Упругий элемент

 

УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий две камеры с переменным объемом, по крайней мере одна из которых выполнена в виде сильфона с крышками, соединенные между собой каналом, и регулятор давления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции н уменьшения жесткости, регулятор давления выполнен в виде упругого элемента снулевой жесткостью, представляющего собой заполненный жидкостью дополнительный сильфон с крышкой, соединенной жесткой связью с крышкой сильфона. с S (Л // с: I-T /// ///// ;о О5 ел - М /S 7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК @4 F 16F9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3468556/25-28 (22) 09.07.82 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (72) А. Т. Онищенко, В. С. Костенко, П. И. Никитин, В. А. Петрушевский, В. А. Соколов и Н. С. Козин (53) 621.567.5 (088.8) (56) Равкин Г. О. Пневматическая подвеска автомобиля. М.: Машгиз, 1962, с. 250, фиг, 202.,.SUÄÄ 1191651 А (54) (57) УПРУГИЯ ЭЛЕМЕНТ, содержащий две камеры с переменным объемом, по крайней мере одна из которых выполнена в виде сильфона с крышками, соединенные между собой каналом, и регулятор давления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения жесткости, регулятор давления выполнен в виде упругого элемента с нулевой жесткостью, представляющего собой заполненный жидкостью дополнительный сильфон с крышкой, соединенной жесткой связью с крышкой сильфона.

1191651

ВНИИПИ Заказ 7139/33 Тираж 897 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к машиностроению, а именно к упругим элементам, и может быть использовано в различных виброзащитных системах и системах подвески машин на стендах для динамических испытаний.

Цель изобретения — упрощение конструкции и уменьшение жесткости.

На чертеже схематически изображен предлагаемый упругий элемент.

Упругий элемент содержит камеру 1 с переменным объемом, закрытую герметично крышкой 2, которая предназначена для восприятия внешней нагрузки F, сильфон 3 с крышкой 4, канал 5, сообщающий полость 6 камеры 1 с полостью 7 сильфона 3, и регулятор давления, выполненный в виде упругого элемента с нулевой жесткостью, представляющий собой заполненный жидкостью

8 дополнительный сильфон 9 с крышкой 10, соединенной жесткой связью с крышкой 4 сильфона 3. На крышку 10 дополнительного сильфона 9 может быть установлено регулируемое устройство 11 для точной настройки упругого элемента на восприятие конкретной величины внешней силы F. Канал 12 с регулируемым запорным элементом 13 служит для впуска и выпуска воздуха из полости дополнительного сильфона 9, а канал 14 с запорным элементом 15 служит для заправки и слива жидкости 8. Заполнение полости дополнительного сильфона 9 жидкостью 8 необходимо производить при отсутствии воздействия какой-либо силы F на крышку 2 камеры 1 с переменным объемом, т. е. при его ненагруженном состоянии. Полости 6 и 7 и канал 5 заполнены воздухом при атмосферном давлении, а могут быть заполнены ж идкостью.

Эффективная площадь S2 дополнительного сильфона 9 и эффективная площадь Si сильфона 3 выбраны из условия

Pl S1= РиS2, где Pi — давление газа в полости 6 камеры 1 с переменным объемом;

Si — эффективная площадь дополнительного сильфона 7;

P„— давление окружающей среды;

S2 — эффективная плошадь дополнительного сильфона 9.

В случае, если внешняя сила F, воспринимаемая дополнительным сильфоном 9 (посредством сжатия силой F воздуха в камере 1 с переменным объемом канале 5 и сильфоне 3) невелика, для настройки упругого элемента достаточно регулирующего устройства 11, которое настраивается на требуемую постоянную величину воспринимаемой силы F.

В качестве регулирующего устройства 11 может быть использован, например, груз, пружина и др.

Упругий элемент работает следующим образом.

Рассматривается случай, когда сила F изменяется по гармоническому закону. В этом случае (под действием изменяюшаяся внешней силы F) крышка 2 совершает колебательное движение, а камера 1 с переменным объемом сжимается и разжимается.

Сила веса груза уравновешивается давлением Pi воздуха на крышку 2. В процессе колебательных деформаций камеры 1 с переменным объемом объем его внутренней полости 6 изменяется, т. е. уменьшается и увеличивается с частотой изменения внешней силы F. При уменьшении объема полости 6 (сила F увеличилась) воздух из этой полости перетекает по каналу 5, что вызывает повышение давления воздуха в полости 7 сильфона 3. Поскольку сила давления Pi воздуха в полости 7 на крышку 4 преодолевает силу давления Р, окружающей атмосферы на

7р крышки 4 и 10 сильфонов 3 и 9 и действующую на крышки 4 и 10 силу регулирующего устройства 11, она растягивает (удлиняет) сильфоны 3 и 9. Это обусловлено тем, что силы атмосферного давления Р„ действующие на крышки 4 и 10 сильфонов 3 и 9, и сила регулирующего устройства 11 в сумме равны средней величине силы давления газа

Pi на крышку 4.

Перемещение крышки 4 сильфона 3 связано с перемещением крышки 2 камеры 1 с переменным объемом соотношением

8з" з= 8 11, где Яз — эффективная пло1цадь камеры 1 с переменным об.ьемом;

11з — величина перемещения крышки 2;

Si — эффективная площадь сильфона 3;

hi — величина перемещения крышки 4.

Вследствие этого суммарный объем камеры 1 с переменным объемом и сильфона 3 остается постоянным, следовательно, давление в их полостях 6 и 7 не повышается.

При уменьшении внешней силы F, дейст40 вующей на крышку 2, происходит обратное— объем камеры 1 с переменным объемом увеличивается (так как сила P Si теперь превышает величину внешней силы F), а объем сильфона 3 уменьшается (так как малое уменьшение давления Pi нарушает равенство

45 сил давления, деиствующих на крышки 4 и 10, что вызывает сжатие сильфона 3 атмосферным давлением Р, на крышки 4 и 10.

В результате, при колебательных изменениях объема внутренней полости 6 камеры 1 с переменным объемом имеют место равные по величине и противоположные по знаку изменения объема полости 7 сильфона 3, а суммарный объем газа этих полостей 6 и 7 постоянен, и давление газа в них практическии не изменяется.