Виброизолятор

 

Использование: виброзащитная техника. Сущность изобретения: виброизолятор содержит два основания, расположенный между ними упругий элемент в виде двух пружин, соответственно расположенных между первым и вторым основаниями и инерционной массой. Фрикционная пара выполнена в виде шарнирно связанных с первым основанием двух колодок, тяг, шарнирно связанных с колодками и сердечником электромагнита, и фрикционных пластин, закрепленных на ползуне. Переключатели выполнены в виде расположенных соосно ведомого и неподвижного дисков, двух герконов, закрепленных на одном из дисков, постоянного магнита, установленного на другом диске, ограничителя поворота ведомого диска и ролика, связанного с ведомым диском по ходовой посадке. Ролик основного переключателя установлен с возможностью контакта с ползуном, а ролик дополнительного переключателя - с направляющей. Герконами переключателей образованы последовательные цепи, соединенные параллельно между собой и включенные в цепь электромагнита. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам виброзащитной техники и может быть использовано для уменьшения динамических нагрузок, передаваемых от источника вибрации на объект.

Известен виброизолятор [1] содержащий первое основание, предназначенное для связи с источником вибрации, второе основание, предназначенное для связи с объектом, упругий элемент, установленный между основаниями, инерционную массу, фрикционную пару и направляющую, вдоль которой происходит взаимное смещение оснований.

Применение данного виброизолятора малоэффективно, поскольку моменты включения фрикционной пары не согласуются с величиной и направлением действия динамической нагрузки, воспринимаемой вторым основанием.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому виброизолятору является виброизолятор [2] содержащий первое основание, предназначенное для связи с источником вибрации, второе основание, предназначенное для связи с объектом, упругий элемент, установленный между основаниями, фрикционную пару, электромагнит, периодически включающий фрикционную пару, переключатель, включенный в цепь электромагнита, и направляющую, закрепленную на втором основании.

Включенная в работу фрикционная пара становится дополнительным звеном, передающим динамические нагрузки от источника вибрации на объект. Уменьшить передаваемые на объект динамические нагрузки при данной конструкции виброизолятора возможно только уменьшив интенсивность колебаний источника вибрации, что в большинстве случаев недопустимо из-за нарушения технологического процесса.

Цель изобретения снижение передаваемых на объект динамических нагрузок от источника вибрации.

Для достижения цели виброизолятор, содержащий первое основание, предназначенное для связи с источником вибрации, второе основание, предназначенное для связи с объектом, упругий элемент, установленный между основаниями, фрикционную пару, электромагнит, периодически включающий фрикционную пару, переключатель, включенный в цепь электромагнита и направляющую, закрепленную на втором основании, дополнительно снабжен ползуном, телескопически связанным с направляющей, установленными на ползуне инерционной массой и дополнительным переключателем, фрикционная пара выполнена в виде шарнирно связанных с первым основанием двух колодок, тяг, шарнирно связанных с колодками и сердечником электромагнита, и фрикционных пластин, закрепленных на ползуне, упругий элемент выполнен в виде двух пружин, расположенных соответственно между первым основанием и инерционной массой и инерционной массой и вторым основанием, основной переключатель установлен на первом основании, каждый переключатель выполнен в виде расположенных соосно ведомого и неподвижного дисков, двух герконов, закрепленных на одном из дисков, постоянного магнита, установленного на другом диске, ограничителя поворота ведомого диска и ролика, плоскость вращения которого параллельна направляющей, связанного с ведомым диском по ходовой посадке, ролик основного переключателя установлен с возможностью контакта с ползуном, а ролик дополнительного переключателя с направляющей, а герконами переключателей образованы последовательные цепи, соединенные параллельно между собой и включенные в цепь электромагнита.

На фиг. 1 изображен виброизолятор, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема включения переключателей в цепь электромагнита.

Виброизолятор содержит основание 1, предназначенное для связи с источником вибрации, основание 2, предназначенное для связи с объектом, инерционную массу 3, пружину 4, установленную между основанием 1 и инерционной массой 3, пружину 5, установленную между инерционной массой 4 и основанием 2, направляющую 6, закрепленную на основании 2, ползун 7, фрикционную пару 8, электромагнит 9, переключатель 10, установленный на ползуне 7, и переключатель 11, установленный на основании 1.

Переключатели 10 и 11 содержат неподвижные диски 12 и 13 с закрепленными на них герконами 14-17, ведомые диски 18 и 19 с закрепленными на них постоянными магнитами 20 и 21, ограничители поворотов 22 и 23, выполненные в виде упоров, входящих в пазы ведомых дисков 18 и 19, и ролики 24 и 25, которые установлены по ходовой посадке на осях 26 и 27 ведомых дисков 18 и 19.

Ролик 24 переключателя 10 перемещается по направляющей 6, а ролик 25 переключателя 11 по ползуну 7.

В катушке электромагнита 9 установлен сердечник 28, поджатый пружиной 29.

Фрикционная пара 8 состоит из двух колодок 30 с тягами 31 и двух фрикционных пластин 32, закрепленных на ползуне 7. Колодки 30 шарнирно установлены на основании 1 и шарнирно соединены с сердечником 28 электромагнита 9 посредством тяг 31.

Герконы 14 и 15 переключателя 10 соединены соответственно с герконами 16 и 17 переключателя 11 и образуют последовательные цепи 33 и 34, которые соединены между собой параллельно и включены в цепь электромагнита 9.

Направляющая 6 выполнена в виде цилиндрического стержня, а ползун 7 в виде прямоугольного стержня с двумя выступами и сквозным отверстием, в которое входит направляющая 6. Выступы направляющей 7 вставлены в соответствующие пазы основания 1.

При движении инерционной массы 3 ролик 24 перемещается по направляющей 6 и одновременно вращается относительно оси 26. В первоначальный момент вращение ролика 24 передается на ось 26 и ведомому диску 18, что обеспечивается за счет трения в соединении ось 26 ролик 24 (ролик 24 установлен на оси 26 по ходовой посадке). Ведомый диск 18 поворачивается до упора 22 и в зависимости от направления скорости инерционной массы 3, когда > 0 движение вверх, или, когда < 0, движение вниз, в зоне действия постоянного магнита 20 поочередно оказывается или геркон 14, или геркон 15, которые закреплены на диске 12.

Таким образом, переключатель 10 отслеживает моменты смены знака и фиксирует направление скорости инерционной массы 3 при > 0 включается геркон 14 (геркон 15 выключен), а при < 0 включается геркон 15 (геркон 14 выключен).

Аналогично работает и переключатель 11.

При взаимном смещении основания 1 и инерционной массы 3 ролик 25 перемещается по ползуну 7 и одновременно вращается относительно оси 27. В первоначальный момент вращение ролика 25 передается на ось 27 и ведомый диск 19, который при этом поворачивается до упора 23. В зависимости от направления скорости основания 1 и скорости инерционной массы 3, когда относительная скорость ->0, или когда -<0, в зоне действия постоянного магнита 20 поочередно оказывается или геркон 16, или геркон 17, которые закреплены на диске 13, т. е. переключатель 11 отслеживает моменты смены знака и фиксирует направление относительной скорости - при ->0 включается геркон 16 (геркон 17 выключен), а при -<0 включается геркон 17 (геркон 16 выключен).

Динамические нагрузки, передаваемые на основание 2, пропорциональны деформации пружины 5 и зависят от величины смещения X инерционной массы 3. С другой стороны, при уменьшении скорости инерционной массы 3 уменьшается и ее смещение Х, а, следовательно, и передаваемые на основание 2 динамические нагрузки в процессе колебания основания 1.

Когда основание 1 и инерционная масса 3 одновременно движутся вверх и скорость начинает превышать скорость то в переключателе 11 включается геркон 16 (относительная скорость ->0), и при уже включенном герконе 14 ( > 0) в переключателе 10, цепь 33 замыкается и срабатывает электромагнит 9. Сердечник 28 втягивается в катушку электромагнита 9, деформирует пружину 29 и посредством тяг 31, поворачивает колодки 30, которые прижимаются к фрикционным пластинам 32. В результате этого фрикционная пара 8 включается в работу, а создаваемые силы трения передаются через ползун 7 на инерционную массу 3 и тормозят ее движение. Здесь при > 0 и > 0, когда ->0 силы трения направлены против движения инерционной массы 3.

При уменьшении скорости инерционной массы 3, когда она становится меньше скорости основания 1, относительная скорость -<0 и в переключателе 11 выключается геркон 16, размыкая цепь 33. Так как в переключателе 10 геркон 15 выключен ( > 0), то цепь 34 также разомкнута и электромагнит 9 обесточивается. Пружина 29 выталкивает сердечник 28 из катушки электромагнита 9 и он посредством тяг 31 возвращает колодки 30 в исходное положение, выводя их из контакта с фрикционными пластинами 32. В результате этого фрикционная пара 8 выключается из работы и тем самым исключается воздействие сил сухого трения на инерционную массу 3, что при > 0, > 0 и - < 0 привело бы к увеличению ее скорости .

Аналогично, при движении основания 1 и инерционной массы 3 одновременно вниз, когда скорость начинает превышать скорость , в переключателе 11 включается геркон 17 (относительная скорость -<0), и при уже включенном герконе 15 ( < 0) в переключателе 10, цепь 34 замыкается и электромагнит 9 срабатывает. Сердечник 28 втягивается в катушку электромагнита 9, деформирует пружину 29 и посредством тяг 31 поворачивает колодки 30, прижимая их к фрикционным пластинам 32. В результате этого фрикционная пара включается в работу, а создаваемые силы трения передаются через ползун 7 на инерционную массу 3, тормозят ее движение и, как следствие, уменьшают скорость . Здесь при < 0 и < 0, когда -<0 силы трения направлены против движения инерционной массы 3.

При уменьшении скорости инерционной массы 3, когда она становится меньше скорости основания 1 ( < ), относительная скорость - > 0 и в переключателе 11 выключается геркон 17, размыкая цепь 34. Так как в переключателе 10 геркон 14 выключен ( < 0), то цепь 33 также разомкнута и электромагнит 9 обесточивается. Пружина 29 выталкивает сердечник 28 из катушки электромагнита 9, и он посредством тяг 31 возвращает колодки 30 в исходное положение, выводя их из контакта с фрикционными пластинами 32. В результате этого фрикционная пара 8 выключается из работы и тем самым, исключается воздействие сил сухого трения на инерционную массу 3, что при < 0, < 0 и - > 0 привело бы к увеличению ее скорости .

Если основание 1 и инерционная масса 3 движутся в противоположные стороны, то, в частности, при > 0 и < 0 относительная скорость - > 0 и в переключателе 11 включен геркон 16, а в переключателе 10 геркон 14, что приводит к замыканию цепи 33 и срабатыванию электромагнита 9. Аналогично, когда < 0 и > 0, относительная скорость - < 0 и в переключателе 11 включен геркон 17, а в переключателе 10 геркон 15, что приводит к замыканию цепи 34 и срабатыванию электромагнита 9. В результате этого сердечник 28 втягивается в катушку электромагнита 9, деформирует пружину 29 и посредством тяг 31 поворачивает колодки 30, прижимая их к фрикционным пластинам 32. Фрикционная пара 8 включается в работу, а создаваемые силы трения передаются через ползун 7 на инерционную массу 3 и тормозят ее движение.

Такая последовательность работы виброизолятора обеспечивает оптимальный релейный (включено выключено) режим работы фрикционной пары 8, при котором силы трения всегда направлены против движения инерционной массы и способствуют уменьшению ее скорости Режимы, когда силы трения подталкивают инерционную массу 3, исключаются и тем самым происходит уменьшение интенсивности ее колебаний по сравнению с интенсивностью колебаний основания 1, связанного с источником вибрации. Как следствие, уменьшается деформация пружины 5 и, соответственно, передаваемые на основание 2 динамические нагрузки.

Формула изобретения

Виброизолятор, содержащий первое и второе основания, расположенные между ними упругий элемент, фрикционную пару, электромагнит, периодически включающий последнюю, переключатель, включенный в цепь электромагнита, и направляющую, закрепленную на втором основании, отличающийся тем, что он снабжен ползуном, телескопически связанным с направляющей, установленными на ползуне инерционной массой и дополнительным переключателем, фрикционная пара выполнена в виде шарнирно связанных с первым основанием двух колодок, тяг, шарнирно связанных с колодками и сердечником электромагнита, и фрикционных пластин, закрепленных на ползуне, упругий элемент выполнен в виде двух пружин, расположенных соответственно между первым основанием и инерционной массой и вторым основанием, основной переключатель установлен на первом основании, каждый переключатель выполнен в виде расположенных соосно ведомого и неподвижного дисков, двух герконов, закрепленных на одном из дисков, постоянного магнита, установленного на другом диске, ограничителя поворота ведомого диска и ролика, плоскость вращения которого параллельна направляющей, связанного с ведомым диском по ходовой посадке, ролик основного переключателя установлен с возможностью контакта с ползуном, а ролик дополнительного переключателя с направляющей, а герконами переключателей образованы последовательные цепи, соединенные параллельно между собой и включенные в цепь электромагнита.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3