АМОРТИЗАТОР Российский патент 2006 года по МПК F16F13/00 

Изобретение относится к устройствам для защиты машин, агрегатов и приборов от вибрационных и ударных нагрузок и может быть использовано в любой отрасли машиностроения.

Известны амортизаторы, содержащие опорные пластины и расположенные между ними пружины сжатия, снабженные фрикционным демпфером линейных колебаний (см., например, В.Б.Карпунин "Вибрации и удары в радиоаппаратуре" М.: Советское радио, 1971, стр.286-290 [1]).

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность виброизоляции вследствие как малого внутреннего трения в материале пружины, так и низкая диссипация энергии при фрикционных линейных колебаниях.

Известны также амортизаторы, в которых осуществлено преобразование линейных колебаний опорных пластин в крутильные колебания элементов фрикционного демпфера, например, с помощью несамотормозящей винтовой пары в виде винта и гайки-маховика (см. а.с. СССР №991083, кл. F 16 F 15/03, 1981 [2]; а.с. СССР №1000627, кл. F 16 F 7/02, 1980 [3]), либо использовано соединение нескольких пружин с противоположным направлением навивки (см., например, а.с. СССР F 796540, кл. F 16 F 3/00, 1978 [4]).

Недостатками известных амортизаторов являются значительная сложность конструкции, снижение надежности вследствие усложнения механизмов преобразования и контактирования, а также сравнительно низкая эффективность виброизоляции из-за малых угловых перемещений пружин (особенно в конструкциях второго типа).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является амортизатор, содержащий опорные пластины и закрепленные между ними по торцам цилиндрическую пружину сжатия с коаксиально установленным внутри нее демпфирующим элементом в виде сплошного цилиндра из металлической резины (см. книгу [1], стр.293), и принятый за прототип.

Недостатком устройства-прототипа является сравнительно низкая эффективность виброизоляции вследствие малой диссипации энергии при линейных колебаниях пружины и демпфирующего элемента как за счет внутреннего трения в их материалах, так и за счет их относительных фрикционных колебаний.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции амортизатора, обеспечивающей введением дополнительных кинематических передач предельно простое преобразование линейных смещений опорных пластин в одновременные крутильные колебания пружины с демпфирующим элементом, и достижение за счет этого высокой интенсивности диссипации энергии при колебаниях и, соответственно, высокой эффективности виброизоляции амортизатора.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции амортизатора.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном амортизаторе, содержащем опорные пластины и размещенные между ними с креплением по торцам цилиндрическую пружину сжатия с коаксиально установленным внутри нее демпфирующим элементом в виде сплошного цилиндра из металлической резины, особенность заключается в том, что на пружину в средней ее части навернута резьбовая гайка с диаметрально противоположными поперечными полуосями, при этом по разные стороны пружины параллельно ее продольной оси установлены две тяги, состоящие из двух рычагов каждая, внутренние концы которых шарнирно закреплены на соответствующей поперечной полуоси, а наружные концы также шарнирно закреплены на опорных пластинах с возможностью проворота вокруг параллельных пружине осей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен предлагаемый амортизатор, общий вид с продольным разрезом; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Амортизатор содержит опорные пластины 1, 2 и размещенные между ними с креплением по торцам цилиндрическую пружину сжатия 3 с коаксиально установленным внутри нее вплотную к пружине 3 демпфирующим элементом в виде сплошного цилиндра 4 из металлической резины, при этом на пружину 3 в средней ее части навернута снаружи резьбовая гайка 5 с прикрепленными к ней диаметрально противоположно поперечными полуосями 6, по разные стороны от пружины 3 параллельно ее продольной оси установлены две тяги, состоящие из двух рычагов 7, 6 и 9, 10 каждая, внутренние, обращенные друг к другу концы которых шарнирно закреплены на соответствующей поперечной полуоси 6, а наружные концы также шарнирно закреплены на опорных пластинах 1, 2 с помощью зажимов-втулок 11, имеющих возможность поворота вокруг параллельных пружине 3 осей за счет свободной установки с развальцовкой концов втулок 11 в отверстиях пластин 1, 2. В статическом исходном состоянии рычаги 7, 8 и 9, 10 тяг находятся в положении (см. фиг.2), смещенном от ориентации каждой пары рычагов вдоль одной прямой, причем это смещение осуществлено в одном угловом направлении, обеспечивающем совместное закручивание пружины 3 одновременно обеими тягами при их смещении от начального положения. Например, при сближении пластин 1, 2 дальнейший изгиб тяг 7, 8 и 9, 10 приведет к закручиванию пружины 3 в направлении против часовой стрелки при взгляде сверху на фиг.2, соответственно при раздвижении пластин 1, 2 выпрямление тяг 7, 8 и 9, 10 вызовет обратное раскручивание пружины 3. Шаг резьбы в отверстии гайки 5 выполнен равным шагу навивки пружины 3, наружная поверхность гайки 5 выполнена с накаткой. Возможность проворота зажимов-втулок 11 в пластинах 1, 2 вместе с прикрепленными к ним тягами 7, 8 и 9, 10 обеспечивает при колебаниях пластин 1, 2 движение точек крепления концов тяг к полуосям 6 по окружностям, концентричным траекториям внешнего контура закручиваемой пружины 3.

Работа предлагаемого амортизатора осуществляется следующим образом.

Действие вибрационных и ударных нагрузок сопровождается линейными смещениями опорных пластин 1, 2 амортизатора относительно друг друга. Естественно, как и в известных конструкциях, такие смещения приводят к периодическим деформациям растяжения-сжатия как пружины 3, так и расположенного внутри нее демпфирующего резинового цилиндра 4. Такие деформации не сопровождаются интенсивным внутренним трением материала пружины 3 и демпфера 4, а также не приводят к значительным относительным смещениям этих элементов друг относительно друга, то есть не вызывают значительных сил фрикционного взаимодействия. Однако, как было указано выше, за счет тяг 7, 8 и 9, 10 при действии на пластины 1, 2 знакопеременных линейных нагрузок происходят одновременные крутильные колебания как пружины 3, так и демпфера 4, а также относительные крутильные смещения контактирующих пружины 3 и упругого цилиндра 4. Кроме того, возможны малые относительные провороты гайки 5 по пружине 3. Естественно, что такие закручивающие-раскручивающие колебания элементов системы пружина 3 - демпфер 4 и гайка 5 - как каждого по отдельности, так и относительные, обуславливают предельно высокую интенсивность диссипации энергии колебаний и, как следствие, - высокую эффективность виброизоляции предлагаемого амортизатора. Конструкция предельно проста, не требует предъявления каких-либо особых требований при изготовлении элементов, их сборке, регулировке, настройке и т.п. Конструкция имеет высокую работоспособность в широкой области как частот, так и амплитуд внешних возмущений, характеризуется высокой устойчивостью при действии значительных виброускорений и одиночных ударов.

Изобретение относится к устройствам для защиты машин, агрегатов и приборов от вибрационных и ударных нагрузок и может быть использовано в любой отрасли машиностроения. Амортизатор содержит опорные пластины и размещенные между ними с креплением по торцам цилиндрическую пружину сжатия с коаксиально установленным внутри нее демпфирующим элементом в виде сплошного цилиндра из металлической резины. На пружину в средней ее части навернута резьбовая гайка с прикрепленными к ней диаметрально противоположными поперечными полуосями. При этом по разные стороны пружины параллельно ее продольной оси установлены две тяги. Тяги состоят из двух рычагов каждая, внутренние концы которых шарнирно закреплены на соответствующей поперечной полуоси, а наружные концы также шарнирно закреплены на опорных пластинах с возможностью проворота вокруг параллельных пружине осей. В результате достигается повышение эффективности виброизоляции амортизатора. 2 ил.

Амортизатор, содержащий опорные пластины и размещенные между ними с креплением по торцам цилиндрическую пружину сжатия с коаксиально установленным внутри нее демпфирующим элементом в виде сплошного цилиндра из металлической резины, отличающийся тем, что на цилиндрическую пружину сжатия в средней ее части навернута резьбовая гайка с прикрепленными к ней диаметрально противоположными поперечными полуосями, при этом по разные стороны цилиндрической пружины сжатия параллельно ее продольной оси установлены две тяги, состоящие из двух рычагов каждая, внутренние концы которых шарнирно закреплены на соответствующей поперечной полуоси, а наружные концы также шарнирно закреплены на опорных пластинах с возможностью проворота вокруг параллельных цилиндрической пружине сжатия осей.