ЭНЕРГОПОГЛОТИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F16F7/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для поглощения энергии удара.

Известна конструкция энергопоглотителя, содержащего корпус, размещенные в нем втулку и проходящий через нее и срезающий ее внутреннюю поверхность шток с режущими зубьями, на задних кромках которых выполнены деформирующие пояски.

Недостатками известной конструкции энергопоглотителя являются действие его только в одном направлении за счет наличия режущих зубьев на конической части штока, способных срезать внутреннюю поверхность втулки только в одном направлении, а также невозможность получения постоянного или уменьшающегося усилия амортизации по мере перемещения штока, т.к. режущие зубья расположены на конической поверхности штока и срезают постоянно увеличивающиеся площади втулки.

Техническая задача, решаемая в данном энергопоглотителе, заключается в расширении его функциональных возможностей.

Для решения технической задачи энергопоглотитель, содержащий корпус, коаксиально размещенные в нем втулку и деформирующий шток с буртом, снабжен деформируемой спиральной вставкой с витками прямоугольного профиля, установленной на штоке с натягом и упирающейся торцем в бурт штока, на внутренней поверхности втулки выполнена прямоугольная резьба, в канавках которой с осевым зазором размещены витки спиральной вставки, а диаметр бурта равен внутреннему диаметру прямоугольной резьбы.

Кроме того, витки спиральной вставки имеют постоянное или переменное сечение по длине спиральной вставки и по всей длине развертки спиральной вставки может быть выполнен продольный паз.

Выполнение спиральной вставки, деформируемой и установленной на штоке с начальным радиальным давлением, а выполнение бурта диаметром, равным внутреннему диаметру резьбы втулки, позволяет при действии ударной нагрузки на штоке срезать последовательно витки спиральной вставки выступами резьбы во втулке. По мере перемещения штока срезанные витки спиральной вставки, находящиеся в канавке резьбы, под действием упругих сил в спиральной вставке (за счет установки с начальным радиальным давлением) после прохода бурта штока будут последовательно выходить из канавки резьбы и тем самым подготовят энергопоглотитель для его работы в обратном направлении, т.о. обеспечивается работа энергопоглотителя в обоих направлениях.

Выполнение спиральной вставки постоянного сечения по длине обеспечивает постоянное усилие амортизации, т. к. срезаются последовательно одинаковые сечения витков спиральной вставки. Выполнение спиральной вставки переменного сечения по длине обеспечивает переменное усилие амортизации, т.к. срезаются последовательно разные сечения витков спиральной вставки.

Выполнение по всей длине развертки спиральной вставки продольного паза обеспечивает изменение усилия амортизации, т.к. срез витков спиральной вставки в одном из случаев хода штока (прямом или обратном) проходит по продольному пазу, а, следовательно, и усилие амортизации в этом случае будет меньше.

На фиг. 1 показан продольный разрез энергопоглотителя со спиральной вставкой; постоянного сечения по длине в исходном состоянии; на фиг. 2 - продольный разрез энергопоглотителя со спиральной вставкой переменного сечения по длине в исходном состоянии; на фиг. 3 продольный разрез энергопоглотителя с выполненным по всей длине развертки спиральной вставки продольным пазом в исходном состоянии.

Энергопоглотитель содержит корпус 1, коаксиально размещенные в нем втулку 2 и деформирующий шток 3 с радиальным буртом 4. На внутренней поверхности втулки 2 выполнена прямоугольная цилиндрическая резьба, в канавке 5 которой с осевым зазором установлена деформируемая спиральная вставка 6 аналогичного профиля. Спиральная вставка в свободном состоянии имеет несколько меньший внутренний диаметр, чем диаметр штока, что обеспечивает установку ее на штоке с начальным радиальным давлением. Шток 3 снабжен фаской 7 обеспечивающей заход спиральной вставки 6 на него.

Шток 3 своим буртом 4 упирается и с помощью гайки 8 поджимается в торце спиральной вставки 6. Бурт 4 штока 3 упирается в спиральную вставку 6 на длине, равной до половины витка спиральной вставки в однозаходной резьбе, на длине, равной до четвертой части витка каждой спиральной вставки в двухзаходной резьбе и на длине равной до шестой части витка каждой спиральной вставки в трехзаходной резьбе.

В данном примере изображена однозаходная резьба.

Диаметр радиального бурта 4 штока 3 выполняется равным внутреннему диаметру цилиндрической резьбы. Втулка 2 в корпусе 1 закреплена с помощью гайки 9.

Энергопоглотитель работает следующим образом.

При действии ударных перегрузок шток 3 перемещается относительно корпуса 1, надаваливая радиальным буртом 4 на спиральную вставку 6, витки которой последовательно срезаются выступами 10 резьбы по мере перемещения штока 3.

По мере перемещения штока 3 срезанные витки спиральной вставки 6, находящиеся в канавке 5 резьбы, под действием упругих сил в спиральной вставке после прохода бурта 4 штока 3 будут последовательно выходить из канавки 5 резьбы и тем самым подготовят энергопоглотитель для его работы в обратном направлении. При действии обратной перегрузки шток 3 движется в обратном направлении, надавливая радиальным буртом 4 на спиральную вставку 6, витки которой вышедшие из канавки 5, последовательно срезаются выступами 10 резьбы.

На фиг. 1 показан энергопоглотитель со спиральной вставкой 6 постоянного сечения по длине, в котором по мере перемещения штока 3 происходит последовательный срез постоянного сечения по поверхности среза витков спиральной вставки в обоих направлениях движения штока 3, что обеспечивает постоянное усилие среза, а, следовательно, и постоянное усилие амортизации, как при прямом движении штока 3, так и при обратном его движении.

На фиг. 2 показан энергопоглотитель со спиральной вставкой 6 переменного сечения по длине, в котором при прямом движении штока 3 происходит последовательный срез постоянно увеличивающихся сечений по поверхности среза витков спиральной вставки, что обеспечивает увеличивающееся усилие среза, а, следовательно, и увеличивающееся усилие амортизации, а при обратном движении штока будет уменьшающееся усилие среза, а, следовательно, и уменьшающееся усилие амортизации.

На фиг. 3 показан энергопоглотитель со спиральной вставкой 6, в которой по всей длине ее развертки выполнен продольный паз 11, а спиральная вставка выполнена постоянного сечения по длине. При движении штока 3 в прямом направлении происходит последовательный срез витков спиральной вставки по поверхности среза, проходящей вдоль продольного паза 11 развертки спиральной вставки, а при обратном ходе штока 3 происходит последовательный срез вышедших из канавки 5 витков спиральной вставки 6 по поверхности среза не попадающей на продольный паз 11, и тем самым будет обеспечено усилие амортизации больше, чем при прямом ходе штока 3.

Выбор размеров прямоугольной резьбы, размеров штока и формы поперечного сечения спиральной вставки, а также материала из которого они изготавливаются определяется расчетно-экспериментальным путем в зависимости от уровня перегрузок амортизации, для которых проектируется энергопоглотитель.

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для поглощения энергии удара. Сущность изобретения: энергопоглотитель содержит корпус, коаксиально размещенные в нем втулку и деформирующий шток с буртом, выполненную на внутренней поверхности втулки прямоугольную резьбу, в канавке которой с осевым зазором размещена установленная на штоке спиральная вставка аналогичного профиля, упирающаяся торцем в бурт штока. Спиральная вставка выполнена деформируемой, диаметр бурта штока равен внутреннему диаметру резьбы втулки, а спиральная вставка установлена на штоке с начальным радиальным давлением. Спиральная вставка может быть выполнена постоянного или переменного сечения по длине. Кроме того, по всей длине развертки спиральной вставки может быть выполнен продольный паз. Технический результат: работа энергопоглотителя в двух направлениях, возможность обеспечения постоянного и переменного усилия амортизации, возможность многократного использования энергопоглотителя с заменой спиральной вставки. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Энергопоглотитель, содержащий корпус, коаксиально установленные в нем втулку и деформирующий шток с буртом, отличающийся тем, что он снабжен деформируемой спиральной вставкой с витками прямоугольного профиля, установленной на штоке с натягом и упирающейся торцом в бурт штока, на внутренней поверхности втулки выполнена прямоугольная резьба, в канавках которой с осевым зазором размещены витки спиральной вставки, а диаметр бурта равен внутреннему диаметру прямоугольной резьбы. 2. Энергопоглотитель по п. 1, отличающийся тем, что витки спиральной вставки имеют постоянное или переменное сечение по длине спиральной вставки. 3. Энергопоглотитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что по всей длине развертки спиральной вставки выполнен продольный паз.