Виброизоляционная подошва обуви

 

O n H C A H H E (ii)75I39I

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.04.75 (21) " 129S20/28-12 (51) М.Кл.з А 43 В 7/32 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллете: ь № 28 (53) УДК 685.314.71 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Автор изобретения

Э. А. Келлер

Пермский политехнический институт (71) Заявитель (54) ВИБРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ПОДОШВА ОБУВИ

Изобретение относится к изготовлению впброизоляционных подошв обуви, служащих для снижения пространственной вибрации, воздействующей на нопи оператора, и может найти применение на заводах, выпускающих виброзащитную обувь.

Известны конструкции виброзащитных подошв, содержащие верхнюю и нижнюю опоры, выполненные из полимерного материала, например резины, между KQTopblivllH установлены упругие элементы (1).

Известна также виб роизоляционная подошва обуви, содержащая верхнюю и нижнюю опоры, выполненные из полимерного материала, листовые упругие прокладки с гнездами, размещенные между опорами, и упругие элементы, размещенные в гнездах между опорами в гор(изонтальной плоскости симметрично относительно продольной оси подошвы (2).

Недостатками известных подошв являются малая эффективность виброизоляции пространственных колебаний, передающихся на ноги оператора, и сложность конструкции.

Цель изобретения — повышение эффект явности пространственной вибропзоляции подошвы и упрощение конструкции.

Достигается это тем, что виброизоляциоиная подошва имеет перегородки с дросселирующими отверстиями, расположенные параллельно листовым упругим прокладкам и образующие между последнимн и упругими элементами замкнутые полости, а дно каждого гнезда установлено под углом 45 к поверхности опоры, при этом каждый упругий элемент выполнен в виде усеченного пустотелого конуса, ось которого перпендикулярна опорам.

На фиг. 1 изображена предлагаемая виброизоляционная подошва, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3— то же, вид спереди; на фиг. 4 — сечение

А — А на фиг. 2.

Впброизоляциснная подошва обуви содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 споры, выполненные из полимерного материала, например, резины. Верхняя опора изготовляется либо в виде полусапога, либо в виде

20 плоской площадки,к которой прикрепляется обувь оператора. Опоры 1 и 2 соединены четырьмя упругими элементами 8 — б, выполненными, например, из резины, à их центры жесткости (точки К, фиг. 4) рас25 положены в горизонтальной плоскости ХОУ симметрично ОХ и ОУ осям подошвы.

Точка О является центром жесткости системы упругих элементов и началом центральной системы координат Х, Y, Z. Ос, Z совчадает с равнодействующей силы веса

751391

G, передаваемой ногой на верхнюю опору1

Для повышения жесткости опор и удобства эксплуатации подошвы в опорах 1, 2 помещены листовые упругие прокладки 7, 8 с гнездами 9, 10 для размещения оснований упругих элементов 8 — б. 1 аждый упругий элемент 8 — б выполнен в виде усеченного пустотелого прямого конуса, конические основания которого жестко закреплены в гнездах 9, 10 упругих прокладок 7, 8. Образующие конических поверхностей оснований, а также внутреннего 11 и наружного

12 конусов взаимно параллельны .и образуют углы в 45 с плоскостями опор (фиг. 4). Между нижней опорой,2 и поверхностью внутреннего конуса 11 образуется замкнутая полость 18, сообщающаяся дросселируюш им отверстием 14 с замкнутой полостью 15, образованной конической поверхностью гнезд 10 и верхней опоры 1.

Для увеличения коэффициента демпфирования упругих элементов замкнутые полости 18 и 15,могут заполняться жидкостью, например, глицерином.

Поскольку основания каждого конического упругого элемента жестко закреплены в прокладках и составляют с плоскостью опт углы 45, то при пр иложении вертикальной нагрузки верхнее гнездо 10 будет перемещаться вертикально, деформируя упругий элемент. Энергия суммарной деформации упругого элемента будет равна сумме энергий деформаций сжатия и сдвига f„:

cf-",2 . c,,f,, 2+ c,,„f,,2.

Поскольку образующие конических поверхностей расположены под углом 45 и плоскости опор, то

cf - = c, =- f - cos 45 + c„f- s!ii- 45 с =05{,,, сд), или т. е. суммарная жесткость упругого элемента в верпикальном направлении равна полусумме жесткостей деформаций сжатия и сдвига. Аналогично и при деформации гнезда 10 в любом другом направлении, т. е. упругий элемент приобретает свойства равной жесткости п о всем направлениям, и верхняя опора 1 с привнесенной массой ноги оператора будет иметь только четыре вместо шести собственных частот (частоты лкнейных колебаний становятся равными) .

Это значительно сужает спектр собственных частот, облегчает отстройку системы от резонансов и позволяет снизить уровень виб роскорости на верхней опоре.

При вертикальном положении оператора равнодействующая силы веса, передаваемая

5

Зо

60 нагой на верхнюю опору подошвы, проходит приблизительно через верхнюю точку свода стопы независимо от веса оператора.

Расположение центра жесткости системы упругих элементов на равнодействующей силы веса, передаваемой ногой на верхнюю опору, устраняет связанность собственных частот верхней олоры, что еще более сужает спектр собственных частот, а также исключаются дополнительные угловые составляющие ампл итуд вибрации верхней опоры, повышается устойчивость верхней опоры и наде кность подошвы вследствие равномерного распределения нагрузки на упругие элементы. Изменение положения тела оператора приводит к несущественному смещению точки приложения равнодействующей силы веса на верхнюю опору, что, как показали эксперименты, практически не ухудшает эффективность пространственной виброизоляции верхней опоры. Наличие листовых упругих про!кладок 7, 8 в опорах 1 и 2 и жесткое закрепление упругих элементов

8 — б в гнездах 9, 10 прокладок 7, 8 устраняет относительный сдвиг оснований упругих элементов при их нагрузке, что повышает эффективность виброизоляции, поскольку не изменяются граничные условия закрепления упругих элементов 8 — б. Выполнение опор 1 и 2 и упругих элементов

8 †из полимерных материалов позволяет эффективно гасить высокочастотные составляющие спектра вибрационного возбуждения.

Вертикальная вибрация деформирует упругие элементы 8 — б, что приводит к уменьшеншо (увеличению) объема полостей 18 и повышению (уменьшению) давления в них. Избыточное давление дросселируется через отверстия 14 в полости 15 и обратно, увеличивая коэффициент демпфирования упругих элементов 8 — б за счет рассеивания энергии колебаний на перекачку среды и се нагревание. Это позволяет существенно уменьшить резонансные амплитуды колебаний верхней опэры 1 и повысить эффективность пространственной виброизоляции на переходных режимах и при ударном характере возбуждения. При незначительных амплитудах колебаний опор 1, 2, что характерно для зарезонансных режимов работы подошвы, демпфирование в системе малб и его можно считать линейным, что улучшает виброизолирующие свойства подошвы при высокочастотном возбуждении. При низкочастотном или ударном характере возбуждения с большими амплитудами коэффициент демпфирования увеличивается и виороизолирующая система становится нелинейной, что повышает ее эффективность на этих режимах.

Формула изобретения

Виброизоляционная подошва оо ви, содержащая верхнюю и нижнюю опоры, вы751391

1,z (Z

Дог 1

"л: < с ф

Раг. 2

Pve. ф

Составитель Л. Смолякова

Техред В. Серякова

Редактор H. Хубларова

Корректор Ч. Осиновская

Заказ 881/!007 Изд. ¹ 398 Тираж 474

НПО <Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений

113035, Москва, )К-35, Раушская наб.. д. 4/5

TTn:,èèñíîå и открытий

Тип Харвк. фпл. пред. «Патент» полненные из полимерного материала, листовые упругие прокладки с гнездами, размещенные между опорами, и упругие элементы, размещенные в гнездах между опорами в горизонтальной плоскости симметрично относительно продольной оси подошвы, о тли ч а ющая ся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности пространственной виброизоляции, она имеет перегородки с дросселирующими отверстиями, расположенные параллельно листовым упругим прокладкам и образующие между последними и упругими элементам и замкнутые лолости, а дно каждого гнезда установлено под углом 45 к поверхности опоры, пр1и этом каждый упругий элемент выполнен в виде усеченного пустотелого конуса, ось которого перпендикулярна опорам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2437227, кл. 36-28, опубл. 1948.

2. Авторское свидетельство по заявке № 2080087/28-12, кл. А 43 В 7/32, 1974 (прототип) .