РЕЗИНОВЫЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК F16F9/00 

Изобретение относится к машиностроению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является резиновый амортизатор на основе пустотелорезинового блока, который служит резиновым буфером или опорой. Пустотелорезиновый элемент представляет собой резиновый блок, пронизанный каналами и полостями. Полости, выполненные в резиновом блоке, имеющие сферическую форму и распределенные равномерно, пронизываются каналами таким образом, что через каждую полость проходит только один канал. При этом в пространстве каналы проходят рядом на различных высотах, не пересекаясь. Таким образом, между собой каналы образуют расположенные в одной плоскости семейства взаимно параллельных каналов, а эти семейства каналов взаимно скрещиваются, но располагаются друг над другом в пространстве, не пересекаясь при этом.

В резиновом амортизаторе, изготовленном из такого пустотелорезинового блока в виде резинового буфера или опоры, соединительные части опоры и контр-опоры, как правило, стальные пластины с нарезными цапфами или с элементами с внутренней резьбой, располагаются плоско взаимно противоположно на параллельных взаимно противоположных поверхностях резиновой матрицы или соответственно резинового блока таким образом, что они ориентируются параллельно семействам каналов.

Такой резиновый амортизатор даже при изготовлении из сравнительно твердой резины имеет из-за каналов и полостей сравнительно мягкую упругую характеристику и к тому же из-за устройства полостей может с неожиданной эффективностью акустически отсоединять друг от друга область опоры и область контр-опоры.

Если такой резиновый амортизатор, с одной стороны, должен обеспечить возможно более мягкую линейную рабочую область, а, с другой стороны, в любом случае под нагрузкой избегать сламывания внутренних поверхностей стенок полостей и каналов, т.е. появления так называемого эффекта излома упругой характеристики, то плотности распределения и размеры полостей и каналов в резиновой матрице должны быть ограничены.

Кроме того, при использовании такого резинового амортизатора пределы устанавливаются из-за их геометрически конструктивных ограничений взаимно параллельными семействами каналов и тем условием, что они, не пересекаясь друг с другом, скрещиваются в пространстве и располагаются во взаимно параллельных плоскостях, сориентированных параллельно соединительным частям опор и контр-опор.

Целью изобретения является создание резинового амортизатора, который бы не подлежал изложенным выше конструктивным ограничениям и мог бы применяться при комплексном использовании с обеспечением широкой, пластичной и не сламывающейся рабочей характеристики в рабочем диапазоне упругой характеристики при сохранении хороших свойств акустического рассоединения.

В основу изобретения положена задача улучшить резиновый амортизатор указанного типа без уменьшения прочности и жесткости материала резиновой матрицы и без преждевременного сламывания внутренних стенок полостей и каналов и особенно, без ухудшения свойств акустического рассоединения настолько, чтобы такой резиновый амортизатор мог иметь более мягкие, т.е. более пологие и в широком диапазоне свободные от изломов рабочие области.

Это достигается тем, что каналы по отношению к полостям, которые они пронизывают, имеют сравнительно большую площадь проходного сечения относительно полостей, а именно площадь проходного сечения канала, перпендикулярного его продольной оси, составляет не менее 25% площади наибольшего проходного сечения ближайшей полости, пронизываемой этим каналом.

Другими словами, в основу изобретения положено то соображение, что каналы должны иметь не только проходное сечение, при котором практически не может наступать эффект дросселирования соединяющего воздуха, но что это проходное сечение канала так выбрано относительно расположенных в той же плоскости разреза сечений ближайших пронизывающих канал полостей, что минимальное сечение канала 25% Поскольку это относительное минимальное сечение канала сохраняется, каналы в резиновой матрице могут даже пересекаться друг с другом без появления изломов стенок. При этом такие резиновые амортизаторы при восприятии деформирующих нагрузок с вектором нагружения, перпендикулярным плоскости семейства каналов, не обнаруживают эффекта сламывания упругих характеристик. При этом акустическая изоляция опор и контр-опор сохраняется неизменной практически до тех пор, пока площадь проходного сечения канала не станет превышать 85% площади наибольшего проходного сечения ближайшей полости, пронизываемой этим каналом. При сечениях каналов, которые больше примерно 80% площади сечения наибольшей проходной части ближайшей полости, пронизываемой соответствующим каналом, дополнительное акустическое рассоединение между опорой и контр-опорой понижается до тех пор, пока при одинаковых сечениях каналов в полостей, когда полости в резиновой матрице становятся неэффективными и лишь пронизываются семействами каналов, полезный эффект не обнаруживается.

Другими словами, преимущественно площадь проходного сечения каналов находится в пределах от минимум 25% до по существу не более 80% площади наибольшего проходного сечения ближайшей полости, пронизываемой каналом. Следовательно, каналы, размеры которых выбраны указанным образом относительно сечений полостей, также могут пересекаться в резиновой матрице и тем самым способствовать дальнейшему смягчению упругой характеристики даже резиновых матриц, выполненных из сравнительно твердого материала, без появления эффекта сламывания.

При таком устройстве каналов в резиновой матрице они могут пересекаться в полостях, что означает их вход в одну и ту же полость, а также и непосредственно друг с другом, т.е. вне полости. Но при этом в этих точках непосредственного пересечения должно встречаться предпочтительно не более двух, а во всяком случае не более трех каналов. Причем эти точки пересечения преимущественно распределяются в резиновой матрице таким образом, что они, с одной стороны, располагаются в пространстве на расстоянии друг над другом, с другой стороны, они находятся на расстоянии и от полостей, т.е. образуют по отношению к ним нижнюю решетку, смещенную на половину длины кромки решетки.

В противоположность к пространственным решеткам с параллельными друг другу семействами каналов, т.е. в противоположность кубическим, гексагональным или даже тетрагональным структурам распределения полостей в резиновой матрице, при которых каналы пересекаются друг с другом, т.е. вне полостей, и преимущественно попарно, при радиальном расположении и распределении полостей и каналов, например, в цилиндрическом резиновом блоке, распределение и расположение таково, что они при образовании слоев семейств каналов, расположенных в радиальных поверхностях, сходятся к одному сравнительно широкому центральному каналу, который пронизывает весь резиновый блок, преимущественно открытый с двух сторон.

На фиг.1 изображен предлагаемый амортизатор план; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 пример исполнения резинового амортизатора с радиальным распределением каналов и полостей.

На фиг. 1 в горизонтальном разрезе и в вертикальном виде сверху этого разреза представлен первый пример исполнения предлагаемого резинового амортизатора, где два семейства взаимно параллельных каналов ортогонально пересекаются в одной и той же плоскости.

В отдельности резиновый блок, образующий резиновую матрицу 1, пронизан первым семейством взаимно параллельных каналов 2, которые в свою очередь центрально симметрично пронизывают шарообразные полости 3, расположенные симметрично и ортогонально.

Ортогонально к этому семейству каналов 2 в резиновой матрице 1 располагается второе семейство каналов 4, которые также центрально симметрично пронизывают полости 5, расположенные на регулярных расстояниях. При этом решетка, образованная путем регулярного распределения полостей 5, может рассматриваться как промежуточная решетка или нижняя решетка кубической решетки полостей 3. Однако решающим при этом является не столько то, что имеется симметрия отдельных решеток или их взаимное соответствие, а то, что обеспечивается регулярное распределение полостей и каналов в резиновой матрице.

На фиг. 2 дополнительно показан вектор нагружения F₁, который в показанном варианте располагается преимущественно перпендикулярно к наслоенным плоскостям семейств каналов, т.е. перпендикулярно к плоскости сечения, показанной на фиг.1.

Отдельные каналы 6 (фиг.3) располагаются в выполненном в виде резиновой матрицы цилиндрическом блоке таким образом, что они, открытые с обеих сторон, входят в открытое с обеих сторон центральное отверстие 7, проходящее с одного торца к другому. Срединная ось центрального отверстия является как бы геометрическим местом точек пересечения радиально расположенных каналов.

Резиновый амортизатор (фиг. 3) рассчитан для подрессориваемых грузов, вектор нагружения которых направлен параллельно срединной оси центрального отверстия 7.

Использование: машиностроение. Сущность изрбретения: резиновый амортизатор пронизан полостями и пересекающими их каналами таким образом, что площадь проходного сечения канала составляет от 25 до 80% площади наибольшего проходного сечения соседней полости, пронизываемой этим каналом, причем каналы в резиновой матрице могут пересекаться друг с другом. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. РЕЗИНОВЫЙ АМОРТИЗАТОР из резиновой матрицы с полостями и полыми каналами, причем каждая полость пересечена по меньшей мере одним полым каналом и поперечное сечение каждой полости ортогонально к оси канала и больше, чем поперечное сечение канала, пересекающего эту полость, отличающийся тем, что площадь проходного сечения (сечение в свету) каждого полого канала составляет 25 80% площади наибольшего проходного сечения ближайшей полости, пересекаемой полым каналом, причем обе плоскости поперечных сечений ортогональны к оси канала. 2. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что сообщающиеся полые каналы пересечены между собой или в полостях. 3. Амортизатор по п.2, отличающийся тем, что полые каналы пересекаются непосредственно вне полости, если не более чем три не лежащих в одной плоскости полых канала совпадают в одной точке пересечения. 4. Амортизатор по п.2, отличающийся тем, что точка пересечения полых каналов расположена внутри полости и причем именно тогда, когда в такой точке пересечения в одной плоскости совпадают более чем два полых канала. 5. Амортизатор по одному из пп.1 4, отличающийся тем, что полости представляют собой шар, а поперечное сечение полых каналов имеет форму круга. 6. Амортизатор по одному из пп.1 5, отличающийся тем, что полые каналы расположены в плоскостях, ориентированных перпендикулярно вектору заданной нагрузки. 7. Амортизатор по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере две плоскости полых каналов и полостей проходят параллельно одна другой, причем точки пересечения полых каналов одной плоскости расположены относительно точек пересечения полых каналов соответственно соседней плоскости со смещением на промежутках относительно друг к другу. 8. Амортизатор по пп.6 и 7, отличающийся тем, что полыми каналами, расположенными в одной плоскости, образована ортогональная или гексогональная плоская решетка. 9. Амортизатор по пп. 6 и 7, отличающийся тем, что он выполнен в виде диска или призмы, а полые каналы, расположенные в одной плоскости или в параллельных плоскостях, выполнены радиально с одинаковым угловым расстоянием между собой и пересечены в центральной полости. 10. Амортизатор по пп.1 9, отличающийся тем, что полые каналы и полости распределены пространственно равномерно в резиновой матрице с образованием симметричной, кубической, гексагональной или тетрагональной сети решеток. 11. Амортизатор по одному из пп.1 10, отличающийся тем, что по меньшей мере с одной стороны полые каналы открыты.