РЕССОРА "РУСЬ" Российский патент 1995 года по МПК F16F1/18 F16F1/32 

Изобретение относится к виброзащитной технике и может найти применение для защиты различных объектов от внешних механических колебаний и внешней среды от колебаний, генерируемых самими объектами.

Известно виброзащитное устройство [1] предусматривающее размещение объекта в корзине, опирающейся на резиновые прокладки, смонтированные на стойках.

Недостатки устройства неустойчивость стоек при поперечных механических колебаниях с большой амплитудой перемещения и громоздкость его конструкции.

Известно также виброзащитное устройство [2] содержащее подвижное и неподвижное основания и размещенные между ними упругий элемент и корректор жесткости. Последние стянуты между собой и с подвижным основанием посредством пружин, роликов и шатунов. Такое устройство сложно, громоздко и неудобно при регулировании его жесткости.

Известна рессора [3] принятая за прототип, предназначенная для защиты объектов при одиночных поперечных и продольных нагрузках. Она состоит из блока расположенных один над другим пакетов тарельчатых пружин (пружин Бельвилля), заключенных между плоскими поддонами и направляющей, проходящей через отверстия пружин. Направляющая изготовлена из полого цилиндра высотой h путем его разрезки по образующей на четное число частей-секций. Четные секции жестко соединены с одним поддоном, нечетные (в промежутках между ними) с другим. Расстояние между поддонами Н, равное высоте всего блока пакетов, больше высоты секций h на величину сжатия пружин.

Рессору также можно рассматривать как конструкцию, состоящую из двух соосно расположенных и встречно направленных втулок высотой h с фланцами и размещенных между внутренними поверхностями фланцев пакетов кольцевых пружин. Высота блока пакетов Н в свободном состоянии пружин больше высоты втулок h.

Поперечная сила, воздействующая на фланец одной из втулок, перемещает его в направлении своего действия. При этом втулка, следуя вместе с фланцем, изгибается. Одновременно сдвигаются примыкающие к ней пакеты пружин. Величина изгиба втулки и радиального сдвига пакетов уменьшаются с увеличением расстояния от мест присоединения втулки к фланцу. Восстановление стартового положения рессоры происходит за счет упругих сил втулки.

Недостатками рессоры являются ненадежность мест присоединения направляющей к поддонам и нетехнологичность секций. При воздействии на поддон поперечной циклической нагрузки (механических колебаний) в микроскопических объемах материала, расположенных в местах присоединения, резко увеличиваются напряжения. Прирост напряжений может вызвать появление трещин и нарушение сплошности материала в этих местах, вследствие чего рессора теряет работоспособность. Она может стать неработоспособной также вследствие пластического изгиба направляющей. Нетехнологичность секций заключается в трудности обеспечения концентричности половинок направляющей при ее присоединении к поддонам.

Цель изобретения повышение технологичности и надежности рессоры при поперечных механических колебаниях.

Цель достигается тем, что в известной рессоре, содержащей соосно расположенные и встречно направленные втулки с фланцами и размещенные между внутренними поверхностями фланцев пакеты кольцевых пружин, по меньшей мере, в крайних пакетах каждая пружина выполнена волнистой с опорными выступами и углублениями на волнистых поверхностях, внутренний диаметр одной из втулок выполнен больше наружного диаметра другой втулки, на внутренней поверхности фланца втулки большего диаметра выполнены опорные углубления, а рессора снабжена надетой на втулку большего диаметра центрирующей трубой, высота которой меньше высоты пакетов, и кольцевыми шайбами, имеющими опорные углубления и выступы на торцевых поверхностях и расположенными так, что одна из них установлена на фланце втулки меньшего диаметра, другие размещены между пакетами волнистых пружин, при этом опорные выступы волнистых пружин сопряжены с опорными углублениями фланца втулки большего диаметра и с опорными углублениями кольцевых шайб, выполненными, по меньшей мере, одним кольцевым рядом.

На фиг.1 и 2 изображена предлагаемая рессора с одним и четырьмя блоками пакетов кольцевых пружин, спереди в диаметральном разрезе.

Она состоит из втулки 1 (наружный диаметр втулки обозначен d₁) с фланцем 2, втулки 3 с фланцем 4 (внутренний диаметр этой втулки обозначен d₂, причем d₂ больше d₁), на внутренней поверхности которого выполнены опорные углубления 5, надетой на втулку 3 центрирующей трубы 6 высотой h, кольцевых волокнистых пружин 7 с опорными углублениями 8 и выступами 9 на волнистых поверхностях, пружин Бельвилля 10, шайб 11 с опорными углублениями 12 и выступами 13, отделяющих пакеты один от другого, которые образованы либо только волнистыми пружинами, либо только пружинами Бельвилля, шайбы 14 с опорными углублениями 15 и выступами 16 и вспомогательных деталей 17 и 18. Шайба 14 опирается на фланец 2 своими выступами 16, ее углубления 15 совмещены с выступами 9 примыкающих (нижних) волнистых пружин 7. Выступы волнистых пружин пакетов сопряжены с углублениями смежных пружин и с углублениями 12 примыкающих к ним шайб 11. Пакеты пружин Бельвилля 10 размещены между опорными выступами 13 шайб 11. Опорные выступы 9 (верхних) волнистых пружин 7 совмещены с углублениями 5 фланца 4.

Количество кольцевых рядов опорных углублений 12 и выступов 13 шайб 11 зависит от конструкции используемых волнистых пружин и конструкции рессоры. Если все пакеты образованы одинаковыми пружинами, то в рессору с одним блоком пакетов устанавливают шайбы с однорядным расположением углублений и выступов. В рессоре с несколькими блоками их количество равно количеству блоков. В том случае, когда все пакеты волнистых пружин набирают из пружин с опорными углублениями и выступами, размещенными на окружностях разных диаметров, количество рядов на каждой шайбе равно удвоенному количеству блоков.

Количество кольцевых рядов опорных углублений 15 и выступов 16 на шайбе 14 и углублений 5 на фланце 4 равно количеству блоков.

Для сбоpки рессоры с четырьмя блоками пакетов пружин, изображенной на фиг. 2, втулку 3 располагают фланцем 4 книзу. На нее надевают центрирующую трубу 6 и формируют блоки пакетов. Сначала набирают пакеты волнистых пружин 7: выступы 9 первых пружин совмещают с углублениями 5 фланца 4, выступы следующих пружин с углублениями 8 смежных пружин. На набранные пакеты опускают шайбу 11 так, чтобы выступы последних пружин совместились с ее углублениями 12.

Таким же образом набирают следующий слой пакетов волнистых пружин, за ним следующий и т.д. Затем формируют пакеты из пружин Бельвилля, устанавливая их на выступы 13 шайб 11. В зависимости от требуемой жесткости рессоры при сборке средней части блоков возможно чередование пакетов из пружин Бельвилля с пакетами из волнистых пружин, либо пакеты могут состоять из тех и других пружин одновременно.

Сборку завершают установкой шайбы 14 и втулки 1. Операция заключается в совмещении углублений 15 этой шайбы с выступами 9 последних пружин 7, опускании на шайбу втулки 1 внутренней поверхностью ее фланца 2 и стягивания фланцев рессоры с помощью деталей 17 и 18.

Фиксация опорных выступов крайних волнистых пружин в углублениях шайбы 14 и углублениях 5 фланца втулки 3 обеспечивает соосность всех пакетов пружин, включая пакеты из пружин Бельвилля. Последние сохраняют положение, заданное им при сборке, благодаря точечным контактам, образованным выступами шайб и конусами пружин.

Сборка рессоры с одним блоком пакетов аналогична описанной выше сборке.

Рессору с одним блоком пакетов применяют в тех случаях, когда объекты имеют малые и средние веса. Для тяжелых объектов и объектов с развитой поверхностью опорной части целесообразно применять рессоры с несколькими блоками.

Детали 17 и 18 извлекают из рессоры в процессе ее монтажа, на их места устанавливают инвентарные детали.

В рабочем положении рессоры каждая из втулок обеспечена возможностью перемещаться в поперечном направлении на расстояние до (d₂- d₁)/2. Их продольные перемещения (H-h) ограничены расстоянием между их фланцами и соответствующим торцом центрирующей трубы.

Центрирующая труба колеблется в продольном направлении вместе с другими деталями колебательной системы. Труба не позволяет шайбе 14 и примыкающим к последней волнистым пружинам смещаться в поперечном направлении при воздействии сдвигающей силы. Благодаря стопорению волнистых пружин в углублениях фланца втулки большего диаметра устраняется отрицательное влияние неточностей изготовления колеблющихся деталей на работу рессоры.

Использование: виброзащитная техника. Сущность изобретения: рессора содержит соосно расположенные и встречно направленные втулки с фланцами и размещенные между фланцами пакеты кольцевых пружин. По крайней мере, в крайних пакетах каждая пружина выполнена волнистой с опорными выступами и углублениями, внутренний диаметр одной из втулок выполнен больше наружного диаметра другой втулки. На внутренней поверхности фланца втулки большего диаметра выполнены опорные углубления. Центрирующая труба надета на втулку большего диаметра, высота трубы меньше высоты пакетов. Кольцевые шайбы имеют опорные углубления и выступы, одна из шайб установлена на фланце втулки меньшего диаметра, а другие размещены между пакетами волнистых пружин, опорные выступы которых сопряжены с опорными углублениями кольцевых шайб, выполненных по меньшей мере одним кольцевым рядом. 2 ил.

Рессора, содержащая соосно расположенные и встречно направленные втулки с фланцами и размещенные между внутренними поверхностями фланцев пакеты кольцевых пружин, отличающаяся тем, что по крайней мере в крайних пакетах каждая пружина выполнена волнистой с опорными выступами и углублениями на поверхностях, внутренний диаметр одной из втулок выполнен больше наружного диаметра другой втулки, на внутренней поверхности фланца втулки большего диаметра выполнены опорные углубления, а рессора снабжена надетой на втулку большего диаметра центрирующей трубой, высота которой меньше высоты пакетов, и кольцевыми шайбами, имеющими опорные углубления и выступы на торцевых поверхностях и расположенными так, что одна их них установлена на фланце втулки меньшего диаметра, а другие размещены между пакетами волнистых пружин, а опорные выступы волнистых пружин сопряжены с опорными углублениями фланца втулки большего диаметра и с опорными углублениями кольцевых шайб, выполненными по меньшей мере одним кольцевым рядом.