Энергопоглощающее устройство Советский патент 1985 года по МПК F16F11/00 

;о аь сд

9д Изобретение относится к маоиностроению, вчастности .к средствам защиты объектов от динамических нагЦель изобретения - повьшение эффективности гдшения дарны2с нагрузок путем увеличения рассеиваемой энерги На фиг.1 изображена схема устрой- ства; на фиг.2 - разрез на г.1 на г.З - кинематическая схема взаи модействия шестерен торсионов с зубчатьши рейкШ4и; на г.4 - силовые характеристики торсионов} на суммарная силовая характеристика устройства, состош1(его из шести торсионов и имеющего расположение участ ков зу&чалпс и беззубчатых поверхнос тей,, приведенной на . 1 и 3} на ; фиг.б - то же из девяти торсионов, расположенных в соответствии с видом сиповшс Характеристик, обозначенных штриховыми линиями на фиг.4 Устройство содерлсит (г. 1) корпу .1, подвижное 2 и неподвижное 3 основ ния, зубчатые рейки 4, одними концами неподвижно закрепленные на основании 3, а други1ми жестко связанн Л 1и между собой крышкой 5, расположенные внутри корпуса 1 и содержапще на двух взаимно перпендикулярных гранях участки зубчатых поверхностей 6, торсионы 7 с жестко закреп ленными на концах шестернями 8, находящимися в зацеплении с одним из участков зубчатых поверхностей 6 -л реек 4, выполненные из пластинчатого материала и подвшсно установленные в двух парах тяг 9 и 10, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, одними концами жестко скрепленные с подвижным 2 основанием мортизатора, проходяпрпс через отверстия 11, выполненые на поверхности крьшки 5, и подвижно установлёншлх в пазах 12, выполненных на гранях зубчатых реек 4. Участкам зубчатых поверхностей 6 граней реек 4 соответствуют участки беззубчатых поверхностей 13 параллельных им граней соседних реек (фиг.2). Устройство работает едующим образом. При действии нагрузки, приложенной к основаниям амортизатора, тяги 9 и 10 входят внутрь корпуса 1 и последовательно вводят в зацепление шестерни 8 с участками зубчатых поверхностей 6 реек 4 (фиг. 1 и 2), обеспечивая закручивание концов торсионов друг относительно друга. Пос10 ледовательное чередование участков зубчатых 6 и беззубчатых 13 поверх- ностей на параллельных гранях соседних реек, выбранное таким образом, что участку зубчатой поверхности грани одной рейки соответствует участок беззубчатой поверхности 13 параллельной ей грани соседней рейки, приводит к вращению шестерни по ходу движения тяг в одном направлеии, то в одну, то в другую сторону (фиг,2) и, следовательно, к закручиванию концов торсионов друг относительно друга то в одну, то в другую сторону, т.е. к циклическому деформированию (кручению) материала торсионов 7. Малоцикловое кручение материала торсионов и обеспечивает рассеяние энергии воздействия. Использование малоциклового кручення материала торсионов для поглощения энергии воздействий существенно увеличивает энергетический ресурс амортизирующего устройства по сравнению с устройствами, использующими для поглощения энергии знакопостоянное деформирование материала. Так например, малоцикловое кручение материалов ЮХГСА ст. 25 и 12ХНЗА с амшзитудой деформации х/(0,13-0,15 обеспечивает рассеяние энергии соот-г ветственно в 7,6-12 раз большее, чем знакопостоянное кручение данных материалов до разрушения. Число циклов кручения данных материалов при укаг-1 занных амплитудах До разрушения сос- i тавляет 50-70. Силовые характеристики торсионов и амортизатора (зависимости усилий сопротивления деформированию торсионов и амортизатора от хода), приведенные на фиг.З и 4, соответствуют варианту конструкции, приведенному на фиг.1 и 2. Соответствующим выбором числа торсионов, их материалов. и геометрических размеров (диаметра и длины) и длин участков зубчатых и беззубчатых поверхностей может быть обеспечена практическое отсутствие колебаний величины усилия сопротивления амортизатора деформированию. Например добавка торсионов, обеспечивающих характеристики, показанные на фиг.З штриховыми линиями, приводит к силовой характеристике амортизатора, показанной на фиг.5. Если в пер-, вом случае (фиг.4) колебания силовой характеристики достигают 9%, то во втором (4ИГ.5) - 1,4%.

фиг.

ЭНЕРГОПОГЛОЩАКЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с четырьмя стенками, образующими в плане квадрат, жестко закрепленные в углах корпуса рейки прямоугольного поперечного сечения, имеющие зубья и пазы на поверхностях, противоположных стенкам, подвижное в осевом направлении корпуса основание,, состоящее из четырех соединенных по торцам крышкой прямоугольных тяг с отверстиями каждая из которых имеет возможность перемещения в пазах пары реек, примыкающих к одной из стенок корпуса ч расположенных с возможностью поворота в отверстиях противоположных тяг торсионов, на концах которых закреплены зубчатые шестерни, предназначенные для взаимодействия с зубьями на рейках, отличающее с я тем, что, с целью повышения эффективности гашения ударных нагрузок путем увеличения рассеиваемой знергии, торсионы выполненыиз пластичного материала, а часть зубьев на каждой рейке срезана таким образом, что участки, несущие зубья, чередуются с равньми по протяженности участками без зубьев и располагаются против участков без зубьев нд. соседней рейке.

$ui.S

Фиг, 6