виброизолятор

Формула изобретения

Виброизолятор, содержащий последовательно и соосно установленные между опорными пластинами две витые цилиндрические пружины правого и левого углов подъема, снабженные прикрепленными к их свободным концам и введенными плоскостями в контакт дисками, отличающийся тем, что каждый из дисков выполнен в виде аксиально намагниченного постоянного магнита с реверсивным направлением намагниченности двух половин, при этом постоянные магниты введены в контакт друг с другом противоположными полюсами и снабжены ограничителем радиальных смещений, выполненным в виде цилиндрического выступа на одном из постоянных магнитов, свободно введенного в сквозное осевое отверстие другого постоянного магнита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам и способам виброзащиты объектов в различных областях техники, в частности приборостроении, машиностроении.

Известен виброиволятор, включающий опорные металлические пластины и расположенную между ними пружину сжатия, противоположные концы которой жестко присоединены к верхней и нижней опорным пластинам /см. "Виброизоляторы пружинные марки Д039 - Д045. Каталог пружин и рессор для виброизоляторов и пружинных изоляторов." М., ЦИТП, 1978, вып.2, с.19 [1]/.

Недостатком данного виброизолятора является низкое внутреннее трение пружины, что ведет к уменьшению эффективности виброизолятора.

Известны также как конструкции виброизоляторов, содержащие две последовательно установленные пружины сжатия с размещенным между ними демпфирующим элементом, выполненным в виде двух дисков, с установленными между ними упорным шарикоподшипником и эластичными элементами /см. а.с. СССР №796540, кл. F 16 F 3/00, 1978 [2]/, так и конструкции, дополнительно снабженные закрепленными на дисках рычагами с массами, связанными между собой эластичными элементами /см. а.с. СССР №1146494, кл. F 16 F 3/00, 1983 [3]/.

Недостатком известных виброизоляторов является низкая эффективность виброизоляции. Это объясняется сравнительно малыми углами взаимного поворота дисков, и, соответственно, малой величиной возникающих демпфирующих сил. Некоторое увеличение взаимных смещений эластичных элементов в конструкции [3] за счет их раскачивания рычагами с дополнительными грузами, резко усложняя конструкцию и понижая надежность виброизолятора, не позволяет добиться кардинальных результатов, что объясняется принципиально пассивным характером виброизоляции только за счет диссипации энергии колебаний при отсутствии активных встречных воздействий, направленных на гашение возникающих колебаний, особенно в резонансных режимах.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является виброизолятор, содержащий последовательно и соосно установленные между опорными пластинами две витые цилиндрические пружины правого и левого угла подъема, снабженные расположенным между свободными концами пружин демпфирующим элементом, выполненным в виде двух контактирующих дисков с расположенными между ними упорным шарикоподшипником и эластичными элементами [2], принятый за прототип.

Недостатком устройства-прототипа является низкая эффективность виброизоляции, объясняемая малыми взаимными смещениями демпфирующих элементов, слабой интенсивностью диссипации энергии колебаний, пассивным характером виброизоляции.

Сущность изобретения заключается в создании пружинного виброизолятора, обеспечивающего активный характер виброизоляции за счет формирования магнитных сил, направленных постоянно встречно крутильным и линейным паразитным колебаниям пружин и реализующих режим гашения колебаний.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции за счет формирования режимов гашения паразитных колебаний крутильного и линейного характера.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном виброизоляторе, содержащем последовательно и соосно установленные между опорными пластинами две витые цилиндрические пружины правого и левого угла подъема, снабженные прикрепленными к их свободным концам и введенными в контакт дисками, особенность заключается в том, что каждый из дисков выполнен в виде аксиально намагниченного постоянного магнита с реверсивным направлением намагниченности двух половин, при этом магниты введены в контакт друг с другом противоположными полюсами и снабжены ограничителем радиальных смещений, выполненным в виде цилиндрического выступа на одном из магнитов, свободно введенного в сквозное осевое отверстие другого магнита.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен предлагаемый виброизолятор, общий вид с поперечным разрезом; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Виброизолятор содержит последовательно и соосно установленные между опорными пластинами 1 и 2 две витые цилиндрические пружины 3, 4 правого и левого угла подъема, снабженные прикрепленными к их свободным концам и введенными в контакт плоскостями дисками 5, 6, каждый из которых выполнен в виде аксиально намагниченного постоянного магнита с реверсивным направлением намагниченности двух половин, при этом магниты 5, 6 введены в контакт друг с другом противоположными полюсами и снабжены ограничителем радиальных смещений, вылолненным в виде цилиндрического выступа 7 на одном из магнитов 5, свободно введенного в сквозное осевое отверстие 8 другого магнита 6.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

В исходном статическом состоянии диски /постоянные магниты/ 5, 6, обращенные друг к другу противоположными полюсами /половинами кругов/, притянуты друг к другу. При возникновении паразитных колебаний опорные пластины 1, 2 идут навстречу друг другу, при этом пружины 3, 4 работают на сжатие с кручением, причем пружина 3 правого угла подъема стремится повернуть прикрепленный к ней диск /постоянный магнит/ 5 в одну сторону, а пружина 4 левого угла подъема - повернуть диск 6 в противоположную сторону. Характер такого встречного поворота магнитов 5, 6 показан на фиг.2, при этом магнит 6 показан сплошной, а магнит 5 - пунктирными линиями. Очевидно, что такой встречный поворот магнитов 5, 6, прижатый друг к другу пружинами 3, 4 и одновременно притянутых силами магнитного взаимодействия разноименных магнитных полюсов, вызывает необходимость преодоления значительных сил трения скольжения контактирующих поверхностей дисков 5, 6, и, соответственно, диссипацию энергии паразитных колебаний. Но этот эффект второстепенен. Главное же здесь в следующем. Как видно из фиг.2, встречный поворот магнитов 5, 6 вызывает частичное перекрытие одноименными полюсами магнитов друг друга по диаметрально противоположно расположенным секторам. Такое перекрытие приведет как к возникновению очень больших сил отталкивания магнитов 5, 6 друг от друга, так и вращающих моментов, препятствующих встречному повороту дисков 5, 6. Очевидно, что возникающие силы взаимного отталкивания магнитов будут противодействовать сжатию пружин 3, 4, то есть встречному движению опорных пластин 1, 2, а вращающие моменты будут препятствовать закручиванию пружин 3, 4 в соответствующую сторону, вызываемого опять же, как было указано выше, встречным движением опорных пластин 1, 2. Таким образом, возникающие магнитные линейные силы и магнитные крутящие моменты направлены постоянно встречно соответствующим направлениям линейных и крутильных паразитных колебаний пружин, жестко связанных с опорными пластинами виброизолятора. Такой эффект приводит к интенсивному активному гашению паразитных вибраций. Одновременно с описанным выше пассивным эффектом диссипации энергии колебаний за счет фрикционного взаимодействия контактирующих поверхностей дисков, прижатых друг к другу силами упругости пружин и силами магнитного притяжения разноименных полюсов магнитов. Указанные выше эффекты обеспечивают эффективную виброизоляцию колеблющегося объекта, активное гашение и диссипацию энергии паразитных колебаний.

По-видимому, не следует специально подчеркивать, что предлагаемая конструкция предельно проста, надежна, абсолютно некритична к вариациям конструктивно-технологических параметров, надежна и универсальна. Автор считает, что практическое использование предлагаемой конструкции снимет целый ряд серьезных проблем, возникающих при создании и эксплуатации пружинных виброизоляторов.