АМОРТИЗАТОР Российский патент 2004 года по МПК F16F9/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для уменьшения вибрации, передаваемой от источника вибрации на машину, воздействия вибрации на руки оператора при работе с многоударными и одноударными пневматическими, электрическими, гидравлическими и т. п. машинами, а также в качестве средства виброизоляции приборов, аппаратуры и других объектов, работающих под воздействием переменных усилий или двигающихся с ускорением. Технический результат - повышение эффективности гашения вибрации вплоть до полного исключения ее воздействия на оператора, повышение мощности одиночного удара при работе по средам с большим коэффициентом восстановления (отражения), повышение производительности и безопасности труда.

Известна конструкция вакуумного амортизатора нулевой жесткости по патенту РФ №2172876, МКИ⁵ F 16 F 9/00 от 26.10.1998 г., исключающего воздействие вибрации, содержащего два основания и размещенный между ними рабочий элемент. Одно из оснований выполнено в виде стакана, внутренний объем которого герметизирован рабочим элементом, представляющим собой эластичную газонепроницаемую мембрану, наружная поверхность которой имеет профиль, соответствующий профилю внутренней поверхности стакана и обеспечивающий их плотное прилегание с возможностью отрыва от нее и образование вакуума в замембранном пространстве при приложении растягивающих усилий к основаниям. При этом внутренняя поверхность мембраны жестко соединена с другим основанием, например, посредством выступа, образованного на ее поверхности. Это устройство является универсальным, однако, вследствие того, что наружная кромка мембраны опирается на края стакана, оно позволяет получить на другом основании постоянную величину только половины давления атмосферы, приходящегося на площадь мембраны, что увеличивает габариты мембраны и амортизатора и не позволяет менять напор на амортизатор в зависимости от положения колеблющегося инструмента в пространстве (работа вниз, вверх, вбок и т.д.) и от коэффициента восстановления (отскока) инструмента от поверхности, подвергающейся обработке (разрушению) инструментом.

Задача сокращения габаритов амортизатора нулевой жесткости и изменения напора на амортизатор в зависимости от положения колеблющегося инструмента в пространстве и коэффициента восстановления разрушаемого (обрабатываемого) материала решается за счет того, что вместо давления атмосферы в амортизаторе используется большой объем воздуха (газа) при повышенном давлении, действующий на площади некомпенсированных наружным давлением концентрических поршней. Это условие особенно удобно выполнить на пневматическом инструменте, работающем при давлении 5...6 кг/см² и более, где под большим объемом сжатого воздуха понимается вся воздушная магистраль с резервуарами-накопителями сжатого воздуха (газа) или резервуар передвижного компрессора со шлангами высокого давления большого внутреннего сечения, подводящего воздух к пневматическому инструменту.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 показан амортизатор в исходном состоянии,

- на фиг.2 показан амортизатор в рабочем состоянии с напором, равным давлению газа в резервуаре, помноженному на площадь внутреннего поршня - основания 2,

- на фиг.3 показан амортизатор в рабочем состоянии с напором на внутренний поршень - основания 2 плюс напор на концентрический поршень - основание 3.

Амортизатор состоит из основания 1, имеющего полость для сжатого воздуха (газа), соединенную с воздушной магистралью высокого давления большой емкости, и основания 2 в виде поршня расчетного диаметра, соответствующего прилагаемой к амортизатору малой нагрузке, и основания 3 в виде концентрического поршня, располагающегося вокруг основания 2. Основания 2, 3 погружены в полость основания 1 и имеют ограничители, препятствующие выталкиванию сжатым газом оснований 2, 3 из полости основания 1.

С наружной стороны основание 2, а через него и основание 3 контактируют с рукояткой управления инструментом, с платформой, которая должна быть защищена от вибрации, или с источником вибрации, когда рукоятка управления или платформа контактируют с основанием 1.

При приложении к наружной стороне поршня 2 постоянного усилия вдоль поршня, большего, чем усилие, создаваемое давлением газа в полости основания 1, помноженным на площадь поршня 2, поршень 2 продвигается внутрь полости до соприкосновения с основанием 3, после чего осуществляется совместное движение двух оснований 2 и 3 при постоянном усилии на наружной стороне поршня 2, равном давлению газа в полости основания 1 на совместную площадь оснований 2 и 3. При этом объем газа, вытесняемый поршнями (основаниями) 2 и 3 внутри полости основания 1 и соединенной с ним магистралью и резервуарами, изменяется так незначительно, что усилие, приложенное к основанию 1, а затем, при дальнейшем продвижении, одновременно к основаниям 2 и 3 при постоянном давлении газа и постоянном поперечном сечении поршней остается постоянным на участках продвижения сначала одного поршня 2, а затем совместно поршней 2 и 3, но различным по величине, и таким образом вибрация основания 1 на основание 2 или на основание 2 плюс 3 (или наоборот) не передается, и мы получаем систему с нулевой жесткостью.

Данное техническое решение было проверено на опытных образцах пневматических отбойных молотков с использованием в рабочей части выпускаемого промышленного молотка МО-2 с проведением замеров уровня вибрации на рукоятке молотка и производительности труда при разрушении асфальтового дорожного покрытия и бетона. В результате применения предлагаемого амортизатора уровень вибрации в опытных образцах удалось снизить в несколько раз, а производительность при разрушении бетонных плит увеличить до четырех раз. Последнее объясняется тем, что после отскока инструмента от упругой бетонной плиты, имеющей большой коэффициент восстановления (упругости), амортизатор возвращает накопленную энергию почти полностью и обрушивает весь вес молотка около 6 кг как кувалду на плечики пики, разрушая бетон.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для уменьшения вибрации, передаваемой от источника вибрации на фундамент, воздействия вибрации на руки оператора при работе с многоударными пневматическими инструментами, а также в качестве средства виброизоляции приборов, аппаратуры и других объектов, работающих под воздействием переменных усилий или двигающихся с ускорением. Амортизатор содержит три основания и размещенный между первым основанием и вторым и третьим рабочий элемент. Первое основание выполнено с полостью, соединенной с газовой магистралью высокого давления большого объема. Второе основание выполнено в виде цилиндра, а третье - в виде концентрически надетой на второе основание трубки, одним концом герметично входящих в полость первого основания, заполненную газом высокого давления большего объема, а вторым концом второго основания присоединенных к рукоятке управления, к платформе, защищаемой от вибрации, причем на участке продвижения второго основания внутрь первого основания вибрация погашается при одном усилии нажатия, а при присоединении третьего основания через бурт второго основания - на большем усилии. Технический результат заключается в повышении гашения вибрации вплоть до полного исключения ее воздействия. 3 ил.

Амортизатор нулевой жесткости, содержащий три основания и размещенный между первым основанием и вторым и третьим рабочий элемент, отличающийся тем, что первое основание выполнено с полостью, соединенной с газовой магистралью высокого давления большого объема, второе основание выполнено в виде цилиндра, а третье основание - в виде концентрически надетой на второе основание трубки, одним концом герметично входящих в полость первого основания, заполненную газом высокого давления большого объема, а вторым концом второго основания присоединенных к рукоятке управления, к платформе, защищаемой от вибрации, или к элементу машины, являющейся источником вибрации, причем на участке продвижения второго основания внутрь первого основания вибрация погашается при одном усилии нажатия, а при присоединении третьего основания через бурт второго основания на большем усилии.