Амортизатор

ОП ИСАНИЕИ ЗОВРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск изСоциалистическикРеспублик 1 в 932002е(5М. Кл. Р 16 Е 7/08 Гаеударста 81 аый камятет СССР аа делам изобретеикй к еткрытнй(5 Й) АИОРТИЗАТОР 1 О Амортизатор относится к промышленности средств связи и может быть использован р я защиты радиоэлектронной 1 РЭА 1 и телевизионной аппа" ратуры от действия вибрации и ударов при наличии линейных перегрузок со стороны носителей, преимущественно авиационно-космического и наземного транспорта.Известны амортизаторы, содержащие корпус, внутри которого размещен шток, связанный одним концом с амотизируемым объектом, а другимс винтовой пружиной, являющейся основным упругим элементом, и с дополнительным упругим элементом 11Недостатком известных амортизаторов является то, что в условиях их эксплуатации на любом подвижном носителе, когда имеют место линейные перегрузки, связанные с разгоном и торможением, качкой, эволюцией носителя на траектории движения, зазор между дополнительным упругим элементом и корпусом выбираетсяпри незначительной величине линейной перегрузки, и виброизоляциясущественно ухудшается,По технической сущности и достигаемому результату наиболее близкимк изобретению является амортизатор,содержащий корпус, размещенные внем связываемый с амортизируемымобъектом шток с поршню, разрезнуюкольцевую ось, упругие элементы,шайбу, размещенную в нижней частикорпуса, взаимодействующую с упругими элементами, установленными с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, упоры, выполненные в верхнейчасти корпуса на разных уровнях относительно оси последнего, и гибкуюсвязь, связывающую шток с шайбойи выполненную в виде концентричнорасположенных наружного гибкого ивнутреннего упругого колец (21.Кедостатком амортизатора является его малая энергоемкость при зна32002 4 15 20 25 30 35 45 55 3 9читальной величине диаметра, чтосвязано с необходимостью размещенияна одной кольцевой оси всего требуе, мого комплекта пружин кручения.Цель изобретения - повышениеэнергоемкости амортизатора.Указанная цель достигается тем,что амортизатор снабжен дополнительной разрезной кольцевой осью, уста-новленной концентрично с основной,втулкой с фланцами, один из которыхвзаимодействует с основными упругимиэлементами и дополнительными упругими элементами, размещенными на дополнительной разрезной кольцевойоси, часть из которых взаимодействует с другим Фланцем втулки, адругая часть - с поршнем.С целью упрощения конструкциидополнительные упругие элементы выполнены в виде пружин кручения сразными углами наклона верхних прямолинейных концевых участков относительно нижних,На фиг. 1 изображен амортизатор,разрез; на Фиг. 2 - вариант конструктивного исполнения дополнительнойкольцевой, вид оси в аксонометрии;на Фиг. 3 - силовые характеристикипредлагаемого амортизатора (кривые1-11) и стандартного амортизатора,например, типа АКСС (кривая 111),Амортизатор содержит корпус 1,шток 2 с поршнем 3, соединенный гибкой связью 4 с шайбой 5, размещеннойв нижней части корпуса 1, и упругиеэлементы в виде пружин 6 кручения,установленные на основной разрезнойкольцевой оси 7 с опорными роликами8 между ними, а также упругие элементы в виде пружин 9 кручения,.установленные на дополнительной разрезной кольцевой оси 10 с опорными роликами 11 между ними. Дополнительнаяразрезная кольцевая ось 10 размещена концентрично с основной кольцевойосью 7. Между основной 7 и дополнительной 10 осями установлена втулка12 с наружным 13 и внутренним 14Фланцами, Наружный фланец 13 втулки12 охватывает снизу пружины 9 кручения, установленные на дополнительнойразрезной кольцевой оси 10, а внутренний фланец 14 охватывает сверхупружины 6 кручения, установленныена основной разрезной кольцевой оси7. Верхние прямолинейные концевыеучастки 15 пружин 9 кручения, размещенные на дополнительной разрезной кольцевой оси 0, находятся в контакте с вогнутым торцом поршня 3, анижние концевые участки 16 - в контакте с наружным 13 и внутренним 14фланцами втулки 12. Верхние прямолинейные концевые участки 17 и 18 пружин 9 кручения находятся на определенных расстояниях от торца поршня3 за счет обжатия при сборке аморти 0 затора пружин 9 кручения между наружной поверхностью втулки 12 и упорами19 на верхнем торце корпуса 1, выполненными на разных уровнях относительно оси корпуса 1, Верхние прямолинейные концевые участки 20 пружин 6кручения, размещенные на основнойразрезной кольцевой оси 7, опертыво внутренний фланец 14 втулки 12,а нижние прямолинейные концевыеучастки 21 - в вогнутую поверхностьнижней шайбы 5.Верхние прямолинейные концевыеучастки 22 и 23 пружин 6 крученияразвернуты на разные углы относительно поверхности внутреннего фланцавтулки 12. Снизу амортизатор закрытпластиной 24, связанной крепежнымиэлементами с корпусом 1,Дополнительная разрезная концевая ось 10 выполнена с замком, аналогичным замку для основной оси 7и состоящим из выступа 25 на одномторце витка и соответствующего поформе паза 26 (фиг.2) на другом торце витка, расположенных в плоскостиразрезной кольцевой оси. После того,как пружины кручения и опорные ролики 11 установлены на разрезной кольцевой оси 10, выступ 25 заводитсяв паз 26,На Фиг. 1 приведен амортизатор в исходном положении при статическом нагружении со стороны амортизируемого объекта (не доказан), установленного на штоке 2 с поршнем 3 и закрепленного с помощью гайки (не показана), навинчиваемой на шток 2.Вес амортиэируемого объекта воспринимается только частью пружин 6 кручения, верхние прямолинейные концевые участки 20 которых находятся в контакте с внутренним фланцем 14 втулки 12 и частью пружин 9 кручения, верхние прямолинейные концевые участки 15 которых находятся в контакте с поршнем 3, и амортизатор имеет низкую частоту (3-4 Гц) собст5 93200венных колебаний (участок А силовойхарактеристики амортизатора, Фиг.3).Гибкая связь 4 при этом имеетнезначительное (1-2 мм) провисание,необходимое для изоляции вибраций 5с амплитудами, меньшими величиныпровисания гибкой связи,Амортизатор работает следующимобразом,При действии вертикальных линейных перегрузок и вибраций шток 2 споршнем 3 и размещенным на нем амортизируемым объектом смещается внизотносительно корпуса 1 (при действиивертикальных линейных перегрузок 5снизу вверх) . Поршень 3 своим вогнутым торцом воздействует на верхниепрямолинейные концевые участки 15пружин 9 кручения, поворачивая их книжним концевым участкам 1 б тех же 2 опружин 9 (участок А силовой характери сти ки 1-11, Фи г. 3)При дальнейшем перемещении пора"ня 3 вниз его торец входит в контактс прямолинейными концевыми участками 2517, подключая в работу соответствующие им пружины 9 кручения (участокВ силовой характеристики 1-11,фиг.3). Увеличение силы со значенияР до значения Р соответствует ве- зо2личине предварительного поджатияпружин кручения, имеющих прямолинейные концевые участки 17, в упоры 19на корпусе 1, расположенные на сред- нем уровне относительно оси корпуса.Далее в контакт с торцом поршня3 входят прямолинейные концевые .участки 18 пружин 9 кручения (участоксиловой характеристики 1-11,фиг.3). Увеличение силы со значения 4 еР до значения Р соответствует вели 3чине предварительного поджатия пружин 9 кручения, имеющих прямолиней, ные концевые участки 18, в упоры 19на корпусе 1,45 Благодаря тому, что торец поршня 3 выполнен вогнутым, на некоторой величине деформации амортизатора, равной й, край поршня 3 входит в контакт с прямолинейными участками50 15 17 и 18 пружин 9 кручения значительно ближе к ее виткам, чем вначале деформации. В этом случае жесткость амортизатора существенно повышается (участок Р силовой характеристики 1-11, Фиг.3). Причем научастке Э силовой характеристикиуже имеет место перемещение пружин 2 б9 кручения вместе с дополнительнойразрезной кольцевой осью 10 и опорными роликами 11 вдоль оси корпуса1. При этом пружины 9 кручения воздействуют на внутренний фланец 14втулки 12, которая так же перемещается вдоль оси корпуса 1. Внутреннийфланец 14 втулки 12, опертый е прямолинейные концевые участки 20 пружин 6 кручения, перемещает вниз пружины б кручения вместе с основнойразрезной кольцевой осью 7 и опорными роликами 8,Нижние прямолинейные концевые уча -стки 21 пружин 6 кручения при этомскользят вдоль вогнутой поверхностинижней шайбы 5 к центру амортизатораи поворачиваются относительно верхнихпрямолинейных концевых учатков 20пружин б кручения. При величине де"Формации, равной 3 А, е контакт споверхностью внутреннего фланца 14втулки 12 входят верхние прямолинейные концевые участки 22 пружин б кручения, что вызывает их деформацию иподключение к работе (участок Гсиловой характеристики 1-11,Фиг.3), Далее при величине деформации, равной 5, в контакт с поверхностью внутреннего Фланца 14 втулки12 входят верхние прямолинейные концевые участки 23 пружин 6 кручения(участок силовой характеристики 1-11,фиг.3). Причем перемещение пружинб и 9 кручения, размещенных на основной 7 и дополнительной 10 разрез-ных кольцевых осях, вдоль оси корпуса 1 осуществляется до упора наружного фланца 13 втулки 12 в нижнююшайбу 5 (при величине деФормации,равной , ),Приведенная на Фиг.3 силовая характеристика Р = Е( Д ) построена по аналитическим зависимостям, учитывающим смещение точек контакта поршня 3 с верхними прямолинейными концевыми участками 15, 17 и 18 пружин 9 кручения и нижней шайбы 5 с нижними прямолинейными концевыми участками 21 пружин 6 кручения, а также углы поворота прямолинейных концевых участков 15, 17 и 18 пружин 6 кручения относительно концевых участков 16 и прямолинейных концевых участков 21 пружин 6 кручения относительно прямолинейных концевых участков 20, 22 и 23. Кривая 1 - силовая характеристика прямого хода, 7 9320кривая 11 - силовая характеристикаобратного хода, Нагрузка Р при нагружении амортизатора обозначенасо знаком "плюс", а нагрузка Р приразгружении амортизатора - со знаком "минус",Амортизатор обладает силовой характеристикой (кривые 1-П, фиг 3)близкой к оптимальной, так как он.способен воспринимать значительные О(до 1-15 д) линейные перегрузки принебольших ходах штока 2 с поршнем 3относительно корпуса 1 с выходом научастки В и С силовой характеристики,примерно параллельные участку А, 15Жесткости амортизатора на участкахА, В и С отличаются несущественно,а на участках В, Е и Р жесткостьамортизатора переменная, с убыванием к концу каждого участка до величины, не превышающих жесткости амортизатора на начальных участках в2-3 раза, Этим в амортизаторе достигнута возможность сохранения достаточно низкой частоты (3-6 Гц) соб" 25ственных колебаний,При действии линейной перегрузкипротивоположного направления (сверху вниз) и вибрации шток 2 с поршнем3 и амортизируемым объектом смеща- зоется вверх относительно корпуса 1,в гибкой связи Ц выбирается провисание и шайба 5, размещенная в корпусе, начинает перемещаться вверхвдоль оси корпуса 1, Пружины 6 и 9кручения при этом включаются в работу в обратной последовательности,а характер изменения силовой характеристики принципиально не отличается от силовой характеристики 1-11,приведенной на фиг,3,При действии ударов со стороныобъекта в вертикальном направлениитак же подключаются в работу пружи 45ны 6 и 9 кручения, независимо от дей.ствия первых импульсов (сверху внизили снизу вверх).Эффективность гашения ударов спомощью амортизатора высока, благодаря наличию значительных сил трения, возрастающих по иере увеличениядеформации амортизатора (заштрихо"ванные зоны силовой характеристики1-11, приведенной на фиг.3), Причемтрение обусловлено относительнымдвижением прямолинейных концевыхучастков 15, 17 и 18 вдоль вогнутоготорца поршня 3 и прямолинейных кон 02 8цевых участков 21 вдоль торца шайбы5, а величина трения может быть существенно изменена подбором партрения (например, пары трения: стальпо титану, сталь по стали, сталь побронзе имеют существенно отличныепо величине коэффициенты трения),Работа амортизатора при действиигоризонтальных линейных перегрузокс вибрацией и ударов аналогична работе амортизатора при действии вертикальных нагрузок.Горизонтальное смещение поршня 3с амортизируемым объектом относительно корпуса 1 приводит снацалак деформации тех пружин кручения,чьи прямолинейные концевые участки15 при контакте с вогнутой поверхностью торца поршня 3 поворачиваютсяотносительно нижних концевых участков 16. Затем в контакт с торцомпоршня 3 входят прямолинейные концевые участки 17 пружин 9 крученияи далее - прямолинейные концевыеучастки 18, После того, как выбранопровисание гибкой связи М, поршень3 вместе с установленными на нейамортизируемым объектом совершаетдвижение, близкое к плоскопараллельному, деформируя весь комплект. пружин б и 9 кручения, размещенных наосновной и дополнительной разрезныхкольцевых осях 7 и 10,Предлагаемое конструктивное исполнение амортизатора позволяет осуществить оптимальное размещение вкорпусе требуемого комплекта пружинкручения, значительно сократить размер амортизатора по диаметру, увеличить его энергоемкость и позволяетобеспечить надежную защиту от ударови эффективную виброизоляцйю, включаяслучай действия низних частот (более5 Гц) при наличии линейных перегрузок, равных 1-15. Формула изобретенияАмортизатор по авт.св. Ю 696208, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения энергоемкости, он снабжен дополнительной разрезной кольцевой. осью, установленной концентрично с основной втулкой с фланцами, один из которых взаимодействует с основными, упругими элементами и дополнительными упругими элементами, размещенными на дополнительной разрезной кольцевой оси, часть из которых взаимодействует с другим фланцем втулки, а другая часть - с поршнем.2. Амортизатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, дополнительные упругие элементы выполнены в виде пружин,кручения с разными углами наклона верхних прямолинейных конце"вых участков относительно нижних,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1. Авторское свидетельство СССРМ 317839, кп. Р 16 Р 15/02 1968.2. Авторское свидетельство СССРМ 696208, кл. Р 16 Р 7/08, 1977 (про-,тотип).932002 оставитель О.Мальцехред М,Рейвес едактор К.Власенко орректор аказ 3702 Тираж 981 ИИПИ Государственно по делам изобретени Москва, Ж, Раущс ПодписноР комитетаи открыти 1303 я наб., д лиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная,