ПРУЖИНА Советский патент 1973 года по МПК F16F1/32 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, в амортизирующих устройствах транспортных машин, в специальной таре для хранения невиброустойчивых приборов и при строительстве сейсмоустойчивых зданий.

По основному авт. св. № 280111 известна пружина, состоящая из набора конусных дисков. Набор составлен из последовательно чередующихся дисков больщего и меньшего диаметров с отогнутыми в противоположные стороны краями по радиусу, обеспечивающему сопряжение дисков одного с другим.

Однако такое выполнение пружины обеспечивает ей линейную или малую нелинейную характеристику в целом, что не способствует гащению собственных колебаний подрессорных масс.

Цель изобретения - получение нелинейной характеристики.

Это достигается тем, что в предлагаемой пружине диски одной пары имеют одинаковую толщину, а диски каждой последующей пары имеют меньшую толщину, чем диски предыдущей пары.

Такое выполнение пружины повышает ее прогиб и дает возможность получить нелинейную характеристику, способствующую гащению собственных колебаний подрессоренных масс.

На чертеже показана предлагаемая пружина в разрезе.

Пружина состоит из набора дисков, собранных в обоймы 1-5, имеющих различную заданную жесткость.

Обойму составляют диски большего и меньшего диаметров. Обойма 1 по расчету выполнена так, что номинальная толщина ее дисков имеет наименьшую величину.

Обойма 2, выполнена конструктивно так, что толщина ее дисков имеет большую величину, чем у дисков обоймы 1. Обойма 2 предназначена для подрессоривания половины массы изделия.

Обойма 3 является основной грузонесущей частью рессоры. По расчету она выполнена на полное подрессоривание массы изделия. Толщина ее дисков принимается такой, чтобы получить минимальный наружный диаметр внутреннего диска обоймы.

Для улучшения параметров технологичности конструкции пружины в целом такой диаметр принят за основной номинал и для других обойм рессоры.

Обойма 4 является перегрузочной частью рессоры. По расчету она выполнена так, что толщина ее дисков обеспечивает получение обоймы на подрессоривание удвоенной массы изделия.

Обойма 5 является противоаварийной частью рессоры. По расчету она выполнена так, что толщина стенок ее дисков обеспечивает получение обоймы на подрессоривание массы при максимально допустимой величине перегрузки транспортируемого или хранимого изделия.

Каждая обойма состоит из двух конусных дисков внешнего 6 и внутреннего 7.

Внешний конусный диск 6 выполнен за одно целое с внешним 8 и внутренним 9 кольцами таким образом, что кольцо 8 расположено у основания конуса, а кольцо 9 - у его -вершины.

Внутренний конусный диск 7 выполнен за одно целое с внешним 10 и внутренним 11 кольцами таким образом, что кольцо 10 расположено у основания конуса, а кольцо 11 - у его вершины.

Сопряжение боковой поверхности конусного диска 6 с боковыми кольцами 8 и 9, а также конусного диска 7 с боковыми поверхностями колец 10 и 11 выполнено радиусом R.

Высота внутреннего конуса /i внешнего конусного диска 6 для каждой обоймы выполнена по расчету, а высота внутреннего конуса /2 внутреннего конусного диска 7 выполнена несколько большей, чем высота конуса /j.

Для создания опоры пружины при использовании ее свободной высоты на максимальную величину (/1-|-/2) каждой обоймы, а также для получения максимально возможной величины нелинейности ее характеристики и для ограничения перемешения пружины в целом на заданную величину кольцо 8 выполнено с высотой HI, несколько большей высоты Я2 кольца 10.

Для получения оптимальных параметров технологичности конструкции пружины в целом наружные дитметры всех конусных дисков 7, измеренные по кольцам 10, и внутренние диаметры конусных дисков 6, измеренные по кольцам 8, выполнены с одинаковым номинальным размером.

Для использования пружины без направляющей гильзы или центрирующей оправки внутренний диаметр DI кольца 8 и наружный диаметр D кольца 10, а также внутренний диаметр d кольца // и наружный диаметр di кольца 9 выполнены но неподвижной посадке.

Обоймы 1-5 расположены в пружине так, чтобы обеспечить получение максимальных параметров нелинейности характеристики пружины. Обойма /, как имеющая минимальную жесткость, помещена первой на пути движения волны колебаний от источника возбуждения Р.

Обойма 5, как имеющая максимальную жесткость, расположена последней по пути движения волны колебаний, т. е. первой к подрессоренной массе изделия G.

Обоймы 2-4 расположены соответственно и последовательно по показателям их жесткости для получения максимального эффекта гашения собственных колебаний подрессоренных масс, например обойма 2 за обоймой :1, обойма 3 за обоймой 2 н т. л. Под воздействием источника возбуждения Р обоймы 1-5 взаимодействуют друг с другом одновременно и последовательно как внешними, так и внутренними рабочими поверхностями части малого тора, т. е. одновременно по плоскости и тору, который образован конусными дисками 7 и 6 и кольцами 9 и 11.

В процессе работы энергия от воспринимаемой пружиной нагрузки расходуется на упругую деформацию каждой обоймы 1-5, на упругую деформацию каждого конусного диска 6 и 7, на деформацию колец 8-11, на перемещение этих колец относительно указанных дисков, а также на упругую потерю устойчивости конусных дисков 6 при переходе величины прогиба от положительного знака к отрицательному и обратно.

Такое разновысотное перемещение по времени обойм 1-5 и образующих их конусных дисков 6 и 7 обеспечивает существенную разность нагрузочных и разгрузочных характеристик пружины за один ход ее под нагрузкой

массы изделия G, что обеспечивает нелинейность характеристики рессоры в целом и способствует гашению собственных колебаний подрессоренных масс. Гашение собственных колебаний подрессоренных масс обеспечивается еще и тем, что обоймы пружины, нагрузочная характеристика которых использована полностью, выключаются из колебательного контура способом опоры их на менее податливую поверхность тела. Например, обойма / опирается на поверхность 12 поверхностью 13; обойма 2 опирается на поверхность 14 поверхностью 15 и т. д. При этом наружное кольцо 10 каждого внутреннего конусного диска 7 на указанные поверхности не опирается, что также способствует уменьшению собственных колебаний подрессоренных масс.

Кроме того, такое устройство пружины позволяет выключать использованные обоймы,

превращает их в набор активных прокладок, которые автоматически под воздействием источника возбуждения Р уменьшают или увеличивают свободную высоту пружины, уменьшают поперечные колебания ее, повыщают устойчивость системы подвески груза в

целом, что также способствует уменьшению

собственных колебаний подрессоренных масс.

Пружину можно изготавливать из разных

материалов и заготовок, например из листовых металлических заготовок способом штамповки, из стальных и цветных литейных сплавов, а также из соответствующих неметаллических материалов, в том числе из пластических масс.

Предмет изобретения

Пружина по авт. св. № 280111, отличающаяся тем, что, с целью получения нелинейной

характеристики, диски одной пары имеют одинаковую толщину, а диски каждой последующей пары имеют меньшую толщину, чем диски предыдущей пары.

to

в