосно расположенной втулки из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри или снаружи пружинного элемента, который выполнен в виде пружины со встроенным демпфером, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте H находится в оптимальном интервале величин: 0,73…1,05; причем плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см³, а материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм, а отношение наружного диаметра D пружинного элемента к диаметру его проволоки находится в оптимальном интервале величин: 6,5…13,6.This is achieved by the fact that in a mesh pendulum vibration isolator containing a housing, an elastic element, a pendulum suspension, two parallel and coaxially located elastic elements are installed on the base, located between the top cover and the base, in the form of a spring element and an elastic element in the form of a coaxially located sleeve from a volumetric mesh weave placed inside or outside the spring element, which is made in the form of a spring with a built-in damper containing a coil spring inu, consisting of two parts with opposite ends, one part of which has turns of rectangular cross section, and the other part of the spring is hollow, while the opposite direction of the first part is placed in the second cavity, the gaps of the segment profile of the contact parts of the spring are filled with antifriction grease, at the end of the second part of the spring, a sealing collar is installed to prevent lubricant leakage, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges s, covers tube damping material, such as polyurethane, the ratio of the outer diameter D of the elastic mesh member is in the optimal range of values to height H: 0,73 ... 1,05; moreover, the density of the mesh structure of the elastic mesh elements is in the optimal range of values of 1.2 ... 2.0 g / cm ³ and the material of the wire of the elastic mesh elements is steel EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 ... 0 , 15 mm, and the ratio of the outer diameter D of the spring element to the diameter of its wire is in the optimal range of values: 6.5 ... 13.6.

На фиг. 1 представлен фронтальный разрез виброизолятора, на фиг. 2 - вариант выполнения упругого элемента, на фиг. 3 - вариант выполнения пружинного элемента в виде пружины со встроенным демпфером.In FIG. 1 shows a frontal section of a vibration isolator; FIG. 2 shows an embodiment of an elastic element; FIG. 3 is an embodiment of a spring element in the form of a spring with a built-in damper.

Виброизолятор сетчатый маятниковый содержит корпус 1, упругий элемент 7, маятниковый подвес 9. На основании 4 установлены два параллельно соединенных и коаксиально расположенных упругих элемента 6 и 7, расположенных между верхней крышкой 8 и основанием 4, в виде пружинного элемента 6 и упругого элемента 7 в виде соосно расположенной втулки из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри или снаружи пружинного элемента.The vibrational mesh pendulum isolator comprises a housing 1, an elastic element 7, a pendulum suspension 9. On the base 4, two parallel and coaxially located elastic elements 6 and 7 are installed, located between the top cover 8 and the base 4, in the form of a spring element 6 and an elastic element 7 in in the form of a coaxially located sleeve from a volumetric mesh weave placed inside or outside the spring element.

Отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте H находится в оптимальном интервале величин: 0,73…1,05; причем плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см³, а материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм. Отношение наружного диаметра D пружинного элемента к диаметру его проволоки находится в оптимальном интервале величин: 6,5…13,6.The ratio of the outer diameter D of the elastic mesh element to its height H is in the optimal range of values: 0.73 ... 1.05; moreover, the density of the mesh structure of the elastic mesh elements is in the optimal range of values of 1.2 ... 2.0 g / cm ³ and the material of the wire of the elastic mesh elements is steel EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 ... 0 , 15 mm. The ratio of the outer diameter D of the spring element to the diameter of its wire is in the optimal range of values: 6.5 ... 13.6.

Пружина со встроенным демпфером (фиг. 3) содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 13 и 14 со встречно направленными концами 16 и 15 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 11 и 12 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.The spring with a built-in damper (Fig. 3) contains a cylindrical coil spring, consisting of two parts 13 and 14 with opposite ends 16 and 15 of the corresponding turns of these springs. On the support coils of the spring, support rings 11 and 12 are made for strong and reliable fixation of the ends of the springs during their operation.

Первая часть винтовой пружины 13 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 14 пружины выполнена полой, например круглого сечения, при этом встречно направленный конец 16 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 15, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 12, загерметизирован, например при помощи резьбовой пробки (на чертеже не показана).The first part of the coil spring 13 is made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, and the second part 14 of the spring is hollow, for example of circular cross section, while the counter-directed end 16 of the first part of the spring is placed in the cavity of the counter-directed second part of the spring with the end 15 while its second end, mounted on the support ring 12, is sealed, for example with a screw plug (not shown).

В полости второй части 14 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 13 пружины, зазоры 17 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 13 и 14 пружины.In the cavity of the second spring part 14, made of a hollow circular cross section, formed on four sides, relative to the rectangular section of the first spring part 13, the gaps 17 of the segment profile in a section perpendicular to the axis of the contacting parts 13 and 14 of the spring.

Для лучшей регулировки жесткости пружины (без задиров, заминов и заеданий) зазоры 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины заполнены антифрикционной смазкой, например вязкой типа «солидол», при этом на конце 15 второй части пружины установлена уплотнительная манжета (на чертеже не показана) для предотвращения утечки (потери) смазки. Такая конструкция представляет собой своеобразный демпфер «вязкого трения» с протяженным дроссельным элементом в виде зазоров 17 сегментного профиля контактирующих частей 13 и 14 пружины, которые в этом случае будут являться аналогами системы соответственно «поршень-цилиндр».For better adjustment of the spring stiffness (without scuffing, jamming or jamming), the gaps 17 of the segment profile of the contacting parts 13 and 14 of the spring are filled with antifriction grease, for example, viscous "solid oil" type, and a sealing lip is installed at the end 15 of the second spring part (not shown in the drawing ) to prevent leakage (loss) of lubricant. This design is a kind of viscous friction damper with an extended throttle element in the form of gaps 17 of the segment profile of the contacting parts 13 and 14 of the spring, which in this case will be analogs of the piston-cylinder system, respectively.

Первую часть 13 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 18 из демпфирующего материала, например полиуретана, которая создает в системе виброзащиты трение, величина которого повышается при подходе системы к резонансному режиму, что и является аналогом демпфера «сухого трения».The first part 13 of a coil spring, made with coils of rectangular (or square) section with rounded edges, is covered by a tube 18 of damping material, for example polyurethane, which creates friction in the vibration protection system, the value of which increases when the system approaches the resonant mode, which is analogous to dry friction damper.

Пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.A spring with a built-in damper works as follows.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 11 и 12 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.The spring stiffness is adjusted by shortening or lengthening the spring height. When the support rings 11 and 12 rotate, the spring coils move relative to each other in mutually opposite directions relative to the longitudinal axis of the spring, i.e. screwed in or out. In the first case (when screwing in), the stiffness of the spring increases, and in the second case (when unscrewing) it decreases, which makes it easier to adjust the stiffness of the spring.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х, Y, Ζ и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.Thus, due to its selective properties, the spring provides effective spatial vibration isolation of equipment in all six directions of vibration (along the three X, Y, Ζ axes and rotational vibrations around these axes) with vibration damping at resonance, and under various operating conditions.

Виброизолятор работает следующим образом.Vibration isolator works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта, устанавливаемого на плиту 11, упругий сетчатый элемент 7 и пружинный элемент 6 воспринимают совместно с маятниковым механизмом 9 как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на перекрытие здания, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Варьируя плотностью сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 7, можно осуществлять в определенных пределах настройку резонансной частоты виброизолятора.With vibrations of the vibration-insulated object mounted on the plate 11, the elastic mesh element 7 and the spring element 6 are taken together with the pendulum mechanism 9 both vertical and horizontal loads, thereby weakening the dynamic effect on the building floor, i.e. spatial vibration protection and shock protection are provided. Varying the density of the mesh structure of the elastic mesh element 7, it is possible, within certain limits, to adjust the resonant frequency of the vibration isolator.

Виброизолятор является универсальным амортизирующим устройством, позволяющим работать как в режиме силовой виброизоляции, так и кинематической, а также в виброударном режиме.The vibration isolator is a universal shock-absorbing device that allows you to work both in power vibration isolation mode and kinematic, as well as in vibration shock mode.

Claims

Виброизолятор сетчатый маятниковый, содержащий корпус, упругий элемент, маятниковый подвес, на основании установлены два параллельно соединенных и коаксиально расположенных упругих элемента, расположенных между верхней крышкой и основанием, в виде пружинного элемента и упругого элемента в виде соосно расположенной втулки из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри или снаружи пружинного элемента, который выполнен в виде пружины со встроенным демпфером, содержащей цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, отличающийся тем, что отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте H находится в оптимальном интервале величин: 0,73…1,05; причем плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2…2,0 г/см³, материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09…0,15 мм, а отношение наружного диаметра D пружинного элемента к диаметру его проволоки находится в оптимальном интервале величин: 6,5…13,6. A vibrational mesh pendulum isolator comprising a housing, an elastic element, a pendulum suspension, and two parallel and coaxially located elastic elements located between the top cover and the base, in the form of a spring element and an elastic element in the form of a coaxially located bulk mesh weave, placed inside or outside the spring element, which is made in the form of a spring with a built-in damper containing a cylindrical helical spring, consisting of two parts th with opposite ends, one part of which has coils of rectangular cross section, and the other part of the spring is hollow, while the opposite direction of the first part is placed in the cavity of the second, the gaps of the segment profile of the contact parts of the spring are filled with antifriction grease, while at the end of the second part springs installed sealing cuff to prevent lubricant leakage, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, covers a tube of a damping material, for example polyurethane, characterized in that the ratio of the outer diameter D of the elastic mesh element to its height H is in the optimal range of values: 0.73 ... 1.05; moreover, the density of the mesh structure of the elastic mesh elements is in the optimal range of values of 1.2 ... 2.0 g / cm ³ , the material of the wire of the elastic mesh elements is steel grade EI-708, its diameter is in the optimal range of 0.09 ... 0.15 mm, and the ratio of the outer diameter D of the spring element to the diameter of its wire is in the optimal range of values: 6.5 ... 13.6.