RU2803359C1 - Vibration isolator - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: device intended for protection against vibration. The vibration isolator comprises a base, a lever for fastening the vibration-insulated object and elastic elements for connecting the lever with the base. The base is provided with support surfaces in the form of paws or flanges and is made in the form of a shaped pipe with an internal hole corresponding to the shape of the outer surface of the elastic elements, while the dimensions of the mating outer surfaces of the elastic elements are greater than or equal to the dimensions of the base hole. The elastic elements are provided with central holes, the shape of which repeats the shape of the lever axis, and their dimensions are less than or equal to the mating dimensions of the lever axis and are provided with two or more holes located radially relative to the central hole, and damping elements of a lower hardness or density than the material are installed in them, from which the elastic elements themselves are made.

EFFECT: increased efficiency of the vibration isolator.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для защиты от вибрации различного оборудования, а так же использования в качестве опор корпусов вибрационных машин, в частности, виброконвейеров и грохотов.The invention relates to the field of mechanical engineering and is intended for protection of various equipment from vibration, as well as for use as supports for the housings of vibration machines, in particular, vibrating conveyors and screens.

Как известно, одним из недостатков вибрационных машин зарезонансного типа является резкое увеличение амплитуды колебаний при прохождении зоны резонанса в процессе пуска и выбега. Резонансные амплитуды могут значительно превосходить амплитуды колебаний при установившемся режиме работы, что является недопустимым с точки зрения нормальной эксплуатации (см. Е.Н. Гаврилов, Монография: «Разработка и исследование зарезонансного асинхронного электропривода вибрационных транспортирующих машин». Нижнекамск, НХТИ ФГБОУ ВПО "КНИТУ". 2015, с. 123-7,688).As is known, one of the disadvantages of over-resonant vibration machines is the sharp increase in the amplitude of oscillations when passing through the resonance zone during start-up and run-down. Resonant amplitudes can significantly exceed the oscillation amplitudes under steady-state operating conditions, which is unacceptable from the point of view of normal operation (see E.N. Gavrilov, Monograph: “Development and research of a hyper-resonant asynchronous electric drive of vibrating conveying machines.” Nizhnekamsk, Nizhnekamsk, NKTI FSBEI HPE "KNRTU" ". 2015, pp. 123-7,688).

Известен амортизатор резинометаллический с осевым податливым ограничителем (см патент RU №2306462, МПК F16F 7/12) включающий в себя: основание, стержень, две опорные резиновые втулки, фторопластовую прокладку, установленную между стержнем и опорными резиновыми втулками, упорные резиновые втулки, стальные тарелки, а также установленные между стальными тарелками и между верхней и нижней гранями промежуточного корпуса или лапы оборудования фторопластовые прокладки, впрессованные в лапу оборудования или в отверстие промежуточного корпуса, защитное полиуретановое кольцо и установленные в основании поджатые полиуретановые шайбы, определяющие податливость стержня.A known rubber-metal shock absorber with an axial flexible limiter (see patent RU No. 2306462, MPK F16F 7/12) includes: a base, a rod, two support rubber bushings, a fluoroplastic gasket installed between the rod and the support rubber bushings, thrust rubber bushings, steel plates , as well as fluoroplastic gaskets installed between the steel plates and between the upper and lower edges of the intermediate body or equipment foot, pressed into the equipment foot or into the hole of the intermediate body, a protective polyurethane ring and pressed polyurethane washers installed at the base, which determine the compliance of the rod.

Недостатком данного устройства является высокая сложность изготовления, низкая энергоемкость в осевом направлении, обусловленная малым ходом подвижных частей, незначительное увеличение жесткости амортизатора при предельных значениях нагрузки.The disadvantage of this device is the high complexity of manufacturing, low energy consumption in the axial direction due to the small stroke of the moving parts, and a slight increase in the rigidity of the shock absorber at maximum load values.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является виброизолятор упругоинерционный (см. патент на изобретение RU №2269701, МКИ F16F 7/02), содержащий основание, выполненное S-образным, в виде горизонтальных полок, связанных между собой вертикальной стойкой, на которой посредством шарнира, относительно центра вертикальной стойки закреплен двуплечий рычаг для крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы, размещенные симметрично относительно оси шарнира для связи рычага с основанием. Виброизолируемый объект крепится на конце двуплечего рычага, противоположном креплению одного из упругих элементов.The closest in technical essence to the proposed technical solution is an elastic-inertial vibration isolator (see patent for invention RU No. 2269701, MKI F16F 7/02), containing an S-shaped base in the form of horizontal shelves interconnected by a vertical stand on which By means of a hinge, a double-arm lever for fastening a vibration-isolated object and elastic elements placed symmetrically relative to the hinge axis to connect the lever with the base are fixed relative to the center of the vertical post. The vibration-isolated object is attached to the end of a two-arm lever opposite to the attachment of one of the elastic elements.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет неизменную жесткость виброизолятора независимо от приходящей на него нагрузки, не позволяющую менять его деформационную характеристику.The disadvantage of this device is that it has a constant rigidity of the vibration isolator, regardless of the load applied to it, which does not allow changing its deformation characteristics.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности виброизолятора путем увеличения его жесткости по мере возрастания нагрузки и роста амплитуды колебаний.The objective of the present invention is to increase the effectiveness of a vibration isolator by increasing its rigidity as the load increases and the vibration amplitude increases.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в предлагаемом виброизоляторе, содержащем основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием, основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев и выполнено в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругого элемента, при этом размеры сопрягаемых наружных поверхностей упругого элемента больше или равны размерам отверстия основания. Упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага и снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально, относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы, меньшей твердости или плотности чем материала, из которого изготовлены упругие элементы. Кроме того, внутренние отверстия основания в виде профильной трубы могут быть выполнены трех-, четырех- или многоугольной формы, как и ось рычага в сечении трех-, четырех- или многоугольной формы, а упругие элементы изготовлены из неметаллического материала с высоким коэффициентом внутреннего трения, например, резины, полиуретана.The stated technical problem is achieved by the fact that in the proposed vibration isolator containing a base, a lever for fastening the vibration-isolated object and elastic elements connecting the lever with the base, the base is equipped with supporting surfaces in the form of paws or flanges and is made in the form of a profile pipe with an internal hole corresponding to the shape of the outer surface of the elastic element, while the dimensions of the mating outer surfaces of the elastic element are greater than or equal to the dimensions of the base hole. The elastic elements are equipped with central holes, the shape of which follows the shape of the lever axis, and their dimensions are less than or equal to the mating dimensions of the lever axis and are equipped with two or more holes located radially relative to the central hole, and damping elements of less hardness or density than the material are installed in them , from which the elastic elements are made. In addition, the internal holes of the base in the form of a profile pipe can be made of three-, four-, or polygonal shapes, as well as the lever axis in a three-, four-, or polygonal cross-section, and the elastic elements are made of non-metallic material with a high coefficient of internal friction, for example, rubber, polyurethane.

Совокупность существенных отличий конструктивных элементов предлагаемого технического решения от уже известных позволяет обеспечить прогрессивную деформационную характеристику виброизолятора, который работает как мягкий в установившемся режиме и как жесткий во время запуска и остановки вибрационной машины.The combination of significant differences between the structural elements of the proposed technical solution and those already known makes it possible to provide a progressive deformation characteristic of the vibration isolator, which operates as soft in steady state and as hard during starting and stopping of the vibration machine.

Для крепления к неподвижной площадке или фундаменту основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев. Выполнение основания в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругого элемента, позволяет обеспечить его установку без зазоров, по плотной или прессовой посадке, во внутреннее отверстие основания.For fastening to a fixed platform or foundation, the base is equipped with supporting surfaces in the form of paws or flanges. Making the base in the form of a profile pipe with an internal hole corresponding to the shape of the outer surface of the elastic element allows for its installation without gaps, by a tight or press fit, into the internal hole of the base.

Помимо этого упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага так же для обеспечения его плотной или прессовой посадки. Кроме того, упругие элементы снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально, относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы меньшей твердости или плотности, чем материал, из которого изготовлены упругие элементы. Это позволяет изменять деформационную характеристику виброизолятора, в зависимости от величины нагрузки. При малых значениях нагрузки, деформируются только внутренние стенки упругих элементов и сами демпфирующие элементы. При росте нагрузки, помимо демпфирующих элементов и внутренних стенок упругих элементов, так же деформируются внешние стенки упругих элементов, что приводит к увеличению объема деформируемого материала, а значит к изменению деформационной характеристики виброизолятора и повышению его жесткости.In addition, the elastic elements are equipped with central holes, the shape of which follows the shape of the lever axis, and their dimensions are less than or equal to the mating dimensions of the lever axis, also to ensure its tight or press fit. In addition, the elastic elements are provided with two or more holes located radially relative to the central hole, and damping elements of lower hardness or density than the material from which the elastic elements are made are installed in them. This allows you to change the deformation characteristics of the vibration isolator, depending on the magnitude of the load. At low load values, only the inner walls of the elastic elements and the damping elements themselves are deformed. As the load increases, in addition to the damping elements and the internal walls of the elastic elements, the external walls of the elastic elements are also deformed, which leads to an increase in the volume of deformable material, and therefore to a change in the deformation characteristics of the vibration isolator and an increase in its rigidity.

Выполнение внутреннего отверстия основания в виде профильной трубы трех-, четырех- или многоугольной формы, как и оси рычага в сечении трех-, четырех- или многоугольной формы позволяет получить необходимую площадь контактной поверхности между металлическими частями виброизолятора и его упругими элементами.Making the internal hole of the base in the form of a profile pipe of a three-, four-, or polygonal shape, as well as the axis of the lever in a cross-section of a three-, four-, or polygonal shape, makes it possible to obtain the required contact surface area between the metal parts of the vibration isolator and its elastic elements.

Благодаря тому, что упругие элементы изготовлены из неметаллического материала с высоким коэффициентом внутреннего трения, например, резины, полиуретана, достигается эффективное рассеивание энергии колебаний.Due to the fact that the elastic elements are made of non-metallic material with a high coefficient of internal friction, for example, rubber, polyurethane, effective dissipation of vibration energy is achieved.

Конструкция предлагаемого виброизолятора иллюстрируется чертежами: на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - его вид в разрезе.The design of the proposed vibration isolator is illustrated in the drawings: Fig. 1 shows a general view of the device, Fig. 2 - its cross-sectional view.

Виброизолятор содержит основание 1 в виде профильной трубы с внутренним отверстием, например, четырехугольной формы, в которое с двух противоположных сторон запрессованы упругие элементы 2, изготовленные из неметаллического материала обладающего высоким коэффициентом внутреннего трения, например, полиуретана. При этом форма наружной поверхности упругих элементов повторяет форму отверстия основания 1 для обеспечения плотной или прессовой посадки.The vibration isolator contains a base 1 in the form of a profile pipe with an internal hole, for example, a quadrangular shape, into which elastic elements 2 are pressed on two opposite sides, made of a non-metallic material with a high coefficient of internal friction, for example, polyurethane. In this case, the shape of the outer surface of the elastic elements follows the shape of the hole in the base 1 to ensure a tight or press fit.

Основание снабжено опорными поверхностями 3 в виде лап или фланцев для его крепления к неподвижной площадке или фундаменту.The base is equipped with supporting surfaces 3 in the form of paws or flanges for attaching it to a fixed platform or foundation.

В центре упругих элементов 2 имеется отверстие, например, четырехугольной формы, в которое запрессована ось 4 так же четырехугольной формы.In the center of the elastic elements 2 there is a hole, for example, of a quadrangular shape, into which an axis 4, also of a quadrangular shape, is pressed.

Ось 4 снабжена рычагом 5 предназначенным для связи с виброизолируемым объектом.Axis 4 is equipped with a lever 5 intended for communication with the vibration-isolated object.

Упругие элементы 2, изготовленные из неметаллического материала обладающего высоким коэффициентом внутреннего трения, например, полиуретана, помимо центрального отверстия, например, четырехугольной формы, имеют по крайне мере два отверстия расположенных радиально. В данные отверстия вставлены демпфирующие элементы 6, обладающие меньшей твердостью - большей упругостью по сравнению с материалом самих упругих элементов 2.Elastic elements 2, made of a non-metallic material with a high coefficient of internal friction, for example, polyurethane, in addition to a central hole, for example, quadrangular in shape, have at least two holes located radially. Damping elements 6 are inserted into these holes, having lower hardness - greater elasticity compared to the material of the elastic elements 2 themselves.

Предлагаемый виброизолятор работает следующим образом: нагрузка, в виде средне или низкочастотных колебаний виброизолируемого объекта, воздействуя на рычаг 5, вызывает поворот оси 4 грани, которой деформируют внутренние стенки упругих элементов 2, а те в свою очередь демпфирующие элементы 6, что приводит к рассеиванию энергии колебаний.The proposed vibration isolator works as follows: the load, in the form of medium or low-frequency vibrations of the vibration-isolated object, acting on the lever 5, causes a rotation of the axis 4 of the face, which deforms the internal walls of the elastic elements 2, and those, in turn, the damping elements 6, which leads to energy dissipation hesitation.

При росте нагрузки, помимо демпфирующих элементов 6 и внутренних стенок упругих элементов 2, так же деформируются и внешние стенки упругих элементов 2, что приводит к увеличению объема деформируемого материала, а значит к изменению деформационной характеристики виброизолятора и повышению его жесткости.As the load increases, in addition to the damping elements 6 and the internal walls of the elastic elements 2, the external walls of the elastic elements 2 are also deformed, which leads to an increase in the volume of deformable material, and therefore to a change in the deformation characteristics of the vibration isolator and an increase in its rigidity.

Таким образом, обеспечивается малая жесткость виброизолятора в установившемся (зарезонансном) режиме работы вибрационной машины и прогрессивное увеличение его жесткости вместе с ростом нагрузки или амплитуды колебаний при прохождении зоны резонанса.Thus, a low rigidity of the vibration isolator is ensured in the steady-state (over-resonant) operating mode of the vibration machine and a progressive increase in its rigidity along with an increase in load or vibration amplitude when passing through the resonance zone.

Предлагаемый виброизолятор, с улучшенной деформационной характеристикой, можно использовать в составе вибрационного оборудования, частота колебаний которого изменяется в зависимости от режима работы, например, установившемся и пусковом.The proposed vibration isolator, with improved deformation characteristics, can be used as part of vibration equipment, the vibration frequency of which varies depending on the operating mode, for example, steady-state and starting.

Claims (2)

1. Виброизолятор, содержащий основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием, отличающийся тем, что основание снабжено опорными поверхностями в виде лап или фланцев и выполнено в виде профильной трубы с внутренним отверстием, соответствующим форме наружной поверхности упругих элементов, при этом размеры сопрягаемых наружных поверхностей упругих элементов больше или равны размерам отверстия основания, кроме того, упругие элементы снабжены центральными отверстиями, форма которых повторяет форму оси рычага, а их размеры меньше или равны сопрягаемым размерам оси рычага и снабжены двумя или более отверстиями, расположенными радиально относительно центрального отверстия, и в них установлены демпфирующие элементы меньшей твердости или плотности, чем материала, из которого изготовлены сами упругие элементы.1. A vibration isolator containing a base, a lever for fastening the vibration-isolated object and elastic elements connecting the lever with the base, characterized in that the base is equipped with supporting surfaces in the form of paws or flanges and is made in the form of a profile pipe with an internal hole corresponding to the shape of the outer surface of the elastic elements, with in this case, the dimensions of the mating outer surfaces of the elastic elements are greater than or equal to the dimensions of the base hole; in addition, the elastic elements are equipped with central holes, the shape of which follows the shape of the lever axis, and their dimensions are less than or equal to the mating dimensions of the lever axis and are equipped with two or more holes located radially relative to central hole, and they are equipped with damping elements of lower hardness or density than the material from which the elastic elements themselves are made. 2. Виброизолятор, содержащий основание, рычаг крепления виброизолируемого объекта и упругие элементы связи рычага с основанием, по п. 1, отличающийся тем, что внутренние отверстия основания в виде профильной трубы могут быть выполнены трех-, четырех- или многоугольной формы, как и ось рычага в сечении трех-, четырех- или многоугольной формы, а упругие элементы изготовлены из неметаллического материала с высоким коэффициентом внутреннего трения, например резины, полиуретана.2. A vibration isolator containing a base, a lever for fastening the vibration-isolated object and elastic elements connecting the lever with the base, according to claim 1, characterized in that the internal holes of the base in the form of a profile pipe can be made of three-, four- or polygonal shapes, like the axis the lever has a tri-, quad- or polygonal cross-section, and the elastic elements are made of a non-metallic material with a high coefficient of internal friction, for example rubber, polyurethane.

Images