RU2643065C1 - Rubber-metal vibration isolation device - Google Patents
Rubber-metal vibration isolation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643065C1 RU2643065C1 RU2016148387A RU2016148387A RU2643065C1 RU 2643065 C1 RU2643065 C1 RU 2643065C1 RU 2016148387 A RU2016148387 A RU 2016148387A RU 2016148387 A RU2016148387 A RU 2016148387A RU 2643065 C1 RU2643065 C1 RU 2643065C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flange
- spring
- bushing
- dry friction
- support plate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
- F16F3/08—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
- F16F3/10—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction
- F16F3/12—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction the steel spring being in contact with the rubber spring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/02—Vibration-dampers; Shock-absorbers with relatively-rotatable friction surfaces that are pressed together
- F16F7/04—Vibration-dampers; Shock-absorbers with relatively-rotatable friction surfaces that are pressed together in the direction of the axis of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к резинометаллическим виброизоляторам.The invention relates to mechanical engineering, in particular to rubber-metal vibration isolators.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является виброизолятор по патенту РФ №2324086, F16F 15/07 (прототип), содержащий внутренний и наружный трубчатые профили, соединенные в верхней своей части с заглушкой, выполненной в виде втулки, виброизолятор, выполненный в виде витой пружины с фланцем, и вязкоупругую оболочку, установленную в зазоре между трубчатыми профилями и соединенную преимущественно методом горячей вулканизации с втулкой, пружиной и фланцем.The closest technical solution to the claimed object is a vibration isolator according to the patent of the Russian Federation No. 2324086, F16F 15/07 (prototype), containing inner and outer tubular profiles connected in its upper part with a plug made in the form of a sleeve, a vibration isolator made in the form of a coil spring with a flange, and a viscoelastic shell installed in the gap between the tubular profiles and connected mainly by hot vulcanization with a sleeve, spring and flange.
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая эффективность виброизоляции в резонансном режиме в области низких частот за счет стесненного расположения пружины в вязкоупругой оболочке.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of vibration isolation in resonance mode at low frequencies due to the cramped location of the spring in the viscoelastic shell.
Технический результат - повышение эффективности виброизоляции в резонансном режиме путем увеличения «сухого» демпфирования в системе.EFFECT: increased efficiency of vibration isolation in resonance mode by increasing “dry” damping in the system.
Это достигается тем, что в резинометаллическом виброизолирующем устройстве, содержащем внутренний и наружный трубчатые профили, соединенные в верхней своей части с заглушкой, выполненной в виде втулки, виброизолятор, выполненный в виде витой пружины с фланцем, и вязкоупругую оболочку, установленную в зазоре между трубчатыми профилями и соединенную преимущественно методом горячей вулканизации с втулкой, пружиной и фланцем, пружина неразъемно соединена с втулкой и фланцем посредством выполненных на них винтовых канавок и закреплена в местах соединения с ними фиксирующими элементами, при этом последние соединены преимущественно методом горячей вулканизации с вязкоупругой оболочкой, между верхней втулкой и нижним фланцем установлен дополнительный упругий элемент с демпфером сухого трения, состоящий из состоящий из нижней и верхней опорных пластин, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная, с правым углом подъема витков, и внутренняя с левым углом подъема витков, пружины, при этом нижняя опорная пластина является основанием, на котором нижние фланцы пружин закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной и верхним фланцем внутренней пружины с левым углом подъема витков расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух, соприкасающихся между собой, нижнего и верхнего, цилиндрических дисков, при этом нижний диск жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины, а верхний диск жестко связан с верхней опорной пластиной, при этом на поверхностях цилиндрических дисков демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные диаметральные канавки на одном из дисков, и выступы - на другом диске, входящие друг в друга, а в качестве материалов нижнего и верхнего цилиндрических дисков демпфера сухого трения может быть использован спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цинк 6,0÷8,0; железо 0,1÷0,2; свинец 2,0÷4,0; графит 3,0÷7,0; вермикулит 8,0÷12,0; хром 4,0÷6,0; сурьма 0,05÷0,1; кремний 2,0÷3,0; медь - остальное.This is achieved by the fact that in a rubber-metal vibration-isolating device containing inner and outer tubular profiles connected in its upper part to a plug made in the form of a sleeve, a vibration isolator made in the form of a coil spring with a flange and a viscoelastic shell installed in the gap between the tubular profiles and connected mainly by hot vulcanization with a sleeve, a spring and a flange, the spring is inseparably connected to the sleeve and a flange by means of helical grooves made on them and fixed in m the connection of fixing elements with them, while the latter are mainly connected by means of hot vulcanization with a viscoelastic shell, between the upper sleeve and the lower flange an additional elastic element with a dry friction damper is installed, consisting of a lower and an upper support plate, between which are coaxially and concentrically mounted outer, with a right angle of rise of coils, and internal with a left angle of rise of coils, springs, while the lower base plate is the base on which the lower flanges The springs are fixed rigidly, and between the upper support plate and the upper flange of the internal spring with the left angle of the coil lifting, there is a dry friction damper consisting of two lower and upper cylindrical disks in contact with each other, while the lower disk is rigidly connected to the upper flange of the inner springs, and the upper disk is rigidly connected to the upper support plate, while concentric diametrical grooves are made on one of the disks on the surfaces of the cylindrical disks of the dry friction damper facing each other sills and protrusions on another disk, which enter into each other, and sintered friction material based on copper containing zinc, iron, lead, graphite, vermiculite, copper, chromium can be used as materials for the lower and upper cylindrical disks of the dry friction damper , antimony and silicon, in the following ratio of components, wt. %: zinc 6.0 ÷ 8.0; iron 0.1 ÷ 0.2; lead 2.0 ÷ 4.0; graphite 3.0 ÷ 7.0; vermiculite 8.0 ÷ 12.0; chrome 4.0 ÷ 6.0; antimony 0.05 ÷ 0.1; silicon 2.0 ÷ 3.0; copper is the rest.
На фиг. 1 представлен общий вид резинометаллического виброизолирующего устройства, на фиг. 2 - дополнительный упругий элемент с демпфером сухого трения, расположенный между верхней втулкой 3 и нижним фланцем 5.In FIG. 1 shows a general view of a rubber-metal vibration isolating device, FIG. 2 - an additional elastic element with a dry friction damper located between the
Резинометаллическое виброизолирующее устройство содержит выполненные из резины внутренний 1 и наружный 2 конические или цилиндрические трубчатые профили, соединенные в верхней своей части с втулкой 3, соответственно трубчатым профилям 1 и 2 пружины 4 с фланцем 5, и вязкоупругую оболочку 6, установленную в зазоре между трубчатыми профилями 1, 2 и соединенную преимущественно методом горячей вулканизации с втулкой 3, пружиной 4 и фланцем 5. Верхняя и нижняя части пружины 4 могут быть выполнены цилиндрической формы, а средняя (рабочая) ее часть - конической. Пружина 4 соединена с втулкой 3 и фланцем 5 посредством выполненных на них винтовых канавок 7, 8 и закреплена в местах соединения с ними фиксирующими элементами 9, 10, выполненными, например, в виде кольцевых элементов. Фиксирующие элементы 9, 10 соединены преимущественно методом горячей вулканизации с вязкоупругой оболочкой 6. Фиксирующий элемент 9 может иметь шлицы для удержания гаечным ключом при соединении виброизолирующего устройства с оборудованием.The rubber-vibration isolating device comprises inner and outer 2 rubber conical or cylindrical tubular profiles made of rubber, connected in their upper part to the
Резинометаллическое виброизолирующее устройство работает следующим образом.Rubber vibration isolation device operates as follows.
Нагрузка (растяжения, сжатия, сдвига, изгиба или их сочетание) воздействует через втулку 3 и фланец 5 на трубчатые профили 1, 2, пружину 4 и вязкоупругую оболочку 6, которые соединены между собой методом горячей вулканизации и образуют резинометаллическую оболочку, армированную пружиной 4. Под действием нагрузки устройство деформируется, витки конической пружины 4 вследствие различного диаметра имеют различную жесткость, поэтому осаживаются по-разному: в первую очередь деформируется нижний виток, затем следующий по высоте и т.д. Вследствие указанного свойства пружины 4 нагрузочная характеристика устройства (зависимость осадки от силы) является нелинейной, что положительно сказывается при действии ударных нагрузок, которые эффективно гасятся устройством.The load (tension, compression, shear, bending, or a combination thereof) acts through the
Под действием нагрузки витки пружины 4 скручиваются, приводя к значительным сдвиговым деформациям слои резиновой оболочки 6 и профилей 1 и 2, которые посредством вулканизации прочно соединены с витками пружины 4.Under the action of the load, the coils of the
При воздействии вибраций или ударных нагрузок указанные деформации увеличиваются, являясь при этом циклическими, что значительно усиливает вибропоглощение устройства, обеспечивая снижение уровня вибраций в диапазоне частот до 100 Гц в среднем на 15 дБ и в диапазоне частот от 100 до 10000 Гц от 20 до 40 дБ.When exposed to vibrations or shock loads, these deformations increase while being cyclic, which significantly enhances the vibration absorption of the device, providing a reduction in the level of vibration in the frequency range up to 100 Hz by an average of 15 dB and in the frequency range from 100 to 10000 Hz from 20 to 40 dB .
Витки верхней части пружины 4 зафиксированы в винтовой канавке 7 втулки 3 фиксирующим кольцом 9, а витки нижней части пружины 4 зафиксированы в винтовой канавке 8 фланца 5 фиксирующим кольцом 10. Благодаря этому обеспечивается надежное соединение пружины 4 с указанными элементами при воздействии любого типа нагрузок.The turns of the upper part of the
Возможен вариант (фиг. 2), когда между верхней втулкой 3 и нижним фланцем 5 установлен дополнительный упругий элемент с демпфером сухого трения, состоящий из нижней 11 и верхней 12 опорных пластин, между которыми коаксиально и концентрично установлены наружная 15, с правым углом подъема витков, и внутренняя 16 с левым углом подъема витков, пружины. Нижняя опорная пластина 11 является основанием, на котором нижние фланцы пружин 15 и 16 закреплены жестко, а между верхней опорной пластиной 12, на которой устанавливается виброизолируемый объект (на чертеже не показано), и верхним фланцем внутренней пружины 16 с левым углом подъема витков, расположен демпфер сухого трения, состоящий из двух, соприкасающихся между собой, нижнего 13 и верхнего 14, цилиндрических дисков. При этом нижний диск 13 жестко связан с верхним фланцем внутренней пружины 16, а верхний диск 14 жестко связан с верхней опорной пластиной 12. Верхний 14 цилиндрический диск демпфера сухого трения выполнен из стали, а нижний 13 цилиндрический диск выполнен из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %:A variant is possible (Fig. 2), when an additional elastic element with a dry friction damper is installed between the
Возможен вариант, когда в качестве материалов нижнего 13 и верхнего 14 цилиндрических дисков демпфера сухого трения может быть использована сталь, жесткий вибродемпфирующий материал, например типа «Агат», вышеуказанный фрикционный материал, а также различные сочетания этих материалов в паре сухого трения демпфера.It is possible that steel, a rigid vibration damping material, for example, Agate type, the above friction material, as well as various combinations of these materials in a dry friction pair of a damper can be used as materials for the lower 13 and upper 14 cylindrical disks of the dry friction damper.
Возможен вариант, когда в целях повышения коэффициента демпфирования системы виброизоляции, на поверхностях цилиндрических дисков 13 и 14 демпфера сухого трения, обращенных друг к другу, выполнены концентричные диаметральные канавки 17, на одном из дисков, и выступы 18, на другом диске. Эти входящие друг в друга поверхности взаимодействуют друг с другом без зазоров, что приводит к увеличению поверхностей трения, а, следовательно, к увеличению коэффициента демпфирования системы.It is possible that in order to increase the damping coefficient of the vibration isolation system, concentric
Возможен вариант, когда в качестве материалов нижнего и верхнего цилиндрических дисков демпфера сухого трения может быть использован спеченный фрикционный материал на основе меди, содержащий цинк, железо, свинец, графит, вермикулит, медь, хром, сурьму и кремний, при следующем соотношении компонентов, мас. %:It is possible that sintered friction material based on copper containing zinc, iron, lead, graphite, vermiculite, copper, chromium, antimony and silicon can be used as materials for the lower and upper cylindrical disks of the dry friction damper, in the following ratio of components, wt . %:
цинк 6,0-8,0; железо 0,1-0,2; свинец 2,0-4,0; графит 3,0-7,0; вермикулит 8,0-12,0; хром 4,0-6,0; сурьма 0,05-0,1; кремний 2,0-3,0; медь - остальное.zinc 6.0-8.0; iron 0.1-0.2; lead 2.0-4.0; graphite 3.0-7.0; vermiculite 8.0-12.0; chrome 4.0-6.0; antimony 0.05-0.1; silicon 2.0-3.0; copper is the rest.
Возможен вариант, когда верхний цилиндрический диск 14 выполнен из эластомера, например резины или другого эластичного материала, обладающего высокими демпфирующими свойствами, а нижний цилиндрический диск 13 выполнен из стали.It is possible that the upper
Пружинный демпфер сухого трения работает следующим образом.Spring damper dry friction works as follows.
Наружная 15 и внутренняя 16 пружины демпфера воспринимают значительные статическую и динамическую нагрузки от машины и передают на поддерживающую конструкцию существенно уменьшенную величину динамической нагрузки.The outer 15 and the inner 16 of the damper spring absorb significant static and dynamic loads from the machine and transfer to the supporting structure a significantly reduced amount of dynamic load.
Две пружины 15 и 16, вставленные одна в другую, работают на сжатие, при этом внешняя пружина 15 правого угла подъема поворачивает жестко прикрепленную к ней верхнюю металлическую опорную пластину 12 в одну сторону, а внутренняя пружина 16 левого угла подъема - жестко прикрепленный к ней нижний цилиндрический диск 13 демпфера сухого трения - в другую сторону. Таким образом, используется эффект взаимного поворота в разные стороны концевых витков пружин 15 и 16 вокруг вертикальной оси, благодаря чему в составной опорной плоскости демпфера сухого трения возникают диссипативные силы, т.е. появляется сухое трение. Введение в демпфер сухого трения элемента из резины с повышенным в 10÷15 раз внутренним трением приводит к уменьшению амплитуд колебаний машины в пуско-остановочных режимах в 2÷3 раза. При ударных воздействиях логарифмический декремент затухания колебаний уменьшается.Two
Возможен вариант, когда в качестве материалов нижнего и верхнего цилиндрических дисков демпфера сухого трения использован фрикционный материал, выполненный из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) - 8÷34%; волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) - 12÷19%; графит - 7÷18%; модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния - 7÷15%; баритовый концентрат - 20÷35%; тальк - 1,5÷3,0%.It is possible that friction material made of a composition comprising the following components, when their ratio, in wt.%, Is used as materials for the lower and upper cylindrical disks of the dry friction damper %: a mixture of rezol and novolac phenol-formaldehyde resins in the ratio 1: (0.2-1.0) - 8 ÷ 34%; fibrous mineral filler containing glass roving or a mixture of glass roving and basalt fiber in a ratio of 1: (0.1-1.0) - 12 ÷ 19%; graphite - 7 ÷ 18%; a friction modifier containing carbon black in the form of a mixture with kaolin and silicon dioxide - 7 ÷ 15%; barite concentrate - 20 ÷ 35%; talc - 1.5 ÷ 3.0%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148387A RU2643065C1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Rubber-metal vibration isolation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148387A RU2643065C1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Rubber-metal vibration isolation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2643065C1 true RU2643065C1 (en) | 2018-01-30 |
Family
ID=61173400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016148387A RU2643065C1 (en) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Rubber-metal vibration isolation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2643065C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU187101U1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | ELASTIC ELEMENT FOR DAMPING SYSTEMS |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4732372A (en) * | 1984-08-20 | 1988-03-22 | Budd Company | Dampers for mechanical railway springs |
| JP2004257492A (en) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Tokai Rubber Ind Ltd | Horizontal force damping and isolating device |
| RU2324086C1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-10 | Борис Андреевич Шапиро | Vibration-isolating device |
| RU2558770C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-08-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's dry friction damper build in spring vibrator isolator |
-
2016
- 2016-12-09 RU RU2016148387A patent/RU2643065C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4732372A (en) * | 1984-08-20 | 1988-03-22 | Budd Company | Dampers for mechanical railway springs |
| JP2004257492A (en) * | 2003-02-26 | 2004-09-16 | Tokai Rubber Ind Ltd | Horizontal force damping and isolating device |
| RU2324086C1 (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-10 | Борис Андреевич Шапиро | Vibration-isolating device |
| RU2558770C1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-08-10 | Олег Савельевич Кочетов | Kochetov's dry friction damper build in spring vibrator isolator |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU187101U1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | ELASTIC ELEMENT FOR DAMPING SYSTEMS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2558770C1 (en) | Kochetov's dry friction damper build in spring vibrator isolator | |
| RU2594259C1 (en) | Kochetov dry friction damper | |
| RU2643065C1 (en) | Rubber-metal vibration isolation device | |
| RU2645489C1 (en) | Vibration insulation system | |
| RU2645467C1 (en) | Vibroizolator combined with plate net damper | |
| RU2653329C1 (en) | Combined vibration iso | |
| RU2659667C2 (en) | Vibration isolator with symmetrically located springs | |
| RU2604913C2 (en) | Dry friction spring damper by kochetov | |
| RU2639204C1 (en) | Amortizing foundation rack for equipment | |
| RU2643064C1 (en) | Combined vibration isolator | |
| RU2671700C2 (en) | Spring dry friction damper | |
| RU2663567C2 (en) | Spring vibration isolator with mesh damper | |
| RU2637570C1 (en) | Combined vibration isolator with washer mesh damper | |
| RU2645476C1 (en) | Vibration isolating system by kochetov with the built in damper | |
| RU2643068C1 (en) | Vibration isolator for objects with an offset center of mass | |
| RU2671133C2 (en) | Dry friction damper | |
| RU2669238C2 (en) | Spring dry friction damper | |
| RU2643069C1 (en) | Vibration isolator of suspended type | |
| RU2645459C1 (en) | Vibration isolator with elastic damping axial elements | |
| RU2639361C1 (en) | Rubber-metal vibration insulating device | |
| RU2646970C1 (en) | Spring dry friction damper with resilient damping element | |
| RU2576801C1 (en) | Vibration isolator for foundations of buildings, operating in seismic hazard areas | |
| RU2671130C2 (en) | Inbuilt spring damper | |
| RU2646971C1 (en) | Spring dry friction damper | |
| RU2652939C1 (en) | Combined vibration isolation system of torsion type |