АМОРТИЗАТОР Российский патент 2007 года по МПК F16F1/40 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для энергопоглощения и гашения вибраций.

Известно виброизолирующее устройство, содержащее установленные на основании резиновые амортизаторы с ограничителями /см. Ильинский В.В. Защита аппаратов от динамических воздействий. «Энергия», стр.127, рис.4-2б [1]/.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность виброизоляции объектов на резонансных частотах.

Известен амортизатор с перестройкой упругой системы под действием вибраций, содержащий датчики виброперемещений и виброскорости, соединенные через системы управления и регулирования с плоской пружиной, введенной в контакт с кулачками криволинейного профиля, тягами и сферическими элементами /см. а.с. СССР №1499001, кл. F16F 7/08, 1986 [2]/.

Недостатком данного устройства является предельная сложность конструкции, практически исключающая возможность применения.

Известны также виброизолирующие опоры с возможностью автоматической скачкообразной отстройки упругой системы от резонансных режимов, содержащие упругую монтажную пластину и упругую раму, соединенные друг с другом через амортизаторы с демпфирующими и фрикционными упругими элементами со специальным механизмом формирования заданных усилий поджатия и центрирования /см., например, а.с. СССР №1627765, кл. F16F 13/00, 1988 [3]; а.с. СССР №1465657, кл. F16F 13/00, 1987 [4]/.

Недостатками известных устройств также являются сложность конструкции, низкая надежность, а также сравнительно низкая эффективность виброизоляции вследствие неглубокой отстройки опор от резонансных режимов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является амортизатор, выполненный в виде эластичной цилиндрической трубки из упругого материала с регулярными продольными прорезями, ширина участков между которыми выбрана на основании расчетных соотношений /см. а.с. СССР №1717872, кл. F16F 1/40, 1989 [5]/, принятый за прототип.

Недостатком известного устройства-прототипа является низкая эффективность виброизоляции объектов на резонансных частотах, что объясняется пассивным характером устранения колебаний за счет их энергопоглощения в теле амортизатора при отсутствии возможности активной автоматической отстройки амортизатора от резонансного режима путем адаптивной релейной перестройки его жесткостных параметров.

Сущность изобретения заключается в создании амортизатора, обладающего наряду с высокими энергопоглощающими свойствами способностью автоматически отстраиваться от резонансных режимов путем перестройки своей упругой системы введением в состав системы механических фиксирующих элементов, в частности замков-молний, включающих-выключающих под действием вибраций соответствующие рабочие участки упругой характеристики системы.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции объектов на резонансных частотах.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном амортизаторе, выполненном в виде эластичной цилиндрической трубки из упругого материала с регулярными продольными прорезями на расчетном расстоянии друг от друга, особенность заключается в том, что каждая из прорезей снабжена двумя замками-молниями со встречными направлениями застегивания от торцов трубки к ее центру и обращенными друг к другу собачками замков, соединенными между собой предварительно изогнутой плоской пружиной, шарнирно прикрепленной концами к собачкам.

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

Амортизатор размещен между основанием 1 и виброизолируемым объектом 2 и выполнен в виде эластичной цилиндрической трубки 3 из упругого материала с регулярными продольными прорезями 4 на расчетном расстоянии друг от друга, при этом каждая из прорезей 4 снабжена двумя замками-молниями 5, 6 со встречными направлениями застегивания от торцов трубки 3 к ее центру и обращенными друг к другу собачками 7, 8 замков 5, 6, соединенными между собой предварительно изогнутой плоской пружиной 9, шарнирно прикрепленной концами к собачкам 7, 8.

Работа предлагаемого амортизатора осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии пары замков-молний 5, 6 в каждой из прорезей 4 частично расстегнуты и соединены предварительно изогнутой плоской пружиной 9, находящейся в исходно ненапряженном состоянии и, естественно, не вызывающей застегивание-растегивание замков 5, 6. Очевидно, что в общем случае осевая жесткость эластичной трубки 3, работающей на растяжение-сжатие, и продольная жесткость плоской пружины 9, работающей на продольный изгиб, различны. За счет этого при колебаниях объекта 2 относительно основания 1, сопровождающихся растяжением-сжатием трубки 3 и продольным изгибом плоской пружины 9, возникает необходимость смещения концов пружины 9 относительно трубки 3. Также очевидно, что такие относительные смещения шарнирно прикрепленных концов пружины 9 к собачкам 7, 8 замков 5, 6 приведет к частичному застегиванию-растегиванию замков 5, 6 относительно исходного состояния. При малых колебаниях объекта 2 усилия взаимодействия замков 5, 6 с пружиной 9 также малы и компенсируются рабочими усилиями в замке-молнии 5, 6. При этом происходит демпфирования паразитных колебаний вследствие их активного энергопоглощения в упругом материале эластичной трубки 3 /см. устройство-прототип/. При возникновении интенсивных резонансных колебаний объекта 2 за счет разности осевых деформаций упругой трубки 3 и плоской пружины 9 между данными элементами возникают значительные взаимные усилия в осевом направлении, что приведет, как было выше указано, к частичному застегиванию-расстегиванию замков-молний 5, 6. Например, при деформациях сжатия трубки 3 плоская пружина 9, имеющая большую продольную жесткость, будет частично расстегивать оба замка 5, 6 в каждой из продольных прорезей 4. И, наоборот, при растяжении трубки 3 пружина 9 будет вызывать застегивание обоих замков 5, 6 навстречу друг другу. Легко заметить, что конструкция выполнена так, что каждая пара замков-молний 5, 6 как при растяжении, так и при сжатии трубки 3 работает согласно, то есть либо оба замка 5, 6 вместе застегиваются, либо вместе расстегиваются. Ясно, что, например, при застегивании замков 5, 6 увеличивается общая площадь сплошного тела втулки 3, увеличивается ее продольная жесткость и, соответственно, собственная частота продольных колебаний всей упругой системы. Это приведет к мгновенному срыву возникшего резонансного режима, то есть к адаптивной отстройке колебательной системы от резонансного режима. Так как в устройстве не пара, а система замков-молний 5, 6 по всей боковой поверхности втулки 3, то вибрационный резонансный режим будет сопровождаться процессом, состоящим из непрерывной цепи последовательностей по скачкообразному изменению жесткости упругой системы, обуславливающим практически мгновенную адаптивную отстройку от резонансных режимов. Выбором соотношения между продольными жесткостями трубки 3 и плоской пружины 9 нетрудно подобрать необходимую глубину отстройки, то есть требуемую величину «ухода» жесткости без опасности продолжения резонансного режима, а также разрешающую способность, то есть интенсивность резонансных колебаний, при которой должна начинаться отстройка колебательной системы.

Предлагаемое устройство, имея высокую эффективность виброизоляции, предельно просто по конструкции, не требует никаких специальных элементов и может быть легко осуществлено на базе устройства-прототипа, предельно универсально, может быть использовано в качестве базового узла и для дополнительного эффекта.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для энергопоглощения и гашения вибраций. Амортизатор выполнен в виде эластичной цилиндрической трубки из упругого материала с регулярными продольными прорезями на расчетном расстоянии друг от друга. Каждая из прорезей снабжена двумя замками-молниями со встречными направлениями застегивания от торцов трубки к ее центру и обращенными друг к другу собачками замков-молний. Замки-молнии соединены между собой предварительно изогнутой плоской пружиной, шарнирно прикрепленной концами к собачкам. В результате достигается повышение эффективности виброизоляции объектов на резонансных частотах. 2 ил.

Амортизатор, выполненный в виде эластичной цилиндрической трубки из упругого материала с регулярными продольными прорезями на расчетном расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что каждая из прорезей снабжена двумя замками-молниями со встречными направлениями застегивания от торцов трубки к ее центру и обращенными друг к другу собачками замков-молний, соединенными между собой предварительно изогнутой плоской пружиной, шарнирно прикрепленной концами к собачкам.