Амортизатор Советский патент 1992 года по МПК F16F1/34 

Изобретение относится к амортизирующим устройствам для транспорта и стационарных установок и является усовершенствованием изобретения по авт св. СССР №806922.

Изобретение решает задачу увеличения упругого хода и улучшения амортизирующей способности за счет создания нелинейной характеристики амортизатора.

Известна кольцевая пружина, состоящая из конических колец с выступами. Выступы блокируют кольца по длине упругого хода, чем обеспечивается нелинейность характеристики. Недостатком этого устройства является то, что крутая характеристика обычной кольцевой пружины становится еще круче, а желательно иметь в начальной части пологую характеристику. Наиболее близким техническим решением (прототипом) является кольцевая пружина, внутренние и наружные кольца которой разрезаны на секторы и насажены на упругую втулку, а снаружи также надеты упругие кольца. Конусные кольца в этой конструкции не пружинят, а лишь передают радиальные усилия на упругую втулку и на наружные упругие кольца. Недостатком этого устройства является то, что мал рабочий ход, а характеристика крутая и линейная.

Цель изобретения - создание пружинного амортизатора с увеличенным рабочим ходом и нелинейной характеристикой с пологой частью в начале и крутой частью в конце хода.

Это достигается тем, что в устройстве предусмотрена центральная стойка с упругими дисками, размещенной на наружном коническом кольце нажимной чашей с кольцевым выступом, расстояние между которым и упругими дисками выбрано п

Б

,(АОВн + ADHaP)-f,

2 tga где п - число пар конических колец;

2 а- угол при вершине конуса;

ADBH, АОнар - заданное допускаемое изменение диаметра втулок;

Ё

VI

О Ю О OJ ICJ

ю

f - заданный прогиб упругих дисков, а тонкостенные пружинные втулки выполнены зубчатыми с разной жесткостью.

Зубчатая форма тонкостенных втулок позволяет увеличить допускаемую деформацию по диаметру в 40 раз. Нелинейность характеристики достигается за счет разной жесткости и разного рабочего хода внутренней и наружной втулок, а также за счет ввода упора в виде пружинных дисков с переменной жесткостью.

На фиг.1 и 2 показаны продольный и поперечный разрезы амортизатора; на фиг.З - примерная характеристика амортизатора как функция хода Н от силы Р. Н f(P).

Амортизатор состоит из основания 1 с центральной стойкой 2. На основании установлены внутренние 3 и наружные 4 раз- резные кольца. Внутренние кольца установлены без зазора. Внутри колец установлена тонкостенная зубчатая пружинная втулка 5. Снаружи колец также установлена зубчатая тонкостенная пружинная втулка 6. Причем, если кольца 3 и 4 разрезаны на четное количество секторов, то число зубьев втулок 5 и 6 нечетное и наоборот. Весь пакет колец и втулок зажат с помощью гайки 7 и упругих дисков 8. Сверху на конусное кольцо 3 установлена нажимная чаша 9 с буртиком 10. Зазор а между секторами

ДОвн

внутреннего кольца равен а

71

, где

ЛОвн -допустимое по прочности уменьшение диаметра внутренней втулки 5.

Амортизатор работает следующим образом.

Под действием вертикальной нагрузки чаша 9 сжимает пакет колец 3 и 4. При этом внутренние кольца 3 передают усилие на втулку 5, которая уменьшается в диаметре до тех пор, пока кольца 3 не выберут зазор а. Наружные кольца 4, раздвигаясь, передают усилие на втулку 6, которая увеличивается в диаметре. Для того, чтобы наружная втулка 6 работала не выходя за допускаемое напряжение, в конце хода буртик 10 упирается в диски 8. Диски прогибаются, работая как консоль, выбирают зазор к и наружным диаметром ложатся на торец втулки 5, после чего диски 8 работают как балка на двух опорах, т.е. жесткость их повышается примерно вдвое.

При снятии нагрузки весь пакет колец 3,4 и втулок 5,6 возвращается в исходное положение.

На величине хода Hi сжимается втулка 5 и растягивается втулка 6, при этом суммарVI,Жэ Жб

ная жесткость Ж ----- и характериЖ5 + Жб

стика пологая. После того как внутренние кольца 3 выберут зазор а на ходе Н2 растягивается лишь втулка 6. т.е. жесткость увеличивается Ж - Же и характеристика становится несколько круче. В конце хода На буртик 10 упирается в диски 8, которые работают как консоль и суммарная жесткость равна Ж Жб + Же, т.е. на величине хода Нз характеристика становится значительно круче. В конце хода Нз диски 8 по наружному диаметру ложатся на торец втулки 5 и работают уже как балка на двух опоpax. Суммарная жесткость увеличивается Ж Жа + 2Жз и характеристика на ходе НА становится еще круче. Полный ход амортизатора определяется по следующей формуле: Н --- (ЛОвн + ДОнар . где п - 2 tg (л.

число пар колец 3,4; Д DBH и Д Онар - допускаемое по прочности изменение диаметров соответственно внутренней и наружной втулок.

Расстояние же от буртика 10 до пружинных дисков 8 меньше на величину стрелы прогиба этих дисков.

Формула изобретения

1. Амортизатор по авт. св. № 806922, о т

личающийся тем, что, с целью увеличения амортизирующей способности, он снабжен центральной стойкой, установленными на ней упругими дисками, размещенной на наружном коническом кольце нажимной чашей с кольцевым выступом, расстояние между которым и упругими дисками выбрано равным п

Б

(Д DBH + Д Онар) - f.

2 tg a где п - число пар конических колец;

2 а- угол при вершине конуса колец; ДОВН, Д Онар - заданные допустимые изменения диаметра втулок;

f - заданный прогиб упругих дисков,

а пружинные тонкостенные втулки выполнены зубчатыми с различной жесткостью.

2. Амортизатор по п.1, отличающийся тем, что угол при вершине куба наружной втулки выбран в пределах 70- 100°. а внутренней - 50-60°С.

LA

II ШиДМ

Использование: в амортизирующих устройствах для транспорта и стационарных установок. Сущность изобретения: амортизатор содержит основание 1 и центральную стойку 2. На основании установлены внутренние 3 и наружные 4 разрезные кольца. Внутри колец установлена тонкостенная зубчатая пружинная втулка 5, а снаружи - зубчатая тонкостенная пружинная втулка 6. При четном количестве секторов, на которые разрезаны кольца 3 и 4, число зубьев втулок 5 и 6 нечетное и наоборот. На центральной стойке 2 установлены упругие диски 8, а на основании - нажимная чаша 9 с кольцевым выступом, расстояние между которым и упругими дисками выбрано по определенному отношению. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фиг. f

р

CL

9иг. 2