ДЕМПФЕР Российский патент 1994 года по МПК F16F9/30 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для демпфирования удара или гашения механических колебаний.

Известно устройство для гашения механических колебаний, содержащее корпус, полость которого заполнена рабочим телом в виде металлических шариков, установленный в нем подпружиненный поршень и два или несколько фрикционных элементов, прижимаемых друг к другу [1] .

Недостатком известной конструкции является невозможность ее использования для демпфирования ударных нагрузок. Кроме того, гашение колебаний происходит лишь за счет трения, поэтому коэффициент необратимого поглощения энергии мал.

Известен демпфер, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус, полость которого заполнена рабочим телом в виде шариков и установленные в нем поршень для восприятия внешнего усилия и соосный ему подпружиненный поршень, а также крышку [2] .

Недостатком такой конструкции является то, что она обладает невысокой энергоемкостью и ограниченной способностью воспринимать большие внешние усилия, малым коэффициентом необратимого поглощения энергии, так как кинетическая энергия внешнего воздействия преобразуется в тепловую лишь за счет трения шариков между собой и об элементы конструкции.

Целью изобретения является повышение энергоемкости конструкции.

Это достигается тем, что в демпфере, содеpжащем корпус с внутренним кольцевым выступом, соосно установленные в нем поршни, один из которых подпружинен, и рабочее тело в виде шариков, размещенных между поршнями, согласно изобретению демпфер снабжен крышкой, установленной на торце корпуса со стороны упругого элемента с возможностью осевого перемещения и фиксации, а кольцевой выступ в поперечном сечении представляет собой усеченный конус, меньшим основанием которого образовано дроссельное отверстие, диаметр которого выбран из соотношения:
> 3, где d _д.о. - диаметр дроссельного отверстия;
d _р.т. - диаметр шарика рабочего тела, кроме того, на наружную поверхность каждого шарика рабочего тела нанесена консистентная смазка.

На чертеже показано продольное сечение демпфера. Демпфер содержит корпус 1, в котором расположен поршень 2 для восприятия внешних усилий. С противоположной стороны корпус закрыт крышкой 3, в которую упирается пружина 4. В корпусе между подпружиненным поршнем 5 и поршень 2 расположен дроссель с дроссельным отверстием 6, являющимся основанием усеченного конуса 7. Внутри между поршнями корпус заполнен рабочим телом в виде шариков 8. Диаметр отверстия дросселя более чем в три раза превосходит диаметр шарика рабочего тела. Рабочее тело дополнительно содержит консистентную смазку, которая позволяет увеличить срок службы рабочего тела при проникновении в рабочую полость агрессивных сред.

Демпфер работает следующим образом. При перемещении поршня 2 под действием внешнего усилия, действующего по стрелке А, рабочее тело 8, проходя через отверстие дросселя 6 с конусными горловинами 7, смещает поршень 5 и сжимает пружину 4, упирающуюся другим концом в крышку 3. Таким образом осуществляется рабочий ход демпфера. Свободный ход (возврат в исходное положение) производит сжатая пружина 4.

В случае выполнения дросселирующего отверстия такого, что
< 3, при использовании рабочего тела в виде шариков из стали ШХ-15Ш (ГОСТ 3722-81), применяемых для шарикоподшипников, истечения рабочего тела через дроссельное отверстие не происходило; при
= 3, рабочее тело проходило через дросселирующее отверстие рывками и поршень 2 не утапливался в корпус на глубину, допускаемую конструкцией; при
> 3, дросселирование рабочего тела приобретало плавный характер.

Преимущества предлагаемого демпфера можно рассмотреть на конкретном примере. В качестве рабочего тела использовались шарики диаметром 1 мм, основные размеры демпфера имели следующие значения: диаметр поршня 60 миллиметров; жесткость одного витка пружины 2.315 кгс/мм; количество рабочих витков пружины 11; диаметр дросселирующего отверстия 30 мм; угол растра конусных горловин 120^о.

Результаты моделирования показали, что при падении копра весом 200 кг на демпфер с высот от 0,08 до 0,8 м. демпфером поглощалось энергии падающего копра в 2 раза больше, чем прототипом.

Выполнение корпуса с крышкой, установленной на торце корпуса со стороны упругого элемента с возможностью осевого перемещения и фиксации, а кольцевого выступа в поперечном сечении, представляющем собой усеченный конус, меньшим основанием которого образовано дроссельное отверстие, позволяет повысить энергоемкость демпфера. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 2149555, кл. F 16 F 9/30, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР N 968537, кл. F 16 F 9/30, 1979.

Использование: в машиностроении и может быть использовано для демпфирования удара или гашения механических колебаний. Демпфер содержит корпус с внутренним кольцевым выступом, полость которого заполнена рабочим телом в виде шариков и установленные в нем поршень для восприятия внешнего усилия и соосный ему подпружиненный поршень и подвижную крышку. Кольцевой выступ в поперечном сечении представляет собой усеченный конус, меньшим основанием которого образовано дроссельное отверстие, диаметр которого выбран из соотношения: d_д.о./d_р.т.>3, где d_д.о. - диаметр дросселирующего отверстия; d_р.т. - диаметр шарика рабочего тела. Кроме того, на наружную поверхность рабочего тела нанесена консистентная смазка. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ДЕМПФЕР , содеpжащий коpпус с внутpенним кольцевым выступом, соосно установленные в нем поpшни, один из котоpых подпpужинен, и pабочее тело в виде шаpиков, pазмещенных между поpшнями, отличающийся тем, что, с целью повышения энеpгоемкости, он снабжен кpышкой, установленной на тоpце коpпуса со стоpоны упpугого элемента с возможностью осевого пеpемещения и фиксации, а кольцевой выступ в попеpечном сечении пpедставляет собой усеченный конус, меньшим основанием котоpого обpазовано дpоссельное отвеpстие, диаметp d_д.о котоpого выбpан из соотношения
d_д.о / d_д.т > 3,
где d_р.т - диаметр шарика рабочего тела. 2. Демпфеp по п. 1, отличающийся тем, что на наpужную повеpхность каждого pабочего тела нанесена консистентная смазка.