Энергопоглотитель

 

Использование: в машиностроении, в частности в устройствах для поглощения энергии удара. Энергопоглотитель содержит корпус, размещенные в нем коаксиально деформируемую втулку и деформирующий шток. Кроме того, на внутренней поверхности втулки выполнена прямоугольная резьба, в канавке которой с осевым зазором расположена спиральная вставка прямоугольного профиля, выполненная из материала с прочностью, большей прочности материала втулки, а шток снабжен радиальным буртиком, упирающимся в торец вставки. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для поглощения энергии удара. Известна конструкция амортизатора, содержащего направляющий стержень и деформируемый элемент, выполненный в виде полого цилиндра с равномерно расположенными кольцевыми выступами на наружной поверхности, а участки поверхности между выступами выполнены с толщиной, увеличиваемой в направлении прикладываемой нагрузки. Недостатками известной конструкции амортизатора являются относительно большие габариты в радиальном направлении за счет наличия кольцевых выступов на наружной поверхности деформируемого элемента, а также за счет пластического выпучивания участков между выступами в конце хода амортизатора, а также непостоянство усилия амортизации по мере перемещения штока из-за наличия на наружной поверхности деформируемого элемента кольцевых выступов, препятствующих пластическому выпучиванию. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является энергопоглотитель, содержащий корпус, размещенные в нем втулку и проходящий через нее и срезающий ее внутреннюю поверхность шток с режущими зубьями, на задних кромках которых выполнены деформирующие пояски. Недостатком известной конструкции энергопоглотителя являются относительно большие габариты в радиальном направлении за счет конической формы штока, а также непостоянство усилия амортизации по мере перемещения штока, т. к. режущие зубья расположены на конической поверхности штока и срезают постоянно увеличивающиеся площади втулки. Целью изобретения является повышение энергоемкости энергопоглотителя при малых габаритах за счет обеспечения постоянного усилия амортизации. Указанная цель достигается тем, что в энергопоглотителе, содержащем корпус, коаксиально размещенные в нем деформируемую втулку и деформирующий шток, на внутренней поверхности втулки выполнена прямоугольная резьба, в канавке которой с осевым зазором установлена спиральная вставка аналогичного профиля из материала с прочностью, превышающей прочность материала втулки, а шток снабжен радиальным буртиком, диаметром равным наружному диаметру резьбы, упирается в торец спиральной вставки, оканчивающийся на заходе резьбы. В данном случае спиральная вставка выступает в роли ножа, срезающего последовательно витки резьбы. Радиальный буртик штока, упираясь в торец спиральной вставки, прижимает ее к заходу резьбы при воздействии ударной нагрузки срезает часть витка резьбы, на которую опирается радиальный буртик штока через спиральную вставку. Срезанная часть витка резьбы совместно с витком спиральной вставки, срезавшей ее, перемещается по мере перемещения штока на величину осевого зазора, с которым установлена спиральная вставка в канавке резьбы, до упора в следующий виток спиральной вставки и резьбы. По мере перемещения срезанной части витка резьбы происходит срез оставшейся части витка резьб витком спиральной вставки. Таким образом, каждый виток резьбы срезается тем витком спиральной вставки, который приходит в соприкосновение с ним по мере перемещения штока, при этом срезанные витки резьбы с зажатыми между ними витками спиральной вставки перемещаются совместно со штоком. Отсутствие конической части на штоке и относительно малая высота профиля резьбы во втулке обеспечивают относительно малые габариты энергопоглотителя в радиальном направлении, а срезаемые последовательно одинаковые сечения витков резьбы обеспечивают постоянное усилие амортизации. На чертеже представлен продольный разрез энергопоглотителя в исходном состоянии. Энергопоглотитель содержит корпус 1, коаксиально размещенные в нем деформируемую втулку 2 и деформирующий шток 3 с радиальным буртиком 4. На внутренней поверхности втулки 2 выполнена прямоугольная цилиндрическая резьба, в канавке 5 которой с осевым зазором установлена спиральная вставка аналогичного профиля 6, выполненная из материала с прочностью, превышающей прочность втулки 2. Шток 3 своим радиальным буртиком 4 с помощью гайки 7 упирается и поджимается в торец спиральной вставки 6, оканчивающийся на заходе резьбы. Буртик 4 штока 3 упирается в спиральную вставку 6 на длине, равной половине витка спиральной вставки в однозаходной резьбы, и на длине, равной четвертой части витка каждой спиральной вставки - в двухзаходной резьбе. В данном примере изображена однозаходная резьба. Применение трехзаходной резьбы и более нецелесообразно из-за большого угла подъема резьбы. Диаметр радиального буртика 4 штока 3 выполняется равным наружному диаметру цилиндрической резьбы. Спиральная вставка в свободном состоянии имеет несколько больший наружный диаметр, чем наружный диаметр цилиндрической резьбы, что обеспечивает беззазорное прилегание наружной поверхности спиральной вставки по наружному диаметру цилиндрической резьбы. Энергопоглотитель работает следующим образом. При действии ударных нагрузок шток 3 перемещается относительно корпуса 1, надавливая радиальным буртиком 4 на спиральную вставку 6, которая срезает последовательно витки резьбы по мере перемещения шока 3. Максимальный ход штока 3 энергопоглотителя равен произведению числа витков резьбы на осевой зазор, с которым спиральная вставка 6 установлена в канавке резьбы. По мере перемещения штока 3 происходит последовательный срез половины витка резьбы, что обеспечивает постоянное усилие среза, а следовательно и обеспечивает постоянное усилие амортизации энергопоглотителя. Выбор размеров прямоугольной резьбы, размеров спиральной вставки определяется расчетно-экспериментальным путем в зависимости от условий гарантированного среза витков резьбы для ударной нагрузки, на которую проектируется энергопоглотитель.

Формула изобретения

ЭНЕРГОПОГЛОТИТЕЛЬ, содержащий корпус, коаксиально размещенные в нем деформируемую втулку и деформирующий шток, отличающийся тем, что, с целью повышения энергоемкости за счет обеспечения постоянного усиления амортизации, на внутренней поверхности втулки выполнена прямоугольная резьба, энергопоглотитель снабжен установленной в канавке последней с осевым зазором спиральной вставкой аналогичного профиля из материала с прочностью, превышающей прочность втулки, а шток снабжен радиальным буртом, упирающимся в торец вставки.

РИСУНКИ

Рисунок 1