Пневматический упругий элемент Советский патент 1984 года по МПК B60G11/26 F16F9/04 

Изобретение относится к маггшностроению и может быть использовано в качестве устройства для гашения колебаний, подвесок транспортных средств.

rio основному авт. св. 838171 известно устройство, выполненное в виде пневматического упругого элемента, содержащего резинокордную оболочку, образующую емкость, дополнительную емкость и разделяющую их перегородку с клёпанным устройством, .выполненным в виде двух решеток, параллельных плоскости перегородки, и помещенной между .ними сыпучей среды С13.

Однако данное устройство не обеспечивает эффективного демпфирования колебаний объектов с несколькими собственными частотаг/ш колебаний, так как частицы сыпучей среды выполнены из однородного материала и эффект разжижения cыпsгч eй среды под.действием вибрации проявляется в узком частотном диапазоне, в результате чего клапанное устройство пневматического упругого элемента обеспечивает эффективное демпфирование колебаний в узком частотном диапазоне.

Цель изобретения - повышение эффективности-гашения колебаний в широком диапазоне частот.

.Поставленная цель достигается ,тем, что в пневматическом упругом элементе, содержащем резинокордную оболочку, образующую емкость, дополнительную емкость и разделяющую их перегородку с клапанным устройством, выполненным в виде двух решеток, параллельных плоскости перегородки , и помещенной между ними сыпучей среды, клапанное устройство снабжено коаксиально расположенными G зазором одна относительно другой втулками, образующими совместно с решеткаили кольцевые камеры, а сыпучие материалы каждой внешней Кс1меры по отношению к сыпучим материалам каждой внутренней имеют частицы большего удельного веса и меньшего диаметра.

На фиг. 1 изображен пневматический упругий элемент, общий вид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, клапан пневматического упругого элемента; на фиг. 3 - график зависим мости динамической жесткости пневматического упругого элемента от частоты вибровозбуждения.

Пневматический упругий элемент подвески транспортного.средства состоит из резинокордной оболочки 1, образующей емкость с основной полостью А и дополнительной емкости 2 с внутренней полост.ью В. Дополнительная емкость 2 и оболочка 1 закреплены на разделяющей их перегородке 3, крепящейся к источнику виброврзбуждения, а полости Л и В соединены между собой клапанным устройством, встроенным в пере5 городку 3.

Клапанное устройство состоит из верхней 4 и нижней 5 решеток, расположенных параллельно плоскости перегородки 3, помещенных между

0 решетками 4 и 5 соосно вертикгшьной оси упругого элемента втулок 6-8 коаксиально расположенных с радиальными зазорами друг относительно друга и образукщих кольцевые камеры ,

5 9-11, которые заполнены сыпучей средой 12-14. Частищл среды 12, находящиеся в камере 9, состоят из однородного материала с удельным весе р и имеют диаметр

0 t камере 10 находится сыпучая среда 13 с удельным весом р и диаметром ugt в камере 11 расположена сыпучая среда .14, состоящая из частиц с удельным весом Pj и диаметром

5 частиц d, причем частицы в каждой внешней камере, по отношению к внутренней имеют больший удельный вес и меньший диаметр, т.е. , с и

j..2 3

.,

Сыпучая среда может быть выполнена, например, в виде шариков из металла с различным удельным весом.

Пневматический упругий элемент работает следуквдим образом.

При колебаниях виброизолируег-юго

5 объекта в дор$зонансной по первой собственной частоте и резонансной областях ci и Ъ сыпучая среда 12-14 во всех камерах клапанного устройства колеблется без отрыва от нижней

0 решетки 5. Это обусловлено размерами частиц и их удельным весом, которые подбираются таким образом, чтобы При этих частотах клапанное устройство было закрыто, т.е. при

5 данных частотах дополнительная емкость 2 отключена от основной плоскости А резинокордной оболочки 1 и перетекания воздуха между полостями А и В не происходит.

: Упругий элемент при этом имеет максимальную динамическую жесткость, определяквдуюся объег/юм и давлением воздуха, заключенного в полости А оболочки 1.

5 Диаметр частиц и удельный вес сыпучей среды 12, заключенной в камере 9, подобраны таким образом, что, начиная с резонансной частоты колебаний ш, возникает эффект

0 разжижения сыпучей среды, который проявляется в увеличении ее объема И соответственно расстояния между частицами. В результате полости А и В через пространство, образовав5 шееся между частицами, соединяются

между собой, а упругий элемент начинает работать на увеличенном объеме, воздуха. Динамическая жесткость упругого .элемента в межрезонансной области с при этсил понижается, а эффект виброизоляции увед-ичивае-уся. Сыпучая среда 13 и 14, заключенная в камерах 10 и 11, при работе упругого элемента в межрезонансной зоне fr колеблется без.отрыва от нижней сетки, при.этом степень демпфирования колебаний в данном случае определяется ПJЮxoднь сечением коль-;цевой камеры 9,.величина которого подбирается из условия оптимального демпфирования колебаний в межрезонансной частотной области с . Сыпучая среда 13, заключенная в ка.мере 10, состоит из частиц, диаметр которых и удельный вес подобраны таким образом, чтобы она разжижалась в области частот-е , расположенных меходу второй ujj и третьей uij peзoнaнcны ли частотами. При этом через пространство, образовавшееся между частицами, полости Аи В сообщаются меходу собой через кольцеобразную камеру 10 и динамическая жесткость упругого элемента в указанной области частот уменьшается .

При этом сыпучая среда 14, заключенная в .камере 11 в межрезонансной зоне е , колеблется без отрыва от нижней сетки, вследствие того, что интенсивность вибровоздействия в данной частотной области такова, что не обеспечивает ее разжижение а сыпучая среда 12, размещенная в камере 9, колеблется в этом случае с отрывом от нижней решетки 5, но при данной интенсивности вибровоздействия ее разжижения также не происходит, так как среда колеблется как монолитное тело.

Таким образом, в межрезонансной зоне е- полость А сообщена с полостй ю В только через кольцевую камеру 10, поперечное проходное сечение которой подбирается из условия оптимального демпфирования колебаний в данной частотной области.

Работа Клапанного устройства : пневматического упругого элемента в зарезонансной по высшей собственной частоте колебаний области k происходит аналогично тоМу, как при работе в межрезонансных областях

с и .в. В этом 4aicfoTHOM дисшазоне разжижается только сыпучая среда 14 в камере 11, через которую и происходит сообщение полостей Аи В упругого элемента а величина проходного сечения камеры 11 подобрана из условия оптимального демпфирования колебаний на указанных частотах .

Кольцевые камеры 9 и 10 в частотной области k. заперты вследствие того, что сыпучая среда 12 и 13 в этих камерах колеблется, хотя и с отрывом от нижней решетки 5, но как монолитное тело, не разжижаясь.

Работа пневматического элемента в области второго и третьего резо.нансов так же, как и в области первого резонанса происходит только на объеме воздуха, заключенного в полости А резинокордной оболочки 1, а его динамическая жесткость при .этом максимальна, что обеспечивает эффективное ограничение недопустимо больших а лплитуд перемещений и ускорений .виброизолируемого объекта. При работе пневматического упругого элемента в области d второго резонанса клш1анное устройство заперто вследствие того, что сыпучая среда 13 и 14 в кольцевых каглерах 10 и 11 колеблется без отрыва от нижней решетки 5 из-за недостаточной интенсивности вибровозбуждения, а сыпучая среда 12 в камере 9 колеблется с отрывом от нижней решетки 5 как монолитное тело и в данной частотной области не разжижается.

Запирание клапанного устройства в области f третьего резонанса обуслоБлено тем, что сыпучая среда 14 в камере 11 колеблется без отрыва от нижней решетки 5, а сыпучая среда 12 и 13 в камерах 9 и 10 колеблется с отрывом от нижней решетки

5 как монолитное тело фиг. Зд ). Для обеспечения эффективного демпфирования колебаний в межрезонансных и зарезонансной частотных областях поперечное проходное сечение каждой внешней кольцевой камеры по отношению к внутренней вы- бирается большим.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность гашения колебаний в широком диапазоне частот.

1074740

А-А

Фиг2

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ по авт св. 838171, о т л и TI а ю 14 и и с я тем, что, с целью по9Ы1 йия эффективности гашения колебанийв ишроком диапазоне частот, клапанное устройство снабжено коаксйально расположенньа-ш с зазоре одна относительно другой втулками, образующими совместно с решетками кольцевые камеры, а сыпучие материалы каждой внеишей камеры по отношению к сыпучим материалам ка;кдой внутренней имеют Частигда большего удельного веса и меньшего диаметра. (Л NU 4 /ЛМ , : ,

. -с

.З /т