Фрикционный амортизатор Советский патент 1993 года по МПК F16F7/02 

1зобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к средствам для гашения колебаний железнодорожных экипажей.

Известен амортизатор, содержащий основание, обойму, пружину сжатия, расположенную между основанием и обоймой, ролики, плоские пружины, одни концы которых закреплены в основании, а на противоположных концах закреплены ролики, контактирующие с внутренней поверхностью обоймы, выполненной с фланцем, в которой упирается один конец пружины сжатия, а внутренняя поверхность обоймы выполнена квадратной, причем между плоскими пружинами установлен винт с гайкой.

Недостатком данного амортизатора являются сложность конструкции и отсутствия диссипэтивных элементов, что не обеспечивает вьсокой эффективности гашения колебаний в широком диапазоне частот, особенно в области резонансных частот.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому по-. ложительному эффекту является фрикционный амортизатор, содержащий набор по меньшей мере из трех фрикционных дисков, установленных на общей оси и поджатых к одной из подрессорных или неподрессор- ных масс транспортного средства пружиной, опирающейся на другую из этих масс. При этом средний фрикционный диск подвижен относительно крайних и связан с другой массой транспортного средства посредством тяги, образованной двумя стержнями, расположенными в цилиндре. Последний имеет в своей средней части разделительную стенку, а по концам - подвижные в продольном направлении цилиндра и фиксируемые относительно последнего крышки, между которыми расположены упругие элементы, поджимающие один из

ел

С

х| о

ы

ю о

стержней к одной из крышек, а другой - к разделительной стенке.

Гашение колебаний транспортного средства осуществляется при перемещении среднего диска относительно двух других в плоскости их контакта за счет действия горизонтальной составляющей силы, преодолевающей действие силы трения между фрикционными дисками.

Недостатками данного амортизатора являются сложность конструкции, малая надежность при гашении колебаний с больши- ми амплитудами, принципиальная невозможность обеспечения произвольной характеристики трения в зависимости от деформации амортизатора.

Целью изобретения является упрощение конструкции, расширение эксплуатаци- онных возможностей фрикционного амортизатора.

Цель достигается за счет того, что фрикционный амортизатор, содержащий набор из двух фрикционных дисков, установленных на общей оси и поджатых к подрессор- ной массе транспортного средства, пружины, опирающейся на подрессорную массу, снабжен обоймой, охватываемой пружиной, торцова я поверхность обоймы жестко закреплена на фрикционном диске с возможностью перемещения вдоль направляющей, установленной на неподрессорной массе, причем обойма выполнена с установленной внутри нее шайбой по крайней мере с двумя симметрично расположенными относительно оси гнездами, в каждом из которых установлен фиксатор в виде шарика, а направляющая на своей поверхности имеет винтовые канавки,- -... . ... ,

Подбором форм винтовых канавок обеспечивается оптимальная для каждого конкретного случая виброзащиты характеристика фрикционного трения в зависимости от деформации амортизатора, что расширяет его эксплуатационные возможности.

Введение в амортизатор внутрь пружи- ны обоймы с шайбой с симметрично расположенными относительно оси по крайней мере двумя гнездами, в которых установлены фиксаторы в виде шарика, торцовой поверхностью, жестко закрепленном на фрикционном диске и имеющей возможность вращательно-поступательного перемещения вдоль направляющей с винтовыми канавками на наружной поверхности, установленной на неподрессорной массе, позволяет отказаться от тяги, включающей два стержня, расположенных в цилиндре, имеющем в своей средней части разделительную стенку, а по концам - подвижные в продольном направлении цилиндра и фиксируемые относительно последнего крышки, между которыми расположены упругие элементы, поджимающие один из стержней к одной из крышек, а другой к рззделительной стенке, при этом уменьшаются габариты амортизатора, упрощается сборка-разборка, снижается время на техническое обслуживание.

Установка на внутренней поверхности

0 обоймы упругих колец, подпружинивающих шайбу в осевом направлений, позволяет избежать заклинивания фиксатора в винтовой канавке обойме при сцеплении фрикционных дисков, что способствует бесперебой5 ной работе амортизатора и повышает его надежность в эксплуатации.

Выполнение в амортизаторе шайбы по крайней мере с двумя симметрично расположенными гнездами с фиксаторами в виде

0 шариков предотвращает перекос обоймы на направляющей и способствует более равномерному распределению нагрузок на амортизатор.

Снабжение амортизатора охватывэе5 мой пружинной обоймой, торцовая поверхность которой жестко закреплена на фрикционном диске с возможностью вра- щательно-тэступательного движения вдоль направляющей, установленной на не0. подрессорной массе, причем обойма содержит шайбу по крайней мере с двумя симметрично расположенными относительно оси гнездами, в каждом из которых установлен фиксатор в виде шарика, а

5 направляющая на своей поверхности имеет винтовые канавки, обеспечивает параллельное включение в работу пружины и фрикционных дисков, что повышает демпфирующую способность амортизато0 ра.

Подбором форм винтовых канавок обеспечивается оптимальная для каждого конкретного случая виброзащиты характеристика фрикционного трения в зависимости от де5 формации амортизатора, что расширяет эксплуатационные возможности фрикционного амортизатора.

На чертеже изображена схема фрикционного амортизатора.

0 Для гашения вибраций, и рассеивания энергии колебаний фрикционный амортизатор содержит набор из по меньшей мере двух фрикционных дисков 1 и 2, установленных на общей оси 3 и поджатых к подрессор5 ной массе 4 транспортного средства, пружину 5, установленную между подрессорной 4 и неподрессорной 6 массами, обойму 7, обеспечивающую поворот фрикционных дисков относительно друг друга и придающую жесткость конструкции аморти

авляющей

ично

авляющей

ения

ия

ра. Обойма 7 установлена в охватываю- ее пружине 5 и своей торцовой повер- тью жестко закреплена на ционном диске 2 с возможностью вра- льно-поступательного движения вдоль и 8, установленной на непод- орной массе .6 и служащей для получе- заданного направлению перемещения мы 7, содержит установленную внутри шайбу 9 по крайней мере с двумя сим- расположенными относительно гнездами 10, в которых установлены аторы 11 в виде шариков, обеспечива- х подвижное соединение обоймы 7 с и 8, имеющей винтовые ка- и 12, служащие для обеспечения вра- ельно-поступательного движения мы 7 по направляющей 8. Для предот- заклинивания фиксаторов 11 в овых. канавках 12 на внутренней повер- ;ти обоймы 7 расположены упругие ца 13 и 14, подпружинивающие шайбу севом направлении с двух сторон. Это печивает бесперебойную работу амор- тора и повышает его надежность. есткое .закрепление на фрикционном е 2 торца обоймы 7, через фиксаторы вязанной с направляющей 8 с возмож- ыо вращательно-поступательного дви- обоймы 7 по направляющей 8, оляет добиться параллельного с пружи- включения в работу фрикционных ди- 1 и 2, что повышает демпфирующую обиость фрикционного амортизатора. Подбором форм винтовых канавок 11 печивается оптимальная для каждого ретного случая виброзащиты характе- ика фрикционного трения в зависимо- т деформации амортизатора. рикционный амортизатор работает ующим образом.

ри движении транспортного средства ходят колебания экипажа. При ходе ия подрессорнэя масса 4, перемещаясь , нагружает пружину 5, обоймы 7, шай- с установленными внутри гнезд 10 с аторами 11 и направляющую 8, При часть колебаний гасится пружиной 5. Тодрессорная масса 4, перемещаясь , заставляет фиксаторы 11 в установ- ых в гнездах 10 шайбы 9, установлен- знутри обоймы 7, поворачиваясь вокруг и оси, перекатываться по винтовым ка- ам 12 направляющей 8, Это вызывает рот вокруг своей оси обоймы 7 и за- ленного на ее торце фрикционного ди- 2. При перемещении фрикционного

диска 2 относительно фрикционного диска 1 в плоскость их контакта образуется сила трения, препятствующая повороту диска 2, перемещению вниз обоймы 7 и, следовательно, подрессоренной массы 4. Таким образом, происходит гашение колебаний экипажа транспортного средства на ходе сжатия.

На ходе сбоя подрессоренная масса 4,

0 перемещаясь вверх, разгружает пружину 5, увлекает за собой фрикционные диски 1 и 2 и связанную с ними обойму 7. Фиксаторы 11, установленные в гнездах 10 шайбы 9, установленной внутри обоймы 7, вращаясь

5 в гнездах 10, перекатываются по винтовым канавкам 12 направляющей 8, вызывая по- ворот вокруг своей оси обоймы 7 и связанного с ней фрикционного диска 2, от взаимодействия которого с фрикционным

0 диском 1 образуется сила трения, препятствующая их взаимному перемещению, а сле- довательно, и перемещению вверх подрессоренной массы 4. Так происходит гашение энергии колебаний на ходе отбоя.

5При слипании фрикционных дисков 1 и 2 обойма 7 теряет возможность вращения вокруг своей оси, при Этом фиксаторы 11 прекращают перекатываться по канавкам 12. Перемещаясь вдоль направляющей 8,

0 обойма 7 вместе с установленной внутри нее шайбой 9 и фиксаторами 1.1 в гнездах 10 деформируют упругие кольца 13 и 14, поджимающие шайбу 9, что обеспечивает разблокирование фрикционной пары за счет снижения действия на нее осевой нагрузки. В результате обойма 7 и связанный с ней фрикционный диск 2 проворачивается вокруг своей оси. Тем самым исключается поломка фрикционного амортизатора.

Такое выполнение фрикционного амортизатора, снабженного установленной внутри пружины обоймой, торцевой поверхностью жестко связанной с фрикционным диском и с возможностью перемещения вдоль направляющей, закрепленной на неподрессоренной массе, и имеющей на своей поверхности винтовые канавки, а на внутренней поверхности обоймы шайбы по крайней мере с двумя симметрично распо0 ложенными относительно оси гнездами с установленными в них фиксаторами в виде шариков, поджимаемой в осевом напр авле- . нии с двух сторон упругими кольцами, позволяет упростить конструкцию

5 амортизатора, повысить надежность в работе и расширить эксплуатационные возмож- . ности амортизатора.

5

0

5

Формула изобретения 1. Фрикционный амортизатор, содержащий обойму, установленный в ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения шток, фрикционную пару в виде по крайней мере двух дисков, один из которых закреплен на обойме, а другой - на штоке, возвратную пружину, охватывающую обойму, и передаточный элемент, установленный между обоймой и штоком, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения эксплуатацион0

ных возможностей, на поверхности штока выполнены по крайней мере два винтовых паза, на внутренней поверхности обоймы - кольцевая канавка, а передаточный элемент выполнен в виде по крайней мере двух тел качения, установленных в гнездах, и расположен в кольцевой канавке обоймы.

2. Амортизатор по п.2, отличающий- с я тем, что передаточный элемент подпружинен относительно кольцевой канавки обоймы в осевом направлении.

Использование: транспортное машиностроение для гашения колебаний железнодорожных экипажей. Сущность: фрикционный амортизатор содержит обойму, установленный в ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения шток. На поверхности штока выполнены по крайней мере два винтовых паза. Фрикционная пара содержит по крайней мере два диска, один из которых закреплен на обойме, а другой - на штоке. Между обоймой и штоком установлен передаточный элемент, выполненный в виде, по крайней мере двух тел качения, установленных в гнездах, и расположенный в кольцевой канавке обоймы. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.