Энергопоглощающий элемент Советский патент 1984 года по МПК F16F1/14 

- « Лн i W S //

(Л

с

Фаг. / 4 /

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам защиты объектов от. динамических нагрузок.

По основному авт. св. № 1000623 известен энергопоглощающий элемент, содержащий цилиндрический корпус, йнутри которого в головках, установленных с двух концов в корпусе, закреплен торсион, выполненный из пластичного материала 13.

Недостатками известного .энергопоглощающего элемента являются низкая эффективность гашения вибраций, обусловленная малой величиной рассеяния энергии при малых углах закручивания (раскручивания) торцов корпуса друг относительно друга, и относительно невысокая надежность работы, вызванная возможной потерей устойчивости корпуса при больших углах закручивания из-за вполне вероятного наличия неоднородностей в материале корпуса, неравномерности термической обработки или различных концентраторов напряжения.

Целью изобретения, является повышение эффективности гашения вибраций и надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в энергопоглощающем элементе на выступающих из головок частях торсиона выполнены цилиндрические заплечики, ,а элемент снабжен установленной враспор между головками пружинистой свертной втулкой с выполненными под клин и сопряженными внахлестку кромками и посаженными с натягом на наружную поверхность втулки череду ющимися между собой кольцами и пружин ными щайбами, контактирующими с внутренней поверхностью корпуса.

На фиг. 1 изображен энергопоглощающий элемент, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - свертная втулка и насаживаемые на ее кольца и пружинные шайбы, в аксонометрической проекции.

Энергопоглощающий элемент содержит цилиндрический корпус . 1., соосно установленные с двух его концов головки 2 и 3, выполненные в виде ци.линдров переменного диаметра и соединенные с корпусом 1 с помощью разъем ного соединения или сваркой. В головках 2 и 3 выполнены призматические углубления 4, в которые вставлен торсион 5, на выступающих из головок 2 и 3 частях которого выполнены цилиндрические заплечики 6, на которые соосно торсиону 5 враспор между головками 2 и 3 установлена пружинистая свертная .втулка 7 с выполненными под клин и сопряженными внахлестку кромками 8 и посаженными с натягом на наружную поверхность втулки чередующимися между собой кольцами 9 и пружинными шайбами 10, контактирующими с внутренней поверхностью корпуса 1. Кольца 9 и шайбы 10 поджаты головками 2 и 3 друг к другу при сборке.

Энергопоглощающий элемент работгёт следующим образом.

При приложении к головкам 2 и 3 противоположно направленных крутящих моментов, последние поворачиваются друг относительно друга, скручивая при этом жестко соединенные с ними корпус 1 и торсион 5 и поворачивая кольца 9 и пружинные шайбы 10 друг относительно друга. Деформация материала корпуса 1 происходит в упругой области вплоть до максимального угла закручивания, определяемого конструкцией амортизирующего устройства (не показано), в котором установлен энергопоглощающий элемент, а деформация материала торсиона 5, начиная с определенного угла поворота его торцов, происходит в пластической области. Это объясняется различием величин относительных сдвиговых деформаций, возникающих в материале корпуса 1 и торсиона 5, что описано в til. Кольца 9 и шайбы 10 при проворачивании трутся своими поверхностями друг о друга и о внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса 1, причем фрикционное трение возникает сразу с началом поворачивания головок 2 и 3, чем объясняется значительное рассеяние энергии при малых ходах амортизирующего устройства, h.

Крутящий момент упругого сопротивления деформированию материала корпуса 1 энергопоглощающего элемента выб рается больше момента сопротивления пластическому деформированию материала торсиона 5 и момента сопротивления, обусловленного трением колец 9 и шайб 10 друг о друга и о внутреннюю поверхность корпуса 1 так что после окончания действия нагрузк энергологлощающий элемент возвращает311

ся в исходное положение за счет накопленной упругой энергии, пластически деформируя при этом материал торсиона.5 и поворачивая кольца 9 и шайбы 10 в обратном направлении.

Такий образом, дополнительное рассеяние энергии в энергопоглощающем элементе осуществляется при малых углах закручивания головок за счет трения между кольцами 9 и шайб 10, а также за счет их трения о корпус.1 и втулку 7, а при больших углах - за счет

-/1

274

циклической пластической деформации материала торсиона 5 и указанного фрикционного трения.

Предлагаемая конструкция энергопоглощающего элемента позволяет повысить эффективность гашения вибраций за счет дополнительного рассеяния энергии, а также повысить надежность его работы за счет повьгаения

устойчивости корпуса, обеспечиваемой подкреплением его внутренней поверхности с помощью колец и шайб.

В-6

ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮиШЙ ЭЛЕМЕНТ по авт. св. № 1000623, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения виьраций и надежности работы, на выступающих из головок частях торсиона выполнены цилиндрические заплечики, а элемент снабжён установленной враспор между головками пружинистой свертной втулкой с выполненными под клин и сопряженными внахлестку кромками и посаженными с натягом на нар жную поверхность втулки чередующимися между собой кольцами и пружиь ньгми шайбами, контактирующими с внутренней поверхностью корпуса.

8

Ю

Фиг.4