АМОРТИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК F16F15/04 

Изобретение относится к защите от вибрационных и ударных нагрузок, и может быть использовано в различных областях техники, в том числе приборостроение, судостроение и машиностроение.

Аналогом данного изобретения являются конструкции резиновых пластинчатых амортизаторов АП-2-4,5 -АП-3-157 и резиновые чашечные амортизаторы АЧ-2-45 - АЧ-2-54 (см. "Справочник конструктора точного машиностроения" под ред. К. Н. Явленского,..., Ленинград, "Машиностроение" Лен. отд., 1989 г., Гл. 11.3, стр. 647; 648). Также существуют виброизоляторы с внутренней винтовой пружиной (одной или двумя, прямой или конусообразной формы), (см. Например: тоже издание и "Конструирование приборов" под ред. В.Краузе, в 2-х книгах, Москва, "Машиностроение", 1987 г., книга 1, Гл. 5.8.8, стр. 353, 354). Анализ существующих конструкций показал, что создание амортизатора гасящего вибрационную энергию в широком спектре частот затруднено из-за конструктивных особенностей вибродемпфирующих элементов. Например: пружины, хорошо изолирующие вибрации низкой частоты, в тоже время распространяют высокочастотную вибрацию вдоль витков пружины, применение же резиновых прокладок не дает эффекта, так как обеспечить для прокладки сдвиговую деформацию трудно, а в закрытом объеме резина ведет себя как "абсолютно" жесткое тело. Недостаток резиновых амортизаторов заключается в необходимости использования значительного сечения, кроме того не удается получить собственную частоту резинового малых размеров менее 30 Гц.

Пластинчатый амортизатор АП-2-4,5 - АП-3-157, выбранный за прототип, в полной мере подтверждает вышеприведенные недостатки виброизолирующих устройств. Амортизатор, принятый за прототип, достаточно эффективно работает в конструкциях и устройствах с низкими уровнями вибраций, общего применения.

Основной задачей изобретения является создание конструкции плоского композиционного амортизатора, армированного металлическим (волоконным) каркасом, обладающего минимальными габаритами по высоте, с изменяемой частотой собственных колебаний.

Предлагаемое устройство плоского композиционного амортизатора (УПКА) представлено на фиг. 1 и фиг. 2, выполнено по технологии - "Способ производства прямолинейных легких армированных конструкций" (СП ПЛАК), приоритет N 5017088 от 04 января 1992 года, в котором предусматривается растяжение замкнутого армированного каркаса в процессе сборки, перед заливкой полимерной матрицы. Усилия натяжения струн (волокон) регулируются. В результате получается конструктив, обладающий требуемой жесткостью.

В УПКА между кольцами 2, 4, натягиваются струны 1 (см. фиг. 1а), после заливки и затвердевания полимерной матрицы 4, амортизатор готов к применению. На фиг. 1б стрелкой указана величина смещения (δ) внутреннего кольца за счет высокоэластической деформации полимера и изгиба струн. Энергия удара и вибрации в амортизаторе поглощается тонкими струнами (волокнами) каркаса, где полимерная матрица выполняет функцию демпфирующего элемента.

При проектировании плоских амортизаторов по способу СП ПЛАК необходимо учитывать область деформации близкой к предельной. В общем случае не желательно использовать упругую и пластическую деформации полимера.

На фиг. 2 а,б представлен двухзвенный амортизатор, 1 и 2 соответственно первое и второе звено. Собственные частоты колебаний каждого звена различны. Пока колебания малы, работает весь амортизатор, при увеличении колебаний массы, второе звено выключается из работы (звено большого диаметра), продольная жесткость многозвенного амортизатора возрастает. Таким образом, жесткость многозвенного амортизатора изменяется и, следовательно, собственная частота увеличивается с увеличением амплитуды колебаний.

Помимо геометрических нелинейностей, связанных с конструкцией системы, при проектировании необходимо учитывать нелинейности обусловленные физическими свойствами материалов, входящих в композит.

На фиг. 1а - УПКА с вырывом полимерной матрицы, где: 1 -струны; 2, 3 - кольца, образующие замкнутый каркас; 4 - полимерная матрица; на фиг. 1б - поперечный разрез УПКА, (δ) - смещение внутреннего кольца; на фиг. 2а - двухзвенный УПКА, где: 1 - первое звено; 2 - второе звено; на фиг. 2б - поперечный разрез двухзвенного УПКА.

Конструкция технически применима и может быть выполнена на стандартном оборудовании методом литья под давлением в форму. Пpедварительно изготавливается каркас, затем он устанавливается в форму и заливается полимерная матрица.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: амортизатор содержит корпус, коаксиально установленные в нем вибродемпфирующую пластину и втулку. Корпус выполнен в виде кольца. Вибродемпфирующая пластина выполнена из пластика, внутри которой расположены предварительно растянутый в радиальном направлении струнный каркас. Струны каркаса закреплены соответственно на корпусе и втулке. 2 ил.

АМОРТИЗАТОР, содержащий корпус, коаксиально установленные в нем вибродемпфирующую пластину и втулку, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде кольца, вибродемпфирующая пластина выполнена из пластика, а амортизатор снабжен расположенными внутри пластиковой пластины предварительно растянутым в радиальном направлении струнным каркасом, струны которого закреплены на втулке и кольце.