Амортизатор

 

Использование: изобретение относится к машиностроению и позволяет обеспечить работу амортизатора на сжатие независимо от направления внешней нагрузки, с постоянным усилием, а также позволяет повысить энергоемкость при одновременном сохранения жесткости. Сущность изобретения: амортизатор содержит упругие элементы в виде пакетов пластин, расположенных симметрично оси амортизатора между основанием и кареткой, установленной на подвижной платформе. Каретка снабжена, по крайней мере, двумя штоками. Штоки закреплены одним концом на основании, а на другом конце каждого из них выполнен упор, взаимодействующий с подвижной платформой. В центре основания по оси амортизатора установлен стержень с двумя упорами. При этом один упор стержня взаимодействует с внешней торцевой поверхностью каретки, а другой - с внешней торцевой поверхностью основания. Расстояние между упорами стержня выбрано таким образом, чтобы максимальный прогиб пластин был ограничен областью упругих деформаций, а минимальный - обеспечивал их предварительное нагружение. Каждая пластина, входящая в набор пакета, установлена предварительно изогнутой в средней части с обеспечением остаточной стрелы прогиба в пределах 0,1-0,2 от длины пластины в свободном состоянии, что позволяет увеличить энергоемкость при одновременном сохранении жидкости и тем самым уменьшить габариты и вес амортизатора. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, может использоваться в приборостроении, станкостроении, в транспортных средствах, в строительстве сейсмостойких зданий, виброзащите сооружений и приборов, в бытовой технике.

Кроме того, изобретение может быть использовано в различных областях в качестве буфера, когда требуется энергопоглощающее устройство с постоянной силой сопротивления.

Энергоемкость амортизатора или буфера, т.е. его способность поглощать кинетическую энергию движущихся частей, выражается произведением усредненной силы сопротивления на длину хода, а ускорение торможения пропорционально тормозящей силе. Таким образом, при заданной перегрузке лишь постоянная сила сопротивления может обеспечить получение минимального хода буфера, и, наоборот, при заданном ходе может быть получена минимальная перегрузка.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является пружина с уменьшающейся жесткостью, которая и принята в качестве прототипа. Известное устройство содержит неподвижный упор (основание), подвижный толкатель (подвижную платформу), между которыми расположены упругие элементы, теряющие устойчивость по достижению расчетных усилий.

Однако известное устройство не обеспечивает постоянного усилия при амортизации объекта и работу амортизатора на сжатие независимо от направления внешней нагрузки, что требует применения двух амортизаторов и не позволяет повысить энергоемкость при одновременном сохранении жесткости, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты и вес амортизатора.

Изобретение направлено на решение задачи обеспечения работы амортизатора на сжатие независимо от направления внешней нагрузки, с постоянным усилием и повышения энергоемкости при одновременном сохранении жесткости.

Решение задачи достигается тем, что амортизатор, содержащий основание, подвижную платформу и расположенные между ними упругие элементы, снабжены кареткой, установленной между подвижной платформой и упругими элементами, по крайней мере двумя штоками, расположенными параллельно оси амортизатора, установленным по оси амортизатора в центре основания стержнем с упорами, расположенными на его противоположных концах. Один упор стержня установлен с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью каретки, а другой с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью основания. В основании, каретке и подвижной платформе выполнены отверстия, через которые пропущены стержень и штоки, последние закреплены одним концом в отверстиях основания, а на другом конце каждого из них выполнен упор, взаимодействующий с подвижной платформой. При этом упругие элементы выполнены в виде пакетов пластин.

Кроме того, для повышения энергоемкости при одновременном сохранении жесткости, каждая пластина может быть предварительно изогнута в средней части с обеспечением остаточной стрелы прогиба в пределах 0,1-0,2 от длины пластины.

Снабжение амортизатора кареткой, установленной между подвижной платформой и упругими элементами, по крайней мере, двумя штоками, одним концом закрепленными на основании, а на другом конце каждого из которых выполнен упор, взаимодействующий с подвижной платформой, в совокупности с другими существенными признаками обеспечивает работу амортизатора на сжатие независимо от направления внешней нагрузки.

Снабжение амортизатора стержнем с упором, установленным в центре основания, и выполнение упругих элементов в виде пакетов пластин, работающих на продольный изгиб, благодаря их расположению в совокупности с другими существенными признаками обеспечивает работу амортизатора с постоянным усилием.

Выполнение каждой пластины изогнутой в средней части с обеспечением остаточной стрелы прогиба в пределах 0,1-0,2 от длины пластины в совокупности с другими существенными признаками обеспечивает повышение энергоемкости при одновременном сохранении жесткости, что, в свою очередь, позволяет уменьшить габариты и вес амортизатора.

На фиг. 1 показан общий вид амортизатора в ненагруженном состоянии; на фиг.2 вид А на фиг. 1; на фиг.3 амортизатор в нагруженном состоянии при движении подвижной платформы вниз; на фиг.4 амортизатор в нагруженном состоянии при движении подвижной платформы вверх.

Амортизатор состоит из основания 1, подвижной платформы 2, упругих элементов пакетов пластин 3, стержня 4 с верхним и нижним упорами 5, 6, каретки 7, установленной между подвижной платформой и упругими элементами, и двух штоков 8. Упругие элементы выполнены в виде двух пакетов пластин, расположенных симметрично относительно продольной оси амортизатора. При этом торцы пластин установлены в основании 1 и каретке 7. В варианте исполнения изобретения пакеты пластин первоначально расположены параллельно, однако они могут быть расположены и в одной плоскости. Кроме того, возможно и иное исполнение, например, при котором используется сочетание пары пластин, установленных в параллельных плоскостях, с парой пластин, установленных в одной плоскости. Штоки 8 расположены вдоль стержня 4 симметрично его продольной оси и пропущены через соответствующие соосные отверстия, выполненные в основании 1, каретке 7 и подвижной платформе 2. Каждый из штоков концом а закреплен на основании 1, а на другом конце каждого штока выполнен упор 9, взаимодействующий с внешней поверхностью в подвижной платформы 2. Подвижная платформа 2 и каретка 7 закреплены на штоках 8 с возможностью продольных перемещений вдоль сои стержня 4. Стержень 4 пропущен через отверстие в центре основания 1, при этом продольная ось стержня геометрически совмещена с продольной осью амортизатора. Верхний упор 5 стержня выполнен в виде гайки и взаимодействует с внешней торцевой поверхностью с каретки 7, а нижний упор 6 взаимодействует с торцевой поверхностью d основания 1. Основание 1 установлено с возможностью продольных перемещений вдоль оси стерня 4. Амортизатор установлен между амортизируемым объектом 10 и опорной конструкцией 11.

В варианте исполнения изобретения каждая пластина 3 предварительно изогнута в средней части с обеспечением остаточной стрелы прогиба в пределах е 0,1-0,2 от длины пластины в свободном состоянии.

Устройство работает следующим образом.

В ненагруженном состоянии за счет расположения упора 5, установленного на стержне 4, упругие элементы-пакеты пластин 3 находятся в предварительно поджатом состоянии между основанием 1 и кареткой 7, работая при внешнем воздействии на опорную конструкцию на продольный изгиб, что обеспечивает постоянное усилие при амортизации объекта.

Каждая пластина, входящая в набор пакета 3, установлена предварительно изогнутой в средней части с обеспечением остаточной стрелы прогиба в пределах 0,1-0,2 от длины пластины в свободном состоянии, что позволяет увеличить энергоемкость при одновременном сохранении жесткости и тем самым уменьшить габариты и вес амортизатора.

При воздействии ударной нагрузки, превышающей предварительное поджатие упругих элементов, происходит перемещение амортизируемого объекта. Внешнее динамическое воздействие, воспринимаемое опорной конструкцией 11, передается через основание 1 амортизатора, его упругие элементы 3, каретку 7 и подвижную платформу 2 на амортизируемый объект 10, скрепленный с амортизатором. В результате чего подвижная платформа 2 перемещается сначала в одну, затем в другую сторону, что обеспечивает работу амортизатора на сжатие независимо от направления внешней нагрузки.

При движении подвижной платформы 2 вниз вдоль штоков 8 каретка 7 перемещается по направлению к основанию 1, сжимая пакеты пластин 3, расположенные между кареткой и основанием. Упоры 9 штоков 8 при этом отходят от поверхности в подвижной платформы 2, а упор 5 стержня 4 от поверхности с каретки 7, основание 1 упирается поверхностью d в нижний упор 6 стержня 4.

При движении подвижной платформы 2 вверх каретка 7 остается на месте, упираясь поверхностью с в упор 5 стержня 4, а движение передается основанию 1 через упоры 9 штоков 8, закрепленных другим концом на основании, в которые поверхностью в упирается подвижная платформа 2. Основание 1 отходит от упора 6 стержня 4, сжимая при этом пакеты пластины, упирающиеся в каретку 7.

После прекращения воздействия пластины 3, разжимаясь, возвращают подвижную платформу 2 и каретку 7 в исходное положение.

Таким образом, благодаря особенности выполнения, данное устройство обеспечивает работу пакетов пластин амортизатора на сжатие, независимо от направления внешней нагрузки, с постоянным усилием при перемещении и повышение энергоемкости при одновременном сохранении жесткости, что позволяет уменьшить габариты и вес амортизатора.

Формула изобретения

1. Амортизатор, содержащий основание, подвижную платформу и расположенные между ними упругие элементы, отличающийся тем, что он снабжен кареткой, установленной между подвижной платформой и упругими элементами, по крайней мере двумя штоками, расположенными параллельно оси амортизатора, установленным по оси амортизатора в центре основания стержнем с упорами, расположенными на его противоположных концах, один упор стержня установлен с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью каретки, другой с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью основания, в основании, каретке и подвижной платформе выполнены отверстия, через которые пропущены стержень и штоки, последние закреплены одним концом в отверстиях основания, на другом конце каждого из них выполнен упор, взаимодействующий с подвижной платформой, а упругие элементы выполнены в виде пакетов пластин.

2. Амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что каждая пластина предварительно изогнута в средней части с обеспечением остаточной стрелы прогиба в пределах 0,1 0,2 длины пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4