Амортизатор

Амортизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

e " но т

А""и - И--" ои 781445

Союз Советских

Социалистических

Республик

П И -ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (51)М. К . (22) Заявлено 05,0179 (21) 2708006/25-28 с присоединением заявки №

Г 16 Г 7/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231180. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 25.11.80 (53) УДК 621-567. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.А. Громов и A.Н. Иустин (71) Заявитель (54) АМОРТИЗАТОР

Изобретение относится к средствам для гашения колебаний и может быть использовано для защиты радиоэлектронной (РЭА) и телевизионной аппаратуры от действия вибрации и ударов 5 при наличии линейных перегрузок со стороны носителей, преимущественно авиационного и наземного подвижного транспорта.

Известны стандартные амортизаторы 1О с линейной и нелинейной непрерывно возрастающей силовой характеристикой Г13.

Амортизаторы с линейной характеристикой имеют недопустимо большие габа- 15 риты из-за их малой жесткости на всем рабочем ходу, а амортизаторы с нелинейной непрерывно возрастающей характеристикой обладают неудовлетворительными виброизолирующими свойства- Я9 ми,которые значительно ухудшаются в условиях действия линейных перегрузок.

Наиболее близким к изобретению является амортизатор, содержащий корпус размещенные в нем связываемые с амор-25 тизируемым объектом шток с поршнем, разрезную кольцевую ось с упругими элементами, имеющими прямолинейные концевые участки и установленными на разрезной оси с возможностью переме- Зр щения вдоль оси корпуса, шайбу,связанную гибкой связью со штоком, и упоры, расположенные на корпусе на разных уровнях относительно осн последнего (2).

Недостатками данного амортизатора являются малая энергоемкость и невысокая эффективность демпфирования колебаний. В свою очередь зто приводит к значительным ходам при гашении энергии удара и увеличению габарита амортизатора по высоте, а также к длительному времени затухания колебаний. Эти недостатки связаны с неэффективной работой упругих пружинных элементов, подвергаемых только деформации кручеНия и изгиба, и наличием в указанном амортизаторе слабого неорганизованного демпфирования в парах трения. Демпфирование со стороны пар трения, образованных в амортизаторе прямолинейными концевыми участками упругих пружинных элементов с одной стороны и поршнем и шайбой с другой стороны,недостаточно эффективно, так как силы трения в указанных парах малы и нестабильны по величине.

Цель изобретения — повышение энергоемкости и эффективности демпфирования.

4 верхнем торце штока выполнен шлиц 19, " а"на нйжнем торце — проушина 20 для крепления гибкой связи (цепи) 12 Н т а орце шайбы 11 выполнена проушина 21 для крепления нижнего конца гибкой связи. Поршень выполнен с реэьбовым отверстием 22 по центру и лысками 23 тк. на наружной цилиндрической поверхно си. Снизу амортизатор закрыт, пластиной 24

4, соединенной крепежными втулками 25 с корпусом. Разрезная кольцевая ось выполнена в виде одного витка и имеет замок состоящий иэ выступа 26 на одном конце витка и соответствующего по форме йаэа*(на фиг, 1 не по5 казан) на другом конце витка. После того, как пружины и рычаги установлены на разрезной кольцевой оси, выступ 26 заводится в паэ, кольцевая ось замыкается.

Рычаги 7-10 (условно показанные на фиг. 1 в одной плоскости) при движении их друг относительно друга по поверхностям 17 по существу представляют собой демпферы трения.

Вес амортиэируемого объекта воспринимается только частью пружин кручейия,с которыми соединены рычаги 7, находящиеся в контакте с поршнем 3, амортизатор имеет низкую частоту (3-4 Гц) собственных колебаний (участок A силовой характеристики предлагаемого амортизатора, фиг. 3), Гибкая связь 12 при этом имеет незначительное (1-2 мм) провисание, необходимое для изоляции вибраций с амплитудами, меньшими укаэанной величины провисания гибкой связи. Трение в парах рычагов 7„ 10 практически отсутствует, так как в исходном положении обеспечен контакт выступов и впадин

17 по сферическим поверхностям рычагов 7 и 10, "пружины кручения своими торцами не воздействуют на торцы рычагов.

В случае излишнего провисания гибкой связи 12, производится регулировка размера Н-высоты амортизатора путем поворота поршня 3, имеющего лыску 23 íà его цилиндрической поверхности. Шток 2 удерживается при, этом от вращения через шлиц 19 и перемещается поступательно вверх вдоль оси поршня 3 с резьбовым отверстием 22 по центру.

Предлагаемый амортизатор работает следующим образом.

При действии линейной перегрузки со стороны носителя амортизатор деформируется на величину %, которая зависит от величины линейной перегрузки (фиг. 3).

При действия вертикальных линейных перегрузок шток 2 с поршнем 3 и размещенным на нем амортиэируемым объектом смещается в этом случае вниз относительно корпуса 1 (при действии вертикальных линейных перегрузок в направлении снизу вверх). Поршень 3

Указанная цель достигается тем, что амортизатор снабжен рычагами, попарно размещенными на разрезной кольцевой оси между упругими пружинными элементами и связанными с последними

1 один иэ рычагов пары взаимодействует с шайбой, другой — c поршнем или упорами корпуса, а на поверхности каждого рычага вокруг разрезной оси выполнены равномерно расположенные выступы и впадины сферической формы, рычаги расположены таким образом, что высту- 1 пы одного рычага контактируют со впа- динами другого.

На фиг. 1 изображен предлагаемый амортизатор в разрезе, общий вид, на фиг. 2 — рычаги с выпукло-вогнутыми копирами на концевой части; на фиг. 3силовые характеристики предлагаемого амортизатора (кривые I-II) и известного амортизатора (кривые III-IV) на фиг. 4 — силовые характеристики 2О демпферов трения, образованных тремя группами пар рычагов с выпукло-вогнутыми койирами (кривые I-II, III-1Ч н V-VI), и взаимное положение копиров рычагов в зависимости от деформации амортизатора .

Предлагаемый амор изатор содержит корпус 1, размещенные в нем-связываемые с амортизируемым объектом шток 2 с поршнем 3, разрезную кольцевую ось 4, упругие пружинные элементы 5 ЗО (в виде пружин кручения) с прямолинейными концевыми участками б и рычаги 7-10, установленные на разрезной оси, шайбу 11, связанную со штоком

"гибкой свяэью 12 и взаимодействующую 35 с рычагами 10, и упоры 13-15, pacrtoложенные на корпусе на разных уровнях относительно оси последнего. Пружины кручения навйты с шагом, большим диаметра проволоки, и имеют короткие прямолинейные концевые участки 6. Рычаги попарно.размещены на разрезной кольцевой оси 4 между упругими элементами 5. (.

Рычаги 7-10 выполнены с консоль- 45 ными упорами 16 вблизи разрезной ocR для соединения с прямолинейнымй концевыми участками б упругих пружинных элементов 5, а на поверхности каждого рычага вокруг разрезной оси 4 выполнены равномерно расположенные вы"Ступы и впадины 17 сферической фореля, рычаги расположены таким образом, что выступы одного рычага контактируют со впадинами другого. В случае выполнения рычагов в виде пластин, например, из пружинной листовой стали 65Г, выступы и впадины 17 могут быть выпол" нены в вйде""сферических поверхйостей йлй радиальных"гофр". Консольйые упо-" ры 16 и контактные площадки 18 при 49

--этом выполняются в виде отагйутых от пластин элементов. На концах рычагов, 7-10 ПыполнейЫ отог утйе "йьйтактнйе площадки 18, которыми они взаимодействуют с поршнем 3 и шайбой 11. На

/8144) отогнутые площадки 18 рычагов 7, размещенных на уровне R относительно

1 оси корпуса, и поворачивает их к нижним рычагам 10. При этом вступают в работу пружины кручения, прямолинейные концевые участки б которых оперты в консольные упоры 16 рычагов 7 и 10 (участок A силовой характеристики I-II, фиг. 3).

При дальнейшем перемещении поршня

3 вниз его торец входит в контакт с отогнутыми площадками 18 рычагов 8, подключая в работу соединенные с ними через консольные упоры пружины кручения (участок В силовой характеристики 1-11, фиг. 3). 15

Увеличение силы со значения Р„ до значения Р соответствует величине

+ предварительного поджатия тех пружин кручения, чьи рычаги 8 оперты в упоры 14, размещенные на среднем уровне зо

В2 относительно оси корпуса 1 Кроме того, на этом участке уже действует приведенная к поршню 3 демпфирующая сила Рр (кривая l-li, фиг. 4), возникающая на сферических поверхностях

17 в парах рычагов 7 и 10, получающих смещение вдоль оси 4 относительно друг друга. Здесь же подключаются в работу аналогичные выступы и впадины 17 пар рычагов 8 и 10, получающих смещение Х . Приведенная к поршню 3 30 демпфирующая сила Р (кривая tll-iV, фиг. 4) имеет начальное значение, большее нуля, так как все рычаги 710 при деформации амортизатора Х, получили смещение Х и подключили в рабо-35 ту через сферические поверхности все пружины (деформация сжатия). тоты (до 3-4 Гц) собственных колебаний нагруженного амортизатора и в случае действия линейной перегрузки различной величины.

При действии линейной перегрузки протквоположнога направления(сверху вниз) шток 2 с аморткзируемым объектом смещается вверх относительно корпуса 1, в гибкой связи 12 выбирается провисанке, шайба 11, размещенная своим вогнутым торцом воздействует на

Далее в контакт с торцом поршня 3 входят рычаги 9, происходит деформация тех пружин кручения, чьи прямоли- 40 нейные участки б соединены с рычагами 9 и 10 (участок С силовой характеристики l-il, фиг. 3).

Увеличение силы со значения Р> до

Ф значения Р соответствует величине 4S

4 предварительного поджатия пружин кручения за счет того, что рычаги 9 оперты в упоры 15, расположенные на уровне R> относительно оси корпуса 1 (фиг. 1). Приведенная к поршню 3 демп- () фкрующая сила Р9 на этом участке силовой характеристики представляет собой сумму приведенных к поршню 3 демпфкрующкх сил Р,, Р и Ру, действующих на сферических поверхностях пар рычагов 7 и 10, 8 к. 10, 9 и 10 (кривйе l- 11, III-IV, V-VI, фиг. 4). Причем величина смещения пар рычагов 9 и 10 равна Х>.

Благодаря .тому, что торец поршня

3 выполнен вогнутым, иа некоторой ве- gp личине деформации амортизатора, равной 44„ край поршня 3 войдет в контакт с рычагами 7, 8 к 9 значительно ближе к оси кх поворота, чем в начале деформации. В этом случае жесгкость амортизатора значительно (в два и более раз) возрастает, соответственно увеличиваются приведенные к поршню упругая сила (са значения

+ 4.

Р> до значения PI,) и сила трения на демпферах, энергоемкость амортизатора существенно повышается (участок Д силовой характеристики I-II, фиг.3).

Причем на участке Д сиМовой характеристики имеет место перемещение пружин кручения вместе с разрезной кольцевой осью 4 и рычагами 7-10 вдоль оси корпуса 1 до упора их в шайбу 11.

Приведенная к поршню суммарная сила трения Ру = P + P + P (соответственно кривые I-II, III-IV, V-Ч1, фиг. 4) на сферических поверхностях в рычагах 7-10 изменяется по оптимальному закону, в силовой характеристике I-II (фиг. 3) имеет место существенное возрастание энергоемкости по сравнению с энергоемкостью известного амортизатора (кривые Ilt-tV, фиг. 3).

Приведенная на фиг. 3 силовая характеристика Р = Г(Х) построена по аналитическим зависимостям, учитывающим смещение точек контакта поршня Э с рычагами 7-9, углы поворота рычагов 7-9 относительно рычагов 10, перемещение пружин кручения вдоль оси корпуса 1 и смещение рычагов 7-10 относительно друг друга вдоль разрезной кольцевой оси 4. Кривая 1 — силовая характеристика прямого хода (нагружение амортизатора), кривая II силовая характеристика обратного хода (разгружение амортизатора). Приведенные к поршню амортизатора характеристики демпферов Ру = f (W ), Py>

f2(t1.), Рр- = f> (Я.) входят в суммарную силовую характеристику амортизатора P = 1(!1.). Кривые 1, III, V приведенные характеристики демпферов прямого хода (нагружение амортизатора), кривые II, tV, VI — приведенные характеристики демпферов обратного хода (разгружение амортизатора).

Предлагаемый амортизатор обладает оптимальной силовой характеристикой (кривая 1-11, фиг. 3) и способен воспринимать до 4-15 g линейные перегрузки при небольших ходах штока относительно корпуса 1 с выходом на участки В, С к Д силовой характеристики, отличающиеся несущественно по жесткости от участка A. Причем в конце участка Д наклон кривой 1 практически отсутствует, а потому достигается возможность получения низкой час781445 снизу в корпусе, начинает перемещаться вверх вдоль оси корпуса 1. Пружины кручения и демпферы трения включаются в работу рычагами 10 в обратной последовательности: сначала деформируются пружины кручения, с которыми соединены рычаги 8 и 9, опертые в упоры 14 и 15, размещенные на уровнях R< и Rg, а затем — пружины кручения, связанные с рычагами 7, опертыми в упоры 13, размещенные на дальнем уровне R„ от оси корпуса (фиг. 1). В соответствии с этим происходит также подключение демпферов трения в парах рычагов 9 и 10У 8 и 10, 7 и 10.

Характер изменения нагрузки от деформации амортизатора в этом слу- 15 чае принципиально не отличается от силовой характеристики l-ll, приведенной на фиг. 3.

При действии ударов со стороны носителя в вертикальном направлении 20 также подключаются в работу пружины кручения и демпферы трения в парах рычагов 7 и 10, 8 и 10, 9 и 10 независимо от направления действия первых импульсов (сверху вниз или снизу вверх).

Работа предлагаемого амортизатора при действии горизонтальных линейных перегрузок с вибрацией и ударов принципиально не отличается от рассмотренной выше работы амортизатора при Зр действии вертикальных нагрузок.

Горизонтальное смещение поршня 3 с амортизируемым объектом относительно корпуса 1 приводит к деформации тех пружин кручения, рычаги 7 которых 35 при контакте с вогнутой поверхностью торца поршня 3 поворачиваются относительно нижних рычагов 10, соединенных с этими же пружинами кручения через консольные упоры 16. Одновременно 4р включаются в работу демпферы трения в парах рычагов 7 и 10. Затем в контакт с поршнем 3 входят рычаги 8, что приводит к деформации соединенных с указанными рычагами пружин кручения и включению в работу демпферов трения в парах 8 и 10, далее — рычаги 9, подключающие в работу третью группу пружин кручения, и демпферы трения в парах рычагов 9 и 10.

После того, как выбрано провисание ® гибкой связи 12, поршень 3 вместе с установленным на нем амортиэируемям объектом совершает движение, близкое к плоскопараллельному движению, деформируя весь комплект пружин круче- 55 ния и включая в работу все демпферы.

Введение рычагов обеспечивает более полное использование упругих пружинных элементов. В целом энергоемкость увеличивается минимально на

30% -в сравнении с известным амортизатором, существенно возрастает эффективность демпфирования.

Предлагаемый амортизатор позволяет обеспечить надежную виброизоляцию аппаратуры, включая случай действия низких частот (до 5 Гц), при наличии линейных перегрузок до 15 g.

Кроме того, предлагаемый амортизатор позволяет защищать РЭА и телевизионную аппаратуру от действия многократных ударов с ускорением 40 g u длительностью импульса до 15 мс, а также одиночных ударов с ускорением

1000 g и длительностью импульса до

0,5 мс.

Формула изобретения

Амортизатор, содержащий корпус, размещенные в нем связываемые с амортизируемым объектом шток с поршнем, разрезную кольцевую ось с упругими пружинными элементами, имеющими прямолинейные концевые участки и установленными на разрезной оси с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, шайбу, связанную гибкой связью со штоком, и упоры, расположенные на корпусе на разных уровнях относительно оси последнего, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения энергоемкости и эффективности демпфирования, он снабжен рычагами, попарно размещенными на разрезной кольцевой оси между упругими пружинными элементами и связанными с последними, один из рычагов пары взаимодействует с шайбой, другой — с поршнем или упорами корпуса, а на поверхности каждого рычага вокруг разрезной оси выполнены равномерно расположенные выступй и впадины сферической формы, рычаги расположены таким образом, что выступы одного рычага контактируют со впадинами другого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

507724 кл F 16 F 7/08с 1976 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2438164/25-28, кл. F 16 F 7/08, 1977 (прототип).

781445 ,мм

Фиг. 3

Хиич

ВНИИПИ Заказ 8096/34 Тираж 1095 Подписное

Фйлиал ППП "Патейт, r. Ужгород, ул. Проектная,4