Амортизирующий элемент Советский патент 1992 года по МПК F16F1/40 

4 00

ч

Ю

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для амор/ тизации элементов конструкции в машинах и механизмах. Целью изобретения является повышение энергопоглощения при ограничении нагрузки в пределах рабочего хода и увеличения нагрузки в пределах рабочего хода и увеличение рабочего хода. При действии силы Р амортизирующий элемент 1 деформируется только за счет сжатия, при достижении силы определенного значения Рмакс участки 2 трубы между прорезями 3 теряют устойчивость как стержни и начинают изгибаться, при этом сила Р остается близкой к постоянной, пока Л 0,4 I, что позволяет реализовать большой ход амортизирующего .элемента и обеспечить близкое к максимальному энергопоглощение. 1 з.п.ф-лы, 3 ил..

Фиг.Г

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для амортизации элементов конструкции в машинах и механизмах.

Большинство амортизирующих элементов реализует линейную или близкую к. ней зависимость (характеристику) сопротивления Р амортизатора от его удлинения или укорочения АI (кривая 1 на фиг. 3), например, металлические пружины, рессоры и т.п. Однако при амортизации машин и приборов от ударных нагрузок часто требуется смягчить характеристику амортизатора. Гидравлические амортизаторы, решающие такого рода задачу являются сложными, высокопрецизионными и, следовательно, дорогостоящими устройствами.

Известен упругий элемент подвески транспортного средства,Смягчение его характеристики достигается совместной деформацией сфер в противоположных направ- лениях при входе одной в другую/Характеристика такого амортизатора имеет вид кривой 2 на фиг. 3.

Известен амортизатор от ударов, изготовленный из упругого материала в форме цилиндра с отверстием в центре. В данном устройстве выполнены также отверстия в осевом направлении, причем часть из них соединены радиальными прорезями с центральным отверстием. Характеристика такого амортизатора близка к прямой 1 на фиг. 3, а- изменение размеров и числа отверстий позволяет изменять только наклон его характеристики к оси Д1, что позволяет смягчить характеристику амортизатора без изменения ее линейного характера.

. Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому устройству является известный упругий амортизирующий элемент, который состоит из тонкостенной оболочки, выполненной с прорезями вдоль образующей, поршней, снабженных разрезными кольцами, втулки м упругого наполнителя. Наличие продольных прорезей во втулке и оболочке позволяет смягчить характеристику упругого элемента, но она остается близкой к линейной характеристике вида 1 на фиг. 3.

Недостатком этого упругого элемента является то, что из-за незначительных деформаций оболочки он имеет малый ход. Кроме того, его энергопоглощающие свойства из-за линейности характеристики неоптимальные.

При амортизации машин и приборов от ударных нагрузок необходимы ограничения по действующим на них перегрузкам, что равносильно ограничению по максимальному сопротивлению амортизатора. Наиболее эффективно эту задачу решал бы амортизатор с характеристикой вида 3 на фиг. 3. Такой амортизатор при деформации поглощает максимальное количество энергии, которое вдвое больше энергии поглощаемой амортизатором с линейной характеристикой при одинаковых максимальном усилии и рабочем ходе.

Цель изобретения - повышение энергопоглощения при ограничении нагрузки в пределах рабочего хода и увеличение рабочего хода, т.е. реализация такой характеристики амортизатора, которая на

значительном участке была бы близка к характеристике вида 3, а именно имела вид кривой 4 на фиг. 3.

На фиг. 1 изображен амортизирующий элемент; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на

фиг, 3 - кривые зависимости сопротивления амортизатора пт его удлинения или укорочения.

Амортизирующий элемент выполнен в виде эластичной цилиндрической трубы 1 из

упругого материала с регулярными продольными прорезями 3 и участками 2 трубы между прорезями.

Сущность изобретения состоит в том, что ширина участка между прорезями выбрана из соотношения л:0

где b - ширина участка между прорезями по среднему диаметру трубы;

д- толщинатрубы;

D - средний диаметр трубы, а число прорезей по крайней мере три. В этом случае сечение участка (элемента) трубы между прорезями близко к прямоугольному. Цилиндрическая труба из упругого материала эластична.

При сжатии амортизирующего элемента 1 силами Р сначала он деформируется только за счет сжатия, но при достижении

силой определенного значения Рмакс участки 2 трубы между прорезями 3 теряют устойчивость как стержни и начинают изгибаться, принимая показанную пунктиром форму 4 (фиг. 1), при этом сила Р остается близкой к

постоянной, пока Д 0,4 I, что позволяет реализовать большой рабочий ход амортизирующего элемента (характеристика вида 4 на фиг. 3) и обеспечить близкое к максимальному энергопоглощение.

Если сечение участков трубы между прорезями не близко к прямоугольному, то становится существенным эффект изменения формы поперечного сечения при потере устойчивости каждого из стержней (участки

трубы между прорезями). Сечение, представляющее до потери устойчивости сектор кольца, в процессе потери устойчивости распрямляется.

Тогда характеристика амортизирующе- то элемента имеет вид 6 на фиг. 3.

Кривая 5 на фиг. 3 соответствует характеристике трубы, если прорези в ней отсутствуют.

Если ширина b участка между прорезя- ми меньше толщины трубы д, то потеря устойчивости стержней (участков между прорезями) будет происходить в касательной к поверхности трубы плоскости и возможно взаимодействие стержней друг с другом, что помешает достигнуть поставленной цели, т.е. реализовать характеристику вида 4 на фиг. 3.

Чтобы избежать сваливания элемента на бок и других нежелательных форм потери

/-/

гтах

гтал

Раг.2

устойчивости необходимо иметь не менее трех прорезей.

Формула изобретения

д Ь JtD/6,

где Ь - ширина участка между прорезями по среднему диаметру трубы;

б - толщина трубы;,,

D - средний диаметр трубы, а число прорезей по крайней мере три.

ftie.J

utoAl