Система виброизоляции тележки транспортного средства

Изобретение относится к системам виброизоляции. Система виброизоляции содержит упругие элементы и Г-образные рычаги, на которых шарнирно закреплен объект защиты. Рычаги одним плечом опираются на упругие элементы, а два других плеча соединены между собой пружиной. Каждый из упругих элементов, на которые опирается объект защиты, выполнен в виде последовательно чередующихся кольцевых упругих конусных дисков большего и меньшего диаметров, размещенных между основанием и крышкой. Края дисков отогнуты в противоположные стороны по радиусу, обеспечивающему сопряжение. Каждый диск содержит три радиальных паза с отверстием. Боковые конусные поверхности внутренних дисков и сферических сегментов покрыты полиуретаном. На крышке закреплено основание сетчатого демпфера, которое выполнено в виде пластины и содержит три промежуточных вибродемпфирующих слоя. Сетчатый элемент размещен на нижней шайбе и фиксируется верхней нажимной шайбой. Кольцо, соединенное с верхней шайбой, охватывается кольцом, соединенным с основанием сетчатого демпфера. Достигается повышение эффективности виброизоляции за счет увеличения величины диссипативных сил в резонансных режимах работы. 3 ил.

 

Изобретение относится к системам виброизоляции при действии стохастических динамических нагрузок и может быть использовано в тележках транспортных средств.

К наиболее близкому техническому решению следует отнести систему виброизоляции тележки транспортного средства, содержащую упругие элементы, Г-образные рычаги, объект защиты, имеющий две степени свободы, опирается обоими концами на упругие элементы, соединенные с основанием, а верхними концами закреплен на Г-образные рычаги, которые, в свою очередь, одним плечом опираются на упругие элементы, соединенные с основанием, а два других плеча соединены между собой пружиной (патент РФ на полезную модель №95050 -прототип).

Недостатком известной системы является сравнительно невысокое демпфирование колебаний на резонансных частотах.

Технически достижимый результат - повышение эффективности виброизоляции за счет увеличения величины диссипативных сил в резонансных режимах работы.

Это достигается тем, что в системе виброизоляции тележки транспортного средства, содержащей упругие элементы и Г-образные рычаги, объект защиты, имеющий две степени свободы, опирается обоими концами на упругие элементы, соединенные с основанием, а верхними концами закреплен на Г-образные рычаги, которые, в свою очередь, одним плечом опираются на упругие элементы, соединенные с основанием, а два других плеча соединены между собой пружиной, объект защиты шарнирно закреплен верхними концами на Г-образных рычагах, а упругие элементы, на которые опирается объект защиты и Г-образные рычаги, расположены относительно оси объекта защиты симметрично, каждая из пружин, на которых расположен объект защиты, выполнена в виде кольцевой конусной пружины, состоящей из набора конусных дисков, причем набор составлен из последовательно чередующихся дисков большего и меньшего диаметров с отогнутыми в противоположные стороны краями по радиусу, обеспечивающему сопряжение дисков одного с другим, набор состоит, по крайней мере, из одного внешнего и двух внутренних кольцевых упругих конусных диско, размещенных между основанием и крышкой пружины, при этом каждый из внешних и внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнен в виде усеченных конусных поверхностей и содержит, по крайней мере, три радиальных паза, направленных от большего основания усеченного конуса к меньшему основанию, причем каждый из радиальных пазов заканчивается отверстием, для снятия напряжений, а сопряжение боковых конусных поверхностей внешних кольцевых упругих конусных дисков с боковыми конусными поверхностями внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнено в виде сферических сегментов радиусом R, имеющихся на каждом из дисков в количестве двух, расположенных соответственно у большего основания усеченного конуса и меньшего основания каждого из дисков, при этом сферические сегменты выполнены заедино с коническими поверхностями каждого из дисков и направлены в разные стороны от образующей конической поверхности, т.е. один сферический сегмент каждого диска направлен внутрь конической поверхности, а другой - наружу, а на крышке закреплен сетчатый демпфер своим основанием, выполненным в виде пластины с закрепленной на ней нижней шайбой, которая фиксирует на основании демпфера сетчатый упругий элемент.

На фиг. 1. изображена схема системы виброизоляции тележки транспортного средства вместе с объектом защиты, на фиг. 2 - вариант выполнения пружин 2, 3 на которых расположен объект защиты 1, на фиг. 3 - общий вид одного из дисков пружины в свободном состоянии.

Система виброизоляции тележки транспортного средства содержит пружины 2, 3 на которых расположен объект защиты 1, пружины 4, 5, 6 устройства для гашения колебаний тележки транспортного средства, Г-образные рычаги 7, 8, основание 9, 10. На фиг. 1 введены следующие обозначения: y1, y2 - обобщенные координаты перемещения объекта защиты; ϕ1, ϕ2 - угловые обобщенные координаты перемещения Г-образных рычагов; l10, l20, l30 - длины плеч Г-образных рычагов; k1, k2 - жесткости пружин, соединяющих объект защиты с основанием; k10, k20 - жесткость пружины, соединяющей Г-образные рычаги с основанием; k30 - жесткость пружины, соединяющей Г-образные рычаги; m1, m2 - массы Г-образны рычагов; M, J - массоинерционные параметры объекта защиты; J1, J2 - моменты инерции Г-образных рычагов; у10, y20 - обобщенные координаты перемещения Г-образных рычагов; z1, z2 - смещение основания; m1, m2 - массы Г-образных рычагов.

В рассматриваемом случае объект защиты 1 может совершать колебания в обобщенных координатах у1, у2. Колебания основания 9, 10 передаются объекту защиты 1 через пружины 2, 3, пружины 4, 6 и Г-образные рычаги 7, 8, что вызывает угловые и вертикальные перемещения объекта защиты и Г-образных рычагов и взаимодействие через пружину 5.

Предлагаемое устройство для гашения колебаний тележки транспортного средства, по сравнению с известными виброзащитными системами, для объекта защиты, имеющего две степени свободы, позволяет, по сравнению с прототипом, улучшить виброзащитные свойства через организацию дополнительных режимов динамического гашения.

Использование такого устройства для гашения колебаний тележки транспортного средства в задачах виброзащиты транспортных средств, позволяет исключить, при определенных скоростях, угловые колебания, которые приводят к «раскачиванию» транспортного средства. Возможен вариант выполнения пружин 2, 3 на которых расположен объект защиты 1 (фиг. 2, 3) в виде кольцевой конусной пружины с сетчатым демпфером. Кольцевая конусная пружина (фиг. 1) состоит из набора, включающего, по крайней мере, один внешний 11 и два внутренних 12 и 14 кольцевых упругих конусных дисков (фиг. 2), размещенных между основанием 22 и крышкой 33 пружины. Каждый из внешних 12, 13, 15 и внутренних 12, 14, 16, 17 кольцевых упругих конусных дисков выполнен в виде усеченных конусных поверхностей и содержит, по крайней мере, три радиальных паза 18, направленных от большего основания 21 усеченного конуса к меньшему основанию 20. Каждый из радиальных пазов 18 заканчивается отверстием 19, для снятия напряжений.

Сопряжение боковых конусных поверхностей внешних 11, 13, 15 кольцевых упругих конусных дисков с боковыми конусными поверхностями внутренних 12, 14, 16, 17 кольцевых упругих конусных дисков выполнено в виде сферических сегментов радиусом R, имеющихся на каждом из дисков в количестве двух, расположенных соответственно у большего основания 21 усеченного конуса и меньшего основания 20 каждого из дисков. При этом сферические сегменты выполнены заедино с коническими поверхностями каждого из дисков и направлены в разные стороны от образующей конической поверхности, т.е. один сферический сегмент каждого диска направлен внутрь конической поверхности, а другой - наружу.

Высота внутреннего конуса f1 внешнего кольцевого конусного диска 11 выполнена по расчету, а высота f2 внутреннего конуса внутреннего кольцевого конусного диска 12 выполнена, например, несколько больше, чем f1. Для создания опоры пружины при выборе хода ее на максимальную величину и для ограничения перемещения кольцевого упругого конусного диска 13 имеет высоту Н1, например, несколько большую высоты H2 кольцевого упругого конусного диска 15. Для фиксации пружины на вибрирующем основании (на чертеже не показано) служит центральное отверстие 26 в основании 22 пружины, а для крепления виброизолируемого объекта (на чертеже не показан) - центральное резьбовое отверстие 24 в крышке 33 пружины, собранной, например, как показано на фиг. 1, - из семи кольцевых конусных дисков, находящихся в свободном состоянии. Число внешних и внутренних дисков может быть различным в зависимости от жесткости и величины хода пружины.

Для использования кольцевой конусной пружины без направляющей гильзы или центрирующей оправки внутренний диаметр Д1 кольцевого упругого конусного диска 11 и наружный диаметр Д2 кольцевого упругого конусного диска 12, а также внутренний диаметр d2 кольцевого упругого конусного диска 17 и наружный диаметр d1 кольцевого упругого конусного диска 12 выполнены, например, по подвижной посадке.

Сетчатый демпфер (фиг. 1) закреплен на крышке 33 основанием 32, выполненным в виде пластины с закрепленной на ней нижней шайбой 27, которая фиксирует на основании 32 сетчатый упругий элемент 28, верхняя часть которого фиксируется верхней нажимной шайбой 29, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 30, охватываемым соосно расположенным кольцом 31, жестко соединенным с основанием 32.

Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента 28 находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм.

Возможен вариант, когда поверхность 23, расположенная на основании 22, по его периметру, имеющая внутренний профиль, эквидистантный профилю контактирующего с ним внешнего сферического сегмента внутреннего кольца 12, опирающегося на основание 22, покрыта слоем фрикционного материала, состоящего из композиции, включающей следующие компоненты, при их соотношении, в мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) 28÷34%, - волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) 12÷19%, - графит 7÷18%, - модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния 7÷15%, - баритовый концентрат 20÷35%, - тальк 1,5÷3,0%.

Возможен вариант, когда боковые конусные поверхности внутренних кольцевых упругих конусных дисков и сферических сегментов покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Сетчатый демпфер работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 29, упругий сетчатый элемент 28 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

Кольцевая конусная пружина работает следующим образом.

Под нагрузкой Р кольцевые конусные диски взаимодействуют один с другим одновременно, как внешними, так и внутренними рабочими поверхностями своих сферических сегментов. В процессе работы энергия от воспринимаемых пружиной нагрузок расходуется на упругую деформацию каждого кольцевого конусного диска, например по аналогии как с каждым витком винтовой пружины, а также на рассеивание энергии за счет трения при перемещении их сферических сегментов, например по аналогии как осуществляется демпфирование при «сухом трении». Кроме того, в предлагаемой конструкции значительно уменьшается напряжение на кромках колец пружины по сравнению с тарельчатыми пружинами, что позволяет повысить допускаемые напряжения в материале и, следовательно, нагрузку, а также несколько увеличить величину хода. Перемещение кольцевых конусных дисков обеспечивает разность нагрузочных и разгрузочных характеристик пружины за один ход ее под нагрузкой, что, в свою очередь, обеспечивает, например, некоторое повышенное затухание механических колебаний системы в целом. Пружина выполнена так, что изготовление ее кольцевых конусных дисков можно осуществить из разных материалов и различных заготовок, например, из листовых стальных и цветных литейных сплавов, а также из соответствующих неметаллических материалов, в том числе и из пластических масс и им подобных материалов.

Возможен вариант, когда основание 32 сетчатого демпфера (фиг. 1), закрепленного на крышке 33 пружины, содержит три промежуточных вибродемпфирующих слоя: первый слой -из дисперсного упруго-демпфирующего материала, в котором может быть использована крошка, например, следующих материалов: резины, пробки, пенопласта, капрона, вспененного полимера, а также крошка твердых вибродемпфирующих материалов, например таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», с размером фракций крошки 1,5÷2,5 мм, второй слой - из вязаных упругих синтетических нитей, причем размер ячеек, вязанных из упругих синтетических нитей, на 10÷15% меньше размеров фракций крошки вибродемпфирующих материалов; и третий слой - из сплошного демпфирующего материала, в котором может быть использована губчатая резина, иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, а также нетканый вибродемпфирующий материал.

Система виброизоляции тележки транспортного средства, содержащая упругие элементы и Г-образные рычаги, объект защиты, имеющий две степени свободы, опирается обоими концами на упругие элементы, соединенные с основанием, а верхними концами закреплен на Г-образные рычаги, которые, в свою очередь, одним плечом опираются на упругие элементы, соединенные с основанием, а два других плеча соединены между собой пружиной, объект защиты шарнирно закреплен верхними концами на Г-образных рычагах, а упругие элементы, на которые опирается объект защиты и Г-образные рычаги, расположены относительно оси объекта защиты симметрично, отличающаяся тем, что каждый из упругих элементов, на которых расположен объект защиты, выполнен в виде кольцевой конусной пружины, состоящей из набора конусных дисков, причем набор составлен из последовательно чередующихся дисков большего и меньшего диаметров с отогнутыми в противоположные стороны краями по радиусу, обеспечивающему сопряжение дисков одного с другим, набор состоит по крайней мере из одного внешнего и двух внутренних кольцевых упругих конусных дисков, размещенных между основанием и крышкой пружины, при этом каждый из внешних и внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнен в виде усеченных конусных поверхностей и содержит по крайней мере три радиальных паза, направленных от большего основания усеченного конуса к меньшему основанию, причем каждый из радиальных пазов заканчивается отверстием для снятия напряжений, а сопряжение боковых конусных поверхностей внешних кольцевых упругих конусных дисков с боковыми конусными поверхностями внутренних кольцевых упругих конусных дисков выполнено в виде сферических сегментов радиусом R, имеющихся на каждом из дисков в количестве двух, расположенных соответственно у большего основания усеченного конуса и меньшего основания каждого из дисков, при этом сферические сегменты выполнены заедино с коническими поверхностями каждого из дисков и направлены в разные стороны от образующей конической поверхности, т.е. один сферический сегмент каждого диска направлен внутрь конической поверхности, а другой - наружу, а на крышке закреплен сетчатый демпфер своим основанием, выполненным в виде пластины с закрепленной на ней нижней шайбой, которая фиксирует на основании демпфера сетчатый упругий элемент, верхняя часть которого фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием сетчатого демпфера, при этом плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см3…2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм, боковые конусные поверхности внутренних кольцевых упругих конусных дисков и сферических сегментов покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном, при этом поверхность, расположенная на основании по его периметру, имеющая внутренний профиль, эквидистантный профилю контактирующего с ним внешнего сферического сегмента внутреннего кольца, опирающегося на основание, покрыта слоем фрикционного материала, а основание сетчатого демпфера, закрепленного на крышке пружины, содержит три промежуточных вибродемпфирующих слоя: первый слой - из дисперсного упругодемпфирующего материала, в котором может быть использована крошка, например, следующих материалов: резины, пробки, пенопласта, капрона, вспененного полимера, а также крошка твердых вибродемпфирующих материалов, например, таких как пластикат типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», с размером фракций крошки 1,5÷2,5 мм, второй слой - из вязаных упругих синтетических нитей, причем размер ячеек, вязанных из упругих синтетических нитей, на 10÷15% меньше размеров фракций крошки вибродемпфирующих материалов; и третий слой - из сплошного демпфирующего материала, в котором может быть использована губчатая резина, иглопробивной материал типа «Вибросил» на базе кремнеземного или алюмоборосиликатного волокна, а также нетканый вибродемпфирующий материал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам гашения колебаний упругих элементов конструкции космических аппаратов. Виброгаситель содержит полый цилиндрический корпус 1 из немагнитного материала.

Изобретение относится к машиностроению. Между основанием и объектом защиты установлен параллельно упругому элементу модуль.

Изобретение относится к машиностроению. Между основанием и объектом защиты установлен параллельно упругому элементу модуль.

Изобретение относится к машиностроению. Объект защиты, имеющий две степени свободы, опирается обоими концами на упругие элементы, соединенные с основанием.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ настройки режимов работы виброзащитной системы включает регулировку колебаний рычажной системы.

Изобретение относится к машиностроению. Виброзащитная система содержит блок регулировки колебаний рычажной системы, установленный между объектом защиты и основанием, пружину и шарнирно-рычажный механизм из двух звеньев.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолирующая система содержит соосно расположенные шток, несущий упругий элемент, ползунок, двигающийся в вертикальном направлении вдоль штока между ограничителями хода, рычаги и рессоры.

Изобретение относится к машиностроению. Динамический виброгаситель содержит сферическую оболочку, размещаемую в выполненной в виде параллелепипеда полости демпфируемого тела.

Виброгаситель предназначен для закрепления на детали на время обработки и содержит колебательную систему, состоящую из груза и демпфирующего элемента, создающего сопротивление перемещению груза.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Система содержит устройство для подавления вибрации.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор пространственный выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных упругодемпфирующим элементом (9) каркасов: верхнего и нижнего.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор с тарельчатыми пружинами содержит основание (1), на котором закреплен упругий элемент, выполненный в виде пакета последовательно соединенных блоков тарельчатых пружин, и маятниковый подвес с установленной на нем платформой для виброизолируемого объекта.

Изобретение относится к системам защиты механизмов и машин от вибраций. Стержневой демпфирующий элемент выполнен в виде цилиндрической обечайки из эластомера.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор содержит винтовую цилиндрическую пружину, взаимодействующую с маятниковым механизмом.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор выполнен в виде последовательно соединенных верхнего и нижнего каркасов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Пространственный цилиндроконический виброизолятор выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных каркасов: верхнего и нижнего каркасов с соосно размещенным в них упругодемпфирующим элементом (8), выполненным в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Двухступенчатый цилиндроконический виброизолятор выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных каркасов: верхнего и нижнего, с соосно размещенным в них упругодемпфирующим элементом (8), выполненным в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Изобретение относится к машиностроению. Виброизолятор состоит из последовательно соединенных и соосно расположенных жестких оболочек усеченного конуса: верхней и нижней.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Двухступенчатый виброизолятор выполнен в виде перевернутого стакана (3), состоящего из цилиндрической части, в которой через вибродемпфирующую прокладку (9), размещена верхняя часть упругодемпфирующего элемента (7) в виде цилиндрической винтовой пружины, витки которой покрыты вибродемпфирующим материалом, например полиуретаном.

Демпфер // 2653951
Изобретение относится к средствам защиты от вибраций. Демпфер выполнен в виде цилиндрической обечайки из вибродемпфирующего материала, к торцам которой присоединены плоские упоры, состоящие из трех слоев.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброизоляции технологического оборудования, в том числе ткацких станков. Виброизолятор пространственный выполнен в виде двухступенчатого каркаса, состоящего из последовательно соединенных упругодемпфирующим элементом (9) каркасов: верхнего и нижнего.

Изобретение относится к системам виброизоляции. Система виброизоляции содержит упругие элементы и Г-образные рычаги, на которых шарнирно закреплен объект защиты. Рычаги одним плечом опираются на упругие элементы, а два других плеча соединены между собой пружиной. Каждый из упругих элементов, на которые опирается объект защиты, выполнен в виде последовательно чередующихся кольцевых упругих конусных дисков большего и меньшего диаметров, размещенных между основанием и крышкой. Края дисков отогнуты в противоположные стороны по радиусу, обеспечивающему сопряжение. Каждый диск содержит три радиальных паза с отверстием. Боковые конусные поверхности внутренних дисков и сферических сегментов покрыты полиуретаном. На крышке закреплено основание сетчатого демпфера, которое выполнено в виде пластины и содержит три промежуточных вибродемпфирующих слоя. Сетчатый элемент размещен на нижней шайбе и фиксируется верхней нажимной шайбой. Кольцо, соединенное с верхней шайбой, охватывается кольцом, соединенным с основанием сетчатого демпфера. Достигается повышение эффективности виброизоляции за счет увеличения величины диссипативных сил в резонансных режимах работы. 3 ил.

Наверх