Патент на изобретение №2159879

(54) ВИБРОИЗОЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты приборов, преимущественно прецизионных, в условиях акустического поля, в особенности при работе звуковоспроизводящей аппаратуры, от вибрации и ударов. Виброизолирующее устройство состоит из двух продольно-ориентированных составных опор, одна из которых выполнена охватываемой, а другая охватывающей, и которые снабжены радиальными выступами соответственно, первые из которых направлены от оси устройства, а вторые – по направлению к оси. Между упомянутыми выступами расположена пружина, прижимающая вогнутые рабочие поверхности опор соответственно к сферическому телу. На наружных поверхностях опор размещены демпфирующие прокладки, которые предназначены для крепления опор к прибору и подставке. Технический результат – эффективная защита прибора от вибраций как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты приборов, преимущественно прецизионных, в условиях акустического поля, в особенности при работе звуковоспроизводящей аппаратуры, от вибрации и ударов.

Известно устройство для гашения колебаний, выполненное в виде конуса, основание которого крепят на защищаемом приборе, а вершина предназначена для контактирования с опорной площадкой, выполненной на составном упругом диске, закрепляемом на подставке (пат. США N 4880077, кл. 181-297, 1988 г). Это устройство изолирует прибор от вибраций за счет малой площади (точечного контакта) вершины конуса с опорной площадкой, однако этот эффект имеет место только в одной плоскости. Еще одним недостатком устройства является сложность монтажа и транспортировки прибора, поскольку устройство состоит из двух взаимодействующих, но не взаимосвязанных частей и их точное (для наиболее эффективной работы) крепление на приборе и на подставке затруднительно и требует использования специального центрирующего приспособления.

Наиболее близким к заявляемому является виброзащитное устройство, содержащее две опоры, закрепляемые на приборе и подставке соответственно, между обращенными друг к другу рабочими поверхностями которых размещены сферические тела качения (шары), опирающиеся на упругие элементы, при этом устройство снабжено стяжными элементами (пат. РФ N 2009382, МКИ 5 F 16 F 3/00, 1991 г). В данном устройстве устранен последний недостаток, отмеченный в предыдущем аналоге, т. к. все элементы устройства собраны в единый пакет. Устройство эффективно гасит колебания в вертикальной плоскости, однако в горизонтальной плоскости такое гашение менее эффективно.

Решаемая в соответствии с настоящим изобретением задача заключается в создании конструкции виброизолирующего устройства, обеспечивающего эффективную защиту прибора от вибраций как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. В этом же заключен и технический результат, получаемый от использования заявляемой конструкции.

Сущность настоящего изобретения заключена в том, что каждая опора выполнена в виде продольно-ориентированного осесимметричного элемента, снабженного радиальными выступами, рабочие поверхности по меньшей мере на одной опоре выполнены вогнутыми с радиусом кривизны, большим, чем радиус сферического тела-шара, при этом одна опора выполнена охватывающей и радиальные выступы на ней направлены от периферии к центру, а другая опора выполнена охватываемой с радиальными выступами, направленными от центра к периферии, стяжные элементы размещены между радиальными выступами и выполнены упругими в направлении оси, например, в виде пружин сжатия.

Целесообразно при этом в целях повышения виброизолирующих свойств устройства на наружной торцевой поверхности каждой опоры, предназначенной для крепления к прибору и к подставке, расположить демпфирующие прокладки.

Далее, для эффективной изоляции и облегчения центрирования деталей устройства при его монтаже целесообразно рабочие поверхности каждой опоры выполнить криволинейными, а именно вогнутыми, при этом радиус кривизны последних должен превышать радиус сферического тела.

Для повышения технологичности изготовления таких частей устройства, как продольно-ориентированные элементы, их предпочтительно выполнить осесимметричными и составными, причем охватывающий элемент выполнен в виде цилиндрического стакана, а охватываемый – в виде цилиндрической стойки, а радиальные выступы целесообразно выполнить кольцевыми, причем расстояние между выступами на охватывающем элементе и центром сферического тела больше, чем соответственное расстояние охватываемого элемента.

Проведенный поиск не выявил подобных устройств, характеризуемых такой же совокупностью существенных признаков, что и заявляемое устройство, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию “новизна”.

Также не было выявлено технических решений, обладающих перечисленными существенными отличительными признаками, направленными на получение такого же технического результата, а именно на эффект виброизоляции в горизонтальной плоскости, что обеспечивается взаимным перемещением рабочих поверхностей опор и сферического тела, прижатых друг к другу усилием пружины сжатия и весом прибора. Также не было выявлено в известных технических решениях совокупности несущественных отличительных признаков, направленных на достижение указанного технического результата, что дает основание включить упомянутые признаки в зависимые пункты формулы изобретения.

Предлагаемое виброизолирующее устройство иллюстрируется чертежом, на котором изображен продольный разрез упомянутого устройства.

Виброизолирующее устройство, выполненное согласно предлагаемому изобретению, содержит две опоры: первую (верхнюю) 1 и вторую (нижнюю) 2, предназначенные для крепления на приборе и основании (подставке, фундаменте) соответственно (на чертеже не показаны). На наружных поверхностях каждой опоры 1 и 2, обращенных соответственно к прибору и к основанию, могут быть закреплены, например, посредством клеевого соединения демпфирующие прокладки 3 и 4. Каждая опора выполнена в виде продольно-ориентированного элемента, имеющего форму удлиненного цилиндра, причем один элемент (5), выполнен охватываемым, например, в виде цилиндрического стакана и смонтирован на опоре 1, а другой (6), смонтированный на опоре 2, – охватывающим в виде цилиндрической стойки. Упомянутые элементы 5 и 6 имеют цилиндрическую осесимметричную форму и снабжены по своим свободным (незакрепленным) торцам радиальными выступами 7 и 8 соответственно, которые могут быть выполнены кольцевыми, причем выступы 7 направлены от оси элемента 5 к его периферии, а выступы 8 направлены от периферии элемента 6 к оси последнего, а оси указанных элементов совпадают с осью 9 устройства. На опорах 1 и 2 выполнены обращенные друг к другу рабочие поверхности 10 и 11 соответственно, по меньшей мере одна из которых (или обе поверхности, как это показано на чертеже) имеют вогнутую криволинейную форму, например сферическую, с радиусами R₁₀=R₁₁>r, где
R₁₀, R₁₁-радиусы кривизны рабочих поверхностей 10 и 11 соответственно;
r-радиус сферического тела 12, расположенного между рабочими поверхностями 10 и 11.

Для удобства изготовления и монтажа продольно-ориентированные элементы 5 и 6 могут быть выполнены составными (из по меньшей мере двух деталей каждый), а упомянутые детали целесообразно соединить посредством резьбы 13 на охватывающей опоре 6 и винта 14 на охватываемой опоре 5.

Между простирающимися за пределы рабочих поверхностей 10 и 11 радиальными выступами 7 и 8 смонтирован упругий стяжной элемент (элементы) 15, поддерживающий все собранные детали устройства вместе, позволяя транспортировать и устанавливать устройство на приборе или основании как единый узел. Жесткость упругого стяжного элемента 15 (это может быть, например, цилиндрическая пружина сжатия) выбирается минимальной – из расчета обеспечения лишь надежного удержания пакета деталей вместе при транспортировке и центрирования опор 1 и 2 по оси 9 при монтаже.

Виброизолирующее устройство работает следующим образом. При воздействии, направленном по оси 9 устройства, вибрации от подставки передаются на демпфирующую прокладку 4, где происходит их значительное гашение, а затем от рабочей поверхности 11 – к сферическому телу 12 и далее – на рабочую поверхность 10 элемента 5. Поскольку площадь контакта тела 12 с рабочими поверхностями 10 и 11 весьма мала, то здесь также имеет место эффект значительного ослабления вибраций (подобно тому, как это происходит в известных конструкциях с коническими опорами). Окончательное гашение вибраций обеспечивается демпфирующей прокладкой 3. При воздействии, направленном перпендикулярно оси 9, что имеет место в результате действия на боковые поверхности прибора звуковых волн акустического поля (при работе звуковоспроизводящей аппаратуры), происходит относительное смещение рабочих поверхностей 10 и 11 и перекатывание сферического тела 12. При этом происходит подъем опоры 1 (как по наклонной плоскости) с закрепленным на ней прибором (вследствие увеличения расстояния между опорами 5 и 6), а также сжатие пружины 15. На это перемещение затрачивается энергия вибраций, чем и обеспечивается гашение последних. Благодаря осесимметричной форме взаимодействующих деталей указанные перемещения могут происходить в любом направлении в горизонтальной плоскости. После окончания воздействия система под действием силы веса прибора и усилия сжатия пружины 15 возвращается в исходное положение, при котором точки контакта сферического тела 12 с поверхностями 10 и 11 лежат на вертикали, проходящей через центр упомянутого тела 12.

Таким образом, заявляемое виброизолирующее устройство обеспечивает резкое снижение влияния вибрации на приборы при работе в условиях акустического поля.

Формула изобретения

1. Виброизолирующее устройство, содержащее первую и вторую опоры, предназначенные для монтажа на приборе и на основании соответственно, которые имеют две оппозитно расположенные рабочие поверхности, между которыми размещено сферическое тело, упругие и стяжные элементы, соединяющие две упомянутые опоры, отличающееся тем, что каждая опора выполнена в виде продольно-ориентированного элемента, снабженного радиальными выступами, рабочие поверхности по меньшей мере одной опоры выполнены вогнутыми, причем радиус кривизны упомянутой рабочей поверхности больше радиуса сферического тела, при этом один продольно-ориентированный элемент выполнен охватывающим, а другой охватываемым, а радиальные выступы на охватывающем элементе направлены от его периферии к оси и расположены на большем расстоянии от центра сферического тела, чем выступы на охватываемом элементе, которые направлены в сторону оси опоры, а стяжные элементы выполнены упругими в направлении оси устройства, например, в виде пружин сжатия, и расположены между радиальными выступами соответствующих элементов.

2. Виброизолирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено двумя демпфирующими прокладками, размещенными на внешних поверхностях верхней и нижней опор, предназначенных для монтажа соответственно на приборе и на основании.

3. Виброизолирующее устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что рабочая поверхность каждой опоры выполнена вогнутой.

4. Виброизолирующее устройство по любому из пп.1 – 3, отличающееся тем, что вогнутые рабочие поверхности каждой опоры имеют равные радиусы кривизны.

5. Виброизолирующее устройство по любому из пп.1 – 4, отличающееся тем, что охватывающий элемент выполнен в виде стакана, дно которого закреплено на цилиндрических стенках посредством резьбового соединения, а охватываемый элемент выполнен в виде цилиндрической стойки, на торце которой выполнена рабочая поверхность и радиальные выступы верхней опоры.

РИСУНКИ