Виброизолятор

) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ворошиловградский машиностроительный институт(56) 1. П атент Вел и кобр ита ни и240894, кл. Г 16 Г 3/1 О, 1970.2. Авторское свидетельство СССР264847, кл. Г 16 Г 7(12, 1969 (прототип) . Би 1146496 А(54) (57) ВИБРОИЗОЛЯТОР, содержащий параллельно расположенные упругие элементы, размещенные между двумя опорами, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности и обеспечения возможности регулирования его собственной частоты и коэффициента демпфирования при эксплуатации путем перераспределения нагрузок на упругие элементы, он снабжен установленным с возможностью перемещения и фиксации в одной из опор регулировочным элементом, воздействующим на один из упругих элементов.5 1 О 5 20 Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям виброизоляторов общего назначения.Известен виброизолятор, содержащий несколько включенных параллельно упругих элементов, расположенных между двумя огорами 11 .Недостатком указанного виброизолятора является невозможность регулирования его характеристик.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является виброизолятор, содержащий основной и включенный параллельно ему дополнительный упругие элементы, размещенные между двумя опорами 12 .Недостатками известной конструкции вибпои;ллятора явлгнотся невозможность ре лн,)онанля его собственной частоты и коэффициента демпфирования в эксплуатации и недостаточная надежность, обусловленная с сто.тненными процессами повышения жесткос ги рс зиновых упругих элементов во времени, ведущие к работе виброизолятора на нерасчетных режимах.Пель изобретения - повышение надежности и обеспечение возможности регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования виброизолятора при эксплуатации путем перераспределения нагрузок на упругие элементы.Указанная цель достигается тем, что виброизолятор, содержащий параллельно расположенные упругие элементы, размещенные между двумя опорами, снабжен установленным с возможностью перемещения и фиксации в одной из опор регулировочным элементом, воздействующим на один из упругих элементов.На фиг. 1 изображен виброизолятор, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения виброизолятора с другими упругими элементами, продольный разрез; на фиг. 3 - график изменения собственной частоты и коэффициента демпфирования в зависимости от соотношения нагрузки на основной упругий элемент и суммарной нагрузки на виброизолятор опытного образца. Виброизолятор содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 опоры, между которыми размещен основной упругий элемент, состоящий из включенных последовательно спиральной пружины 3 и обрезиненной шайбы 4, и дополнительный упругий элемент, состояший из четырех резинометаллических блоков 5, установленных наклонно в пазах верхней 1 и нижней 2 опор. В верхней опоре 1 установлен с помощью резьбового соединения регулировочный элемент 6, опираюшийся посредством упорного подшипника 7 качений на спиральную пружину 3 основного уг,ругого элемента и имеющий возможность вертикального перемещения и фиксации в оп 25 30 35 40 45 50 55 ределенном положении относительно верхней опоры 1 с помощью, например, установочного винта (не показан).На кольцевом цилиндрическом выступе (не показан) нижней опоры 2 установлена противоударная резиновая втулка 8. Между ее наружной поверхностью и внутренней поверхностью цилиндрического выступа (не показан) верхней опоры 1 образован радиальный зазор а. На центральном стержне 9, жестко закрепленном в нижней опоре 2, установлен упругий ограничитель 10 хода, имеющий возможность вертикального перемещения и фиксируемый в определенном положении контргайкой 11. На выступе верхней опоры 1 закреплена крышка 12. Между сопрягаемыми горизонтальными поверхностями ограничителя 10 хода, верхней опоры 1 и крышки 12 имеются регламентируемые зазоры В, контролируемые через отверстие (не показано) в выступе верхней опоры 1.Работа и регулировка виброизолятора осуществляются следующим образом. При воздействии динамической нагрузки на виброизолятор его надежность определяется амплитудами относительных перемещений верхней 1 и нижней 2 опоры, зависящими от суммарной динамической жесткости и коэффициента демпфирования виброизолятора. Регулирование собственной частоты и коэффициента демпфирования виброизолятора в эксплуатации во избежание длительной работы последнего на резонансных и околорезонансных режимах производится перемещением цилиндрического регулировочного элемента 6 относительно верхней опоры 1 с помощью резьбового соединения при снятых крышке 12, контргайке 11 и ограничителе 10 хода.При перемещении регулировочного элемента 6 нагрузка перераспределяется между основным и дополнительным упругими элементами, т.е, между спиральной пружиной 3 с линейной характеристикой нагрузка-деформация и низким коэффициентом демпфирования и резино-металлическими блоками 5, обладающими жесткой нелинейной характеристикой нагрузка-деформация и относительно высоким коэффициентом поглощения. Таким образом, собственная частота и коэффициент демпфирования виброизолятора определяются положением регулировочного элемента 6 относительно верхней опоры 1. Очевидно существование двух крайних положений регулировочного элемента 6, при которых вся нагрузка воспринимается либо основным, либо дополнительным упругим элементом, а собственная частота и коэффициент демпфирования виброизолятора достигают соответственно максимальных и минимальных значений.При больших нагрузках на виброизолятор для снижения момента сопротивлениявращению регулировочного элемента 6 между последним и спиральной пружиной 3 устанавливается антифрикционный элемент, например упорный подшипник 7 качения.При колебаниях основания или виброизолируемого агрегата их энергия частично рассеивается в материале резино-металлических блоков 5, спиральной пружины 3 и обрезиненной шайбы 4, а частично отражается в виброактивный объект. При работе виброизолятора вне резонансных зон амплитуда виброперемещений не превышает величин регламентируемых зазоров а, в, и ударов о втулку 8 и ограничитель 1 О хода не наблюдается. При толчках, ударах и проходах через резонанс и выбеге наблюдаются упругие удары верхней опоры 1 о втулку 8 и ограничитель 1 О хода, и последние обеспечивают частичное рассеивание энергии удара в их упругом материале и ограничение резонансных амплитуд виброперемещений.Помимо основного своего назначения регулировочный элемент 6 позволяет осуществлять замену спиральной пружины 3 и обрезиненной шайбы 4 в эксплуатации без демонтажа опор, Для этого установочный проем для регулировочного элемента 6 в верхней опоре 1 выполнен так, что его контур охватывает контур основного упругого элемента. Кроме того, возможна также замена дополнительного упругого элемента в эксплуатации при полной его разгрузке с помощью перемещения регулировочного элемента 6 вниз.Вариант выполнения предлагаемого устройства отличается от первого варианта изобретения применением в качестве основного упругого элемента резино-металлической втулки 13, работающей на сдвиг и обладающей слабонелинейной мягкой характеристикой нагрузка-деформация и относительно высоким коэффициентом демпфирования, а в качестве дополнительного упругого элемента - резино-кордной оболочки 14, заполненной сжатым газом, работающей на сжатие и обладающей существен 5 1 О 15 20 25 30 35 40 но нелинейной жесткой характеристикой нагрузка-деформация и относительно низким коэффициентом демпфирования. Рези- но-металлическая втулка 13 одновременно выполняет функцию противоударного элемента в горизонтальном направлении и установлена между цилиндрическими выступами нижней опоры 2 и регулировочного элемента 6. Работа и регулировка данного варианта конструкции виброизолятора осуществляется аналогично. Отличие заключается в ином характере изменения собственной частоты (кривая 15 на фиг. 3) и коэффициента демпфирования (кривая 16 на фиг. 3) данного варианта виброизолятора в зависимости от распределения нагрузок на основной и дополнительный упругие элементы 13 и 14. Для небольших статических нагрузок целесообразно применение более простых регулировочных элементов 6 и устройств для их перемещения, например использование клинового соединения, соединения по скользящей посадке с фиксацией установочными винтами и т,п.На фиг. 3 изображен график изменения собственной частоты (кривая 17) и коэффициента демпфирования (кривая 18) в зависимости от соотношения нагрузки на основной упругий элемент и суммарной нагрузки на виброизолятор при постоянной амплитуде динамической нагрузки для опытного образца, выполненного согласно фиг. 1. На фиг. 3 обозначено:- собственная частота колебаний виброизолятора, Гц; С - относительный коэффициент демпфирования; Р, - статическая нагрузка на основной упругий элемент Н; Р - суммарная статическая нагрузка на виброизолятор, Н (на фиг. 3 Р = 40000 Н)Предложенное техническое решение обеспечивает возможность регулирования собственной частоты и коэффициента демпфирования виброизолятора в эксплуатации, тем самым повышая надежность его работы и обеспечивает возможность замены упругих элементов без демонтажа опор виброизолятора.1146496 Гц аа ца Составитель Техред И. Ве Тираж 898 ИПИ Государственно по делам изобретениМосква, Ж - 35, Р ПП Патент, г. Уж мч 303 илиал Редактор В. ДанкоЗаказ 1340/28ВНИ В. Нистратоврес Корректор МПодписноего комитета СССРй и о 1 крытийаушская наб., д. 4/5город ул Проектная