Амортизатор Советский патент 1992 года по МПК F16F1/36 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, обеспечивающим снижение динамических нагрузок, содержащим регулируемые упругодефор- мирующие элементы (УДЭ).

Известен цельнометаллический упруго- демпфирующий элемент, поглощающий энергию колебаний за счет обратимых пластических деформаций, изготовленный из материала, претерпевающего обратимое мартенситное превращение.

Недостатком данного устройства является то, что при превышении расчетной статической нагрузки элемент деформируется и должен быть восстановлен нагревом выше ±45° С с последующим холодным растяжением на 10% при -40° С, а также нерегулируемость динамических характеристик УДЭ.

Известен также амортизатор, содержащий два основания, размещенный между ними упругий элементиз резины, выполнен- ный-в виде цилиндра, и каркас, охватывающий упругий элемент. Каркас снабжен упругой втулкой, образующей полость, связанную трубопроводами с источником регулируемого давления.

Недостатком амортизатора является узкий диапазон регулирования динамических характеристик упругого элемента, а также ограниченность величины рассеиваемой в

VI

СЛ 4

х| СЛ

нем энергии вследствие затрудненного теп- лоотоода.

Цель изобретения - повышение эффективности демпфирования,

Указанная цель достигается тем, что в амортизаторе, содержащем корпус с центральным отверстием, установленную в нем гильзу, упругий элемент, размещенный между торцом корпуса и гильзой, установленный в центральном отверстии корпуса шток, связанный с гильзой, и упругодемпфирующий элемент, установленный между боковой поверхностью гильзы и внутренней поверхностью корпуса, упругодемпфирую- щий элемент выполнен С-образной формы из материала с эффектом памяти формы, снабжен электроизоляционным покрытием, нанесенным на наружную поверхность гильзы и внутреннюю поверхность корпуса, нагревателем и регулятором температуры упругодемпфирующего элемента.

На фиг 1 показан общий вид амортизатора; на фиг. 2 - характер изменения фазового предела текучести и модуля упругости Е от температуры материала полосы; на фиг, 3 - характер зависимости напряжение - деформация при различных температурах материала полосы; на фиг. 4 - сечение А-А амортизатора.

Амортизатор содержит неподвижное 1 и подвижное 2 основание, корпус 14 с центральным отверстием, в которое установлена гильза 12, между торцом корпуса 14 и гильзой 12 размещен упругий элемент 7, выполненный в виде пружины сжатия, урав- новешивающий статическую составляющую нагрузки. В центральном отверстии корпуса 14 установлен шток 13, связанный с гильзой 12 и подвижным основанием 2. МеждУ боковой поверхностью гильзы 12 и внутренней поверхностью корпуса 14 установлен упругодемпфирующий элемент 5 С- образной формы из материала с эффектом памяти формы, например никелида титана, упругодемпфирующий элемент 5 снабжен нагревателем б и регулятором температуры 8 с образованием функционального модуля 10. На внутренней поверхности корпуса 14 и внешней поверхностью гильзы 12 закреплены плоские электроизоляционные об- кладки 3 и 4, соответственно. Упругодемпфирующий элемент 5 средней частью 15 закреплен на обкладке 4, а по концам 16 - на обкладке 3. Вблизи концов упругодемпфирующего элемента 5 через обкладку 3 и стенку корпуса 14 выполнены сквозные отверстия, через которые посредством соединительного кабеля 11 концы уп- ругодемпфирующего элемента 5 электрически соединены с выходами нагревателя б, который управляется от регулятора температуры 8. Колебания подвижного основания 2 регистрируются датчиком 9,

Амортизатор работает следующим образом,

При изменении условий нагружения (частоты, амплитуды возмущающей силы) характеристики амортизатора становятся неоптимальными, что приводит к росту амплитуды колебаний подвижного основания 2 относительно неподвижного основания. Датчик 9 регистрирует колебания подвижного основания 2. От датчика 9 аналоговый сигнал поступает нэ вход регулятора температуры 8. Регулятор температуры 8 в соответствии с поступающей информацией от датчика 9 вырабатывает управляющий сигнал на аход нагревателя 6. Нагреватель б в свою очередь вырабатывает импульс тока, величина и продолжительность которого достаточна для корректировки температурного режима упругодемпфирующего элемента 5.

Колебания подвижного основания 2 через шток 13 передаются на гильзу 12, что вызывает возвратно-поступательные перемещения электроизоляционных обкладок 4 относительно обкладок 3. При этом происходят соответствующие смещения изгибов вдоль упругодемпфирующего элемента 5 (УДЭ).

Для гашения колебаний подвижного основания 2 (область резонансных частот) температура уДэ 5 посредством регулятора температуры 8 удерживается в требуемом температурном интервале. Этот температурный интервал определяется температурами начала прямого и обратного мартенситного превращения материала УДЭ 5. В этом интервале при изменении температуры резко изменяются физико-механические характеристики материала УДЭ 5 (фиг. 2). На участке изгиба УДЭ 5 в его материале наблюдается рост внутренних напряжений, которые, достигнув величины фазового предела текучести при этой температуре, вызывают проявления в материале сверхупругих свойств. Материал деформируется изгибом, причем деформация носит обратимый характер, т. е. восстановление исходной кривизны участка изгиба УДЭ происходит при снижении внутренних напряжений до уровня, при котором начинают инициироваться обратные процессы, вызванные протеканием прямого мартенситного превращения. Площадь гистерезисной петли Ё координатах напряжение-деформация (фиг. 3} определяет величину рассеиваемой энергии за один цикл. В области резонансных частот температуру УДЭ стабилизируют вблизи Т°- (фиг 2) При этом наблюдается максимальное демпфирование в силу того, что площадь гистерезисной петли (фиг. 3) при этой температуре максимальна. Пластическая деформация материала УДЭ 5 не сопровождается накоплением внутренних дефектов, что определяет его достаточно высокую долговечность.

Таким образом, изменяя температуру УДЭ в области температур мартенситного превращения его материала, можно в широких пределах изменять динамические характеристики упругодемпфирующего элемента, существенно повысить эффективность демпфирования.

Реализация элементов приводится ниже.

В качестве датчика 9 может быть применен оптический датчик положения фирмы Hamamatsu (Япония) тип 51352(1), которым можно дистанционно регистрировать процессы перемещения (вибрации). Датчик включает в себя излучающий светодйод и фокусирующую линзу. Максимальное регистрируемое линейное смещение 30 мм, погрешность измерения ± 1% Выходной аналоговый сигнал ±10 В В качестве регулятора температуры 8 может быть применена любая профессиональная ПЭВМ (серий ЕС - 1840/1842, Искра - 1130/1030, ДВК - 3 или PCJI, США и т. п.), имеющая аналоговый канал приема информации от внешнего датчика. Нагреватель 6 может быть выполнен в виде электронного блока включающего в себя источник питания и управляемой тиристорной схемы, собранной на базе тиристоров, например, типа Т10-80У2 или аналогичных

Техническое преимущество амортизатора по сравнению с известными устройствами состоит в том, что он позволяет расширить функциональные возможности, повысить эффективность демпфирования и скорость регулирования динамических характеристик упругодемпфирующего элемента.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Амортизатор, содержащий корпус с центральным отверстием, установленную в

нем гильзу, упругий элемент, размещенный между торцом корпуса и гильзой, установленный в центральном отверстии корпуса шток, связанный с гильзой, иупругодемпфи- рующий элемент, установленный между боковой поверхностью гильзы и внутренней поверхностью корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования, упругодемпфирующий элемент выполнен С-образной формы из материала с эффектом памяти формы, снабжен электроизоляционным покрытием, нанесенным на наружную поверхность гильзы и внутреннюю поверхность корпуса, нагревателем и регуляторам температуры упругодемпфирующего элемента.

««

75

/

Та

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, обеспечивающим снижение динамических нагрузок, содержащих регулируемые упругодемпфи рующие элементы (УДЭ). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение эффективности демпфирования. Это достигается тем. что упругодемпфирующий элемент помещен в зазоре между корпусом и гильзой, установленной на подвижном основании, в которую свободно вставлена пружина сжатия, причем упругодемпфирующий элемент выполнен из отдельных модулей с возможностью варьирования их количества, причем каждый модуль состоит из полосы С-образной формы сплава, претерпевающего обратимое мартенситное превращение, и регулятора ее температуры, причем полиса своей средней части закреплена на электроизоляционной обкладке, установленной на стенке гильзы, а по концам - на электроизоляционной обкладке, установленной на стенке корпуса 14. Для повышения скорости регулирования динамических характеристик упругодеформирующего элемента вблизи концов полосы С-образной формы через стенку корпуса и установленную на ней электроизоляционную обкладку, выполнены сквозные отверстия, через которые посредством соединительного кабеля концы полосы электрически соединены с выходами регулятора ее температуры с возможностью пропускания через полосу импульсов тока 4 ил.

А-А

фиг.З