Упругая опора Д.И.Образцова Советский патент 1992 года по МПК F16F13/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции виброизоли- ру.ющих опор, предназначенных для гашения колебаний различных объектов

Известна опора с гидравлическим демпфированием, предназначенная для установки двигателя внутреннего сгорания автомобиля, содержащая центральный сердечник, выполненный в единой конструкции с несущим упругим элементом и соединенный с подвижной гофрированной мембраной в ее жесткой центральной части, имеющей по меньшей мере одно дросселирующее отверстие и делящей основную рабочую камеру, полностью заполненную демпфирующей жидкостью, на две части.

Недостатком данной конструкции является невысокая эффективность демпфирования и недостаточные диссипативные свойства на резонансных частотах

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является выбранная в

качестве прототипа упругая опора, содержащая центральный сердечник, выполненный в виде полого стакана, внутренний объем которого разделен упругой пере( о- родкой на две камеры, одна из которых заполнена газом, а лругая - демпфирующей жидкостью и сообщена посредством селирующего отверстия с основной рабочей камерой.

Недостатком данной конструкции является недостаточная диссипация виброэне$)- гии, ограниченность демпфирующих свойств.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и повышения эффективности демпфирования.

Это достигается тем. что полость над упругой перегородкой полого опорного центрального сердечника заполнена рабочей жидкостью и сообщена посредством по крайней мере одного из других отверстий сердечника с надмембранной полостью.

площадь сечения которого меньше площади сечения отверстия, соединяющего надмем- бранную полость с полостью под упругой перегородкой сердечника, а разность между площадью отверстия, сообщающего полость под упругой перегородкой с подмембранной полостью и площадью отверстия, сообщающего полость под упругой перегородкой с надмембранной полостью, больше площади сечения отверстия, сообщающего полость над упругой перегородкой с надмембранной полостью.

На чертеже изображена упругая опора, продольный разрез.

Упругая опора содержит корпус в виде крепежных элементов 1 и 2, предназначенных для крепления опоры к колеблющемуся обьекту и к несущей конструкции, несущего упругого элемента 3 и крышки 4, а также полый опорный центральный сердечник 5, прикрепленный к несущему упругому элементу 3, упругую перегородку 6, разделяющую внутреннюю полость сердечника 5 на две полости 7 и 8, заполненные жидкостью, подвижную гофрированную мембрану 9, включающую упругий упор 10 и, жесткую центральную часть 11, соединенную с сердечником 5, основную рабочую камеру, полностью заполненную демпфирующей жидкостью и состоящую из надмембранной полости 12, ограниченной несущим упругим элементом 3 и гофрированной мембраной 9 и подмембранной полости 13, ограниченной жесткой крышкой 4 и гофрированной мембраной 9. Полости опоры, заполненные рабочей жидкостью, сообщаются посредством отверстий 14, 15 и 16.

Упругая опора работает следующим образом.

При высокой амплитуде колебаний в низких частотах до 60 Гц (удар, резонанс), когда полый сердечник 5 вместе с жесткой центральной частью 11 подвижной гофрированной мембраны 9 под действием внешней возмущающей силы, приложенной к крепежному-элементу 1, движется вниз в сторону жестком крышки 4, давление Pi в подмембранной полости 13 повышается и по абсолютной величине будет превышать давление г в надмембранной полости 12 за счет упругости подвижной гофрированной мембраны 9 и вязкости рабочей жидкости.

В то же время давление Рз в нижней полости 8 полого сердечника 5 будет больше давления РЗ и меньше давления PI, поскольку площадь дросселирующего отверстия 16 меньше, чем площадь отверстия 14. Кроме того давление 4 в верхней полости 7 полого сердечника 5 будет меньше давления Р2, так как площадь отверстия 16 меньше площади отверстия 14,

Рабочая жидкость за счет перепада давлений Pi 2 Рз Р4 перетекает через

отверстия из подмембранной полости 13 в нижнюю полость 8 полого сердечника 5, далее - в надмембранную полость 12 и в верхнюю полость 7 полого сердечника 5.

Одновременно с этим так как де0 формируется вверх упругая перегородка 6 и вступает в работу дополнительный гидравлический демпфер. Кроме того, так как разность площадей отверстий 15 и 14 больше площади отверстия 16, т.е. Si5-Si4 Si6, то

5 давление Рд будет нарастать быстрее, чем давление Р2 и наступает момент, когда и и направление течения жидкости через отверстие 16 меняется на противоположное, т.е. из верхней камеры 7

0 полого сердечника 5 в надмембранную полость опоры. Когда равнодействующая сил, приложенных к крепежному элементу 1, равна нулю, движение центрального сердечника 5 прекращается. Однако за счет

5 оставшегося перепада давлений Pi-Pa 0: Р4-Р2 0, инерционности деформированной упругой перегородки 6 еще некоторое время продолжается дросселирование демпфирующей жидкости из подмембранной

0 полости 13 опоры в нижнюю полость 8 полого сердечника 5 и из нее - в надмембранную полость 12 опоры,

При начале движения сердечника вверх понижается давление PI и при начи5 нается дросселирование жидкости из нижней полости 8 в подмембранную полость 13 опоры и до достижения равенства продолжается дросселирование в надмембранную полость 12 из верхней полости 7

0 сердечника 5. За счет этого увеличивается площадь петли гистерезиса, улучшается АХЧ виброопоры, что указывает на улучшение ее диссипативных свойств.

При дальнейшем движении централь5 ного сердечника 5 вверх давление Рз быстро падает, так как Ss Si4, упругая перегородка 6 начинает прогибаться вниз и направление дросселирования меняется, т.е. жидкость из надмембранной полости 12 перетекает в

0 нижнюю полость 8 сердечника 5 и далее - в подмембранную полость 13 опоры.

Кроме того, так как Sis - Si4 Sie и Sie. то давление в нижней полости 8 падает быстрее, чем в надмембранной по5 лости 12 и упругая перегородка 6 обладает достаточной гибкостью, то давление РА на некоторое время становится тоже меньше, чем в надмембранной полости 12, и жидкость перетекает из надмембранной полости 12 в верхнюю полость 7 сердечника 5.

Процесс дросселирования жидкости через отверстие 16 существенно увеличивает площадь петли гистерезиса, улучшает АХЧ опоры, что указывает на улучшение ее диссипативных свойств,

При снижении амплитуды колебаний и повышении частоты выше 60 Гц значение диссипативных сил вязкого трения для гашения колебаний уменьшается, основное значение приобретают инерционные силы, демпфирование колебаний в опоре происходит в основном за счет сил инерции колеблющейся жидкости в основных рабочих полостях, деформации подвижной гофрированной мембраны 9 и упругой перегородки 6, а также за счет дросселирования определенного количества жидкости через отверстие 15..

Формула изобретения Упругая опора, содержащая заполненный рабочей жидкостью корпус в виде несущего упругого элемента, прикрепленного к нему крепежного элемента и крышки, прикрепленный к несущему упругому элементу полый опорный центральный сердечник с по крайней мере одним отверстием и с упругой перегородкой, делящей его на полости, закрепленную по периферии в крепежном элементе гофрированную мембрану, образующую с несущим упругим элементом и крышкой соответственно над-и подмембранные полости и имеющую прикрепленную к полому центральному сердечнику жесткую центральную часть с по

крайней мере одним отверстием, сообщающим подмембранную полость с полостью под упругой перегородкой, последняя сообщена с надмембраной полостью по крайней мере одним отверстием сердечника, площадь сечения которого меньше площади сечения отверстия жесткой центральной части, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения эффективности демпфирования. полость над упругой перегородкой заполнена рабочей жидкостью и сообщена посредством по крайней мере одного из других отверстий сердечника с надмемб- ранной полостью, площадь сечения которого меньше площади сечения отверстия сердечника, соединяющего надмембран- ную полость с полостью под упругой перегородкой, а разность между площадью отверстия, сообщающего полость подупругой перегородкой с подмембранной полостью, и площадью отверстия, сообщающего полость под упругой перегородкой с над- мембранной полостью, больше площади сечения отверстия, сообщающего полость над

упругой перегородкой с надмембранной полостью.

Использование машиностроение, виброизолирующие опоры для гашения колебаний различных объектов Сущность упругая опора содержит крепежные элементы 1 и 2. несущий упругий элемент 3. крышку 4, полый опорный центральный сердечник 5 с другой перегородкой 6, делящей полость сердечника на полости 7 и 8. В крепежном элементе 2 закреплена по ее периферии гофрированная мембрана 9. Полости 7,8. 12 и 13 заполнены жидкости и сообщены посредством отверстий 14, 15 и 16. Площадь сечения отверстия 14 меньше площади сечения отверстия 15 площадь сечения отверстия 16 меньше площади сечения отверстия 14, а разность между площадью сечения отверстия 15 и площадью сечения отверстия 14 больше площади сечения отверстия 16 1 ил

16

14

п

Sf yfiVSffi

О И t 1S

ff №