Упругодемпфирующее амортизирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХР ЕСПУ БЛИК.М.Теружитва явва, т,к. хн остииз-заии на- изгиба ет трени слоев износа пряжен элемент пфирущие к, стягиваместе. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Л ен ин градский кора блестроиинститут(56) Авторское свидетельство СССРМ 534602, кл, Е 16 Е 15/04, 1973.Заявка Японии М 60-5831,кл, Е 16 Е 1/22, 1985.Радчик А.С, и Буртковский И.Ины и рессоры. Киев: Техника, 1973,Изобретение нию, а именно ку тов от воздействИзвестно уп зирующее устро гибких прямоугол наковой длины,контактирующих хностей через ф местах располож жат регулируемь ствами. что обесп пакета, вкладыш относится к машиностроестройствам защиты объекия динамических нагрузок, руга-фракционное амортийство, содержащее пакет ьных слоев - пластин одискрепленных по краям и участками лицевых поверрикционные вкладыши, в ения вкладышей пакет обми стягивающими устройечивает трение при изгибе и имеют различную длину,остатком известного устройслабые демпфирующие свойстпроисходит не по всей поверсила его обжатия ослабеваетрущихся контактов, релаксаций, находящихся в состоянииов стяжек,Ы 1762032 А 1(54) УПРУГОДЕМПФИРУЮЩЕЕ АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО(57) Использование: в машиностроении и устройствах защиты объектов от воздействия динамических нагрузок, Сущность изобретения: устройство содержит многослойный пакет гибких прямоугольных в плане цилиндрических пластин, длина которых монотонно меняется от слоя к слою. Радиус кривизны поверхности пластин постоянен, Длина каждой пластины рассчитывается из условия создания требуемой величины и распределения контактного давления. Торцы всех пластин расположены в одной плоскости и скреплены между собой. 4 ил. Известно аналогичное устроиство типа рессоры, содержащее многослойный пакет гибких прямоугольных пластин, обжатых в нескольких местах регулируемыми стяжками и имеющих монотонно меняющуюся от слоя к слою различную длину,Однако в этом устройстве контактные давления ослабевают из-за износа трущихся контактов стягивающих устройств.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство типа рессоры, содержащее многослойный пакет гибких прямоугольных в плане цилиндрических пластин различной длины, убывающей от слоя к слою в радиальном направлении, слои контактируют по лицевым поверхностям. скреплены и стянуты по оси симметрии,Однако в устройстве демсвойства слабы и нестабильны, т.ние происходит только в одномЦелью изобретения является обеспечения стабильных демпфирующих свойств иповышение долговечности.Указанная цель достигается тем, что вупруго-фрикционном амортизирующем устройстве, содержащем пакеты гибких прямоугольных в плане цилиндрических пластин,скрепленных между собой, имеющих длинумонотонно меняющуюся от слоя к слою, радиус кривизны поверхности пластины постоянен, длина определена из соотношенияд(к- и ")+дК-" )- и - 1212где 1 - номер слоя; и - общее число слоев;1 о - сРеднЯЯ длина пластины; д 1, д 2 - паРаметры неравномерности, которые определяют из условия обеспечения требуемыхконтак гных давлений Р 1 из соотношенияЕ Ко 1 1 . д 1Рк 1=( +(1 - ) )1 - Р Яои их--- + и - 21)о д 1 д 2 К и -Яо 1 о 3 1 о 2где Ьо - толщина пластины;Яо - радиус срединной поверхностипластин ы;Е - модуль упругости материала;и - коэффициент Пуассона,а торцы всех пластин расположены в однойплоскости и скреплены между собой,Поскольку для создания положительного давления необходимо, цтобы разностьначальных длин каждой (К+1)-й и К-й пластины должна быть меньше, чем эта величинав готовом изделии, то для сборки пакетаперед скреплением торцев пластины частично разгибаются вплоть до смещения торцевых поверхностей. Поэтому в собранномвиде пакет находится в напряженном состоянии, Это начальное напряженное состоя-,ние самоуравновешено по толщине пакета,причем, в каждом слое действует одинаковый изгибающий момент, а мембранная сила монотонно растет от слоя к слою врадиальном направлении. Это и обеспечивает необходимое для трения положительное контактное давление по всем лицевымповерхностям без использования стяжек.На фиг,1 изображен общий вид устройства; на фиг,2 - разрез пакета слоев с указанием основных размеров и нумерациислоев; на фиг,З и 4 изображены исходныеслои - заготовки и пакет в сборе,Устройство содержит Ь упругих слоевтолщиной Ьо, прилегающих друг к другу искрепленных по краям, радиус и длина срединной поверхности пакета обозначены Я и1, угол раствора а = 1/Я (фиг,1 и 2), Слоизаготовки имеют различную длину 1 ок(Е = 1 й) и одинаковый радиус срединной поверхности Ро (фиг.З и 4), После сборки эти же параметры определяются условиями 5 сплошности в соответствии с формулами1,= - , Я =Я+Ь. (К- ). (1)Як и+1Я 2Согласно кинематическим соотношениям и закону Гука для тонких упругих оболо чек, мембранные усилия Тк и изгибающиемоменты Мк описываются формулами:1 к - 1 о, Ьо 1 1,2Т 1= Во, Мк = Во ( );ок 12 Я; Яо 15 Во= (2)1,ггде Е - модуль упругости; г - коэффициент Пуассона. Итоговые распределения силовых факторов основаны на условиях равно- весам пакета, учитывающих возможность изменения угла раствора на величин Ли по сравнению с равновесным состояни ем П ПТк =- О: (Тк 1 о (К ---- ) +М, р: -2зВоЬо и= Тк, Ро,1= Рп +1,Принимая во внимание малостьций материала и относительнойможно получить40- 1 о + 12 11, ,11 1 Я, "о гЯ Ьо о+12 г о о Яо 11 о11 -- 1250 1 о + 1212 12 о 1ПР,1= ( -Т +Тп) (5)в =1 в =к+1 55- ,(к - )и+12 к - 1 2(6) 30 а также условиях равновесия слоя. в которые входят контактные давления Рк к+1Таким образом, выбором длин пластлн можно реализовать такое начальное напряженное состояние растяжения - изгиба слоев, при котором всюду на поверхности контакта будет положительное давление, необходимое для создания трения. Создание давления заданной величины и распределения осуществляется конкретным .выбором первоначальных длин пластин, Это распределение достаточно взять как квадратичную зависимость от номера слояи+1 и+1 21 о. = 1 о+ д 1 (К- -- - - )+д 2(к- -) -2- 112(7) При этом формулы для геометрических и силовых характеристик пакета вытекают из соотношений для величин 1, 12, входящих в(5)2 1 и 2 4д 12= ( + д 2)12и имеет следующий окончательный вид:1 1 1 д 1 Лг(8)если д 2 .= О, то распределение начальныхдлин линейно, значит распределение давлений и, следовательно, предельных значенийкасательных напряжений, соответствующих началу проскальзывания при росте нагрузки, будет параболическим симметричным относительно срединной поверхности,если д 2 Ф 0 - плавная характеристика нагружения, Для предотвращения возникновения в пластине слишком большихначальных напряжений, необходимо, чтобыпараметры неравномерности д 1 д 2 былибы меньше средней длиныо, Значит относительная разница длин слоев очень невелика.П р и м е р, Устройство имеет и = 3 слоя,каждый толщиной Ьо = 3 мм, среднюю длинуслоев 1 о .= 1520 мм, начальный радиус Во ==500 мм, параметры неравномерности слоев д 1= 9 мм, д 2=- О. При этом длина каждого слоя (7) равна 1 о 1 = 1 о - д = 1511 мм, 1 о 2 = =1520 мм, 1 оз = 1529 мм. Приведенным значениям 1 с, Во соответствует начальный угол дуги - 0,96 л (173 ), Амортизируемая конст рукция подвешивается на нескольких парахзеркально расположенных устройств общая суммарная ширина всех пакетов составляет 2 Ь =- 64000 мм, Материал - сталь с характеристиками Е =- 200000 МПа, ю = 0,3. Сила 10 тяжести подвешенной конструкции Ру" =40000 н, Прикладывается вертикальная нагрузка Ру.Таким обоазом, предлагаемое устройство позволяет амортизировать динамиче ское воздействия с поглощением энергии засчет трения между слоями, обеспечивая при этом стабильность демпфирующих свойств, повышение долговечности и удобства эксплуатации.20 Формула изобретенияУпругодемпфирующее амортизирующее устройство, содержащее многослойный пакет гибких прямоугольных в плане цилиндрических пластин, скрепленных меж ду собой, имеющих длину монотонноменяющуюся от слоя к слою, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. с целью обеспечения стабильных демпфирующих свойств и повышения долговечности. радиус кривизны по верхности пластины постоянен, длинаопределена из соотношенияи+1 и+1 21 о = 1 о + д 1 (К -- в ) + д 2 (К - в )2 2и - 1212где Ы - номер слоя;и - общее число слоев;1 о - средняя длина пластины;д 1, д 2 - параметры неравномерности, 40которые определены из условия обеспечения требуемых контактных давлений Рк :1 из соотношения Е Кс 1 1 д 145 Рк,1 = (, + (1 -- ) -- ) Х1-Р В.и 2 и и. 3 о д 1 д 2Яй - К 1Во 1 о 3 1 о 2и - 2 К 1где Ь - толщина пластины;50 Вс - РадиУС СРединной повеРхностипластины;Е - модуль упругости материала;г - коэффициент Пуассона,а торцы всех пластин расположены в одной55 плоскости и скреплены между собой,