RU2578423C1

RU2578423C1 - Spring vibration isolator mesh

Info

Publication number: RU2578423C1
Application number: RU2015106047/11A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Дмитриевна Ходакова
Original assignee: Татьяна Дмитриевна Ходакова
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building. Vibration isolator includes housing, parallel resilient members and pressure washer. Resilient members are made in form of a spring with built-in damper connected with upper and lower pressure washers. Sleeve from voluminous mesh interweaving is arranged inside spring between pressure washers. Spring is a screw cylindrical one and consists of two parts with on-coming ends. First spring part is fitted with turns of rectangular section and rounded edges and second part is hollow. On-coming end of first part is located in cavity of second part. Gaps of segment profile of contacting spring parts are filled by antifriction grease. Sealing gasket is mounted at end of second spring part to prevent grease leakage. First part of helical spring encloses tube from damping material, for example polyurethane.

EFFECT: higher efficiency of vibration isolation.

4 cl, 2 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 №2285839, F16F 15/06, содержащий корпус, упругие элементы, нажимные шайбы, упругие элементы выполнены из параллельно установленных пружинного элемента, соединенного с верхней и нижней нажимными шайбами, и упругого элемента из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента между нажимными шайбами и выполненного в виде соосно расположенной втулки.The closest technical solution to the claimed object is a vibration isolator according to RF patent No. 2285839, F16F 15/06, comprising a housing, elastic elements, pressure washers, elastic elements made of parallel mounted spring element connected to the upper and lower pressure washers, and an elastic element of three-dimensional net weaving placed inside the spring element between the pressure washers and made in the form of a coaxially located sleeve.

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 пружинном сетчатом, содержащем корпус, упругие элементы, нажимные шайбы, упругие элементы выполнены из параллельно установленных пружинного элемента, соединенного с верхней и нижней нажимными шайбами, и упругого элемента из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента между нажимными шайбами и выполненного в виде соосно расположенной втулки, причем отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05, пружинный элемент 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.This is achieved by the fact that in the spring mesh insulator comprising a housing, elastic elements, pressure washers, elastic elements are made of parallel mounted spring element connected to the upper and lower pressure washers, and an elastic element of a volumetric mesh weave placed inside the spring element between the pressure washers and made in the form of a coaxially located sleeve, and the ratio of the outer diameter D of the elastic mesh element to its height h is in the optimal range of values D / h = 0.73 ... 1.05, the spring element is made in the form of a spring with a built-in damper containing a cylindrical helical spring, consisting of two parts with opposite ends, one part of which has rectangular turns, and the other part of the spring is hollow, in this case, the counter-directed end of the first part is placed in the cavity of the second, the gaps of the segment profile of the contacting parts of the spring are filled with antifriction grease, while at the end of the second part of the spring a sealing collar is installed to prevent I leak lubricant, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, covers a tube of damping material, such as polyurethane.

На фиг. 1 представлен виброизолятор пружинный сетчатый, на фиг. 2 - пружина со встроенным демпфером.In FIG. 1 shows a spring insulator, FIG. 2 - spring with integrated damper.

Виброизолятор пружинный сетчатый содержит упругие элементы 3 и 4, корпус, выполненный в виде нажимных шайб 1 и 7 с буртиками 5 и резьбовыми отверстиями 6 для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показано) и основания. Упругие элементы выполнены из параллельно установленных пружинного элемента 4, соединенного с верхней 1 и нижней 7 нажимными шайбами, и упругого элемента 3 из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента 4 между нажимными шайбами 1 и 7 и выполненного в виде соосно расположенной втулки, причем отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05. Плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.The spring mesh vibration isolator contains elastic elements 3 and 4, a housing made in the form of pressure washers 1 and 7 with shoulders 5 and threaded holes 6 for fastening a vibration-isolating object (not shown in the drawing) and a base. The elastic elements are made of parallel mounted spring element 4 connected to the upper 1 and lower 7 pressure washers, and an elastic element 3 of a three-dimensional mesh weave located inside the spring element 4 between the pressure washers 1 and 7 and made in the form of a coaxially located sleeve, the ratio the outer diameter D of the elastic mesh element to its height h is in the optimal range of values D / h = 0.73 ... 1.05. The density of the mesh structure of the elastic mesh elements is in the optimal range of 1.2 g / cm ³ ... 2.0 g / cm ³ , 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 mm ... 0.15 mm.

Отношение среднего диаметра D₁ пружинного элемента к диаметру его проволоки d находится в оптимальном интервале величин D₁/d=6,5…13,6. Нажимные шайбы 1 и 7 выполнены с винтовой нарезкой, в которую входят витки пружинного элемента, поджимаемые плоскими шайбами 2 и 8 через винты 9 и 10. Отношение наружного диаметра корпуса C к его высоте A находится в оптимальном интервале величин C/A=0,68…0,88.The ratio of the average diameter D _{1 of the} spring element to the diameter of its wire d is in the optimal range of values D ₁ / d = 6.5 ... 13.6. The pressure washers 1 and 7 are made with a screw thread, which includes coils of the spring element pressed by flat washers 2 and 8 through the screws 9 and 10. The ratio of the outer diameter of the housing C to its height A is in the optimal range of values C / A = 0.68 ... 0.88.

Пружинный элемент 4 выполнен в виде пружины со встроенным демпфером (фиг. 2), 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 element 4 is made in the form of a spring with a built-in damper (Fig. 2), contains a 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, using 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, У, Z 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 axes X, Y, Z and rotary vibrations around these axes) with vibration damping at resonance, and under various operating conditions.

Виброизолятор пружинный сетчатый работает следующим образом.Vibration spring mesh works as follows.

При колебаниях виброизолируемого объекта упругий сетчатый элемент 3 и пружинный элемент 4 воспринимают как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов. Варьируя плотностью сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 3, можно осуществлять в определенных пределах настройку резонансной частоты виброизолятора.During vibrations of a vibroinsulated object, the elastic mesh element 3 and the spring element 4 perceive both vertical and horizontal loads, thereby weakening the dynamic effect on the vibroisolated object, i.e. spatial vibration protection and shock protection are provided. Varying the density of the mesh structure of the elastic mesh element 3, it is possible, within certain limits, to adjust the resonant frequency of the vibration isolator.

Виброизолятор пружинный сетчатый является универсальным амортизирующим устройством, позволяющим работать как в режиме силовой виброизоляции, так и кинематической, а также в виброударном режиме.The spring mesh 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

1. Виброизолятор пружинный сетчатый, содержащий корпус, упругие элементы, нажимные шайбы, упругие элементы выполнены из параллельно установленных пружинного элемента, соединенного с верхней и нижней нажимными шайбами, и упругого элемента из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента между нажимными шайбами и выполненного в виде соосно расположенной втулки, причем отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05, отличающийся тем, что пружинный элемент 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.1. A spring mesh vibration isolator comprising a housing, elastic elements, pressure washers, elastic elements are made of parallel-mounted spring element connected to the upper and lower pressure washers, and an elastic element of volumetric mesh, placed inside the spring element between the pressure washers and made in in the form of a coaxially located sleeve, the ratio of the outer diameter D of the elastic mesh element to its height h being in the optimal range of values D / h = 0.73 ... 1.05, characterized in that that the spring element is made in the form of a spring with a built-in damper containing a cylindrical helical spring, 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 cavities of the second, gaps of the segment profile of the contacting parts of the spring are filled with antifriction grease, while at the end of the second part of the spring a sealing sleeve is installed to prevent grease, and the first part of the coil spring, made with coils of rectangular cross section with rounded edges, covers a tube of damping material, such as polyurethane.

2. Виброизолятор пружинный сетчатый по п. 1, отличающийся тем, что отношение среднего диаметра D₁ пружинного элемента к диаметру его проволоки d находится в оптимальном интервале величин D₁/d=6,5…13,6.2. Spring mesh vibration isolator according to claim 1, characterized in that the ratio of the average diameter D _{1 of the} spring element to the diameter of its wire d is in the optimal range of values D ₁ / d = 6.5 ... 13.6.

3. Виброизолятор пружинный сетчатый по п. 1, отличающийся тем, что отношение наружного диаметра корпуса С к его высоте А находится в оптимальном интервале величин С/А=0,68…0,88.3. The spring mesh vibration isolator according to claim 1, characterized in that the ratio of the outer diameter of the housing C to its height A is in the optimal range of values C / A = 0.68 ... 0.88.

4. Виброизолятор пружинный сетчатый по п. 1, отличающийся тем, что плотность сетчатой структуры упругих сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см³…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм. 4. Spring mesh vibration isolator according to claim 1, characterized in that the density of the mesh structure of the elastic mesh elements is in the optimal range of 1.2 g / cm ³ ... 2.0 g / cm ³ , and the wire material of the elastic mesh elements is steel grade EI-708, and its diameter is in the optimal range of 0.09 mm ... 0.15 mm.