RU2224930C1 - Амортизатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам виброзащиты объектов в различных областях техники. Сущность изобретения заключается в том, что амортизатор содержит корпус, круглые подвижный в осевом направлении и неподвижные элементы с размещенными между ними постоянными магнитами. Подвижный элемент амортизатора размещен между двумя неподвижными элементами и упруго установлен в корпусе с помощью закрепленного по его периферии плоского кольца из магнитной резины. На обращенных к подвижному элементу поверхностях неподвижных элементов в зоне плоского кольца концентрично установлены кольцевые постоянные магниты. Наружные, обращенные к подвижному элементу поверхности постоянных магнитов выполнены с экспоненциальным уклоном в радиальном направлении к центру неподвижных элементов с возможностью обеспечения плавного контакта с магнитами плоского кольца при осевых перемещениях подвижного элемента. Техническим результатом является повышение эффективности виброизоляции на резонансных режимах и увеличение надежности конструкции. 1 ил.

Description

Изобретение относится к средствам и способам виброзащиты объектов в различных областях техники.

Известен регулируемый амортизатор, содержащий заполненный демпфирующей жидкостью упругий цилиндрический корпус для установки защищаемого объекта, соединенный с автоматической системой управления жесткостью, включающий механизм измерения и преобразования частоты колебаний объекта, счетно-решающий механизм управления и силовую гидравлическую систему (см. а.с. СССР 2006901, кл. G 05 D 19/00, F 16 F 15/00, 1991).

Данное устройство позволяет амортизатору автоматически отстраиваться от возникающих резонансных режимов колебаний защищаемого объекта. Однако недостатком устройства являются значительная сложность конструкции, наличие сложной системы управления, регулирования и силового гидравлического механизма, что обуславливает снижение надежности устройства и затрудняет возможность его практического использования.

Известен амортизатор, содержащий корпус, подвижные и неподвижные в осевом направлении элементы и размещенные между ними и соединенные параллельно плоскую механическую пружину и магнитную пружину (см. а.с. СССР 750172, кл. F 16 F 6/00,1977).

Недостатком данного амортизатора является низкая эффективность виброизоляции вследствие невозможности автоматической отстройки амортизатора от возникающих резонансных режимов колебаний виброизолируемого объекта.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является амортизатор, содержащий корпус, подвижный и неподвижные в осевом направлении элементы с размещенными между ними постоянными магнитами, упруго установленными в выполненных в элементах углублениях клиновидной формы (см. а.с. СССР 1249228, кл. F 16 F 6/00, 1983), принятым за прототип.

Недостатком данного амортизатора является низкая эффективность виброизоляции вследствие невозможности автоматической отстройки амортизатора от возникающих резонансных режимов колебаний виброизолируемого объекта. Кроме того, конструкция данного амортизатора характеризуется низкой надежностью, что обусловлено наличием значительного числа постоянных магнитов, установленных на спиральных пружинах с возможностью радиального смещения по сложной траектории в магнитной жидкости с одновременными деформациями пружин в различных плоскостях. При резонансных режимах колебаний за счет действия на подвижные элементы значительных центробежных сил возникает значительная вероятность повреждения пружин, вытекания магнитной жидкости и т.п.

Сущность изобретения заключается в создании амортизатора, способного автоматически отстраиваться от резонансных режимов колебаний путем введения в структуру амортизатора нелинейных магнитных элементов, позволяющих в процессе резонансных колебаний скачкообразно изменить жесткость упругой системы амортизатора.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции амортизатора на резонансных режимах и увеличение надежности конструкции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном амортизаторе, содержащем корпус, круглые подвижный в осевом направлении и неподвижные элементы с размещенными между ними постоянными магнитами, согласно изобретению подвижный элемент амортизатора размещен между двумя неподвижными элементами и упруго установлен в корпусе с помощью закрепленного на его периферии плоского кольца из магнитной резины, а на обращенных к подвижному элементу поверхностях неподвижных элементов в зоне плоского кольца концентрично установлены кольцевые постоянные магниты, при этом наружные, обращенные к подвижному элементу поверхности постоянных магнитов выполнены с экспоненциальным уклоном в радиальном направлении к центру неподвижных элементов с возможностью обеспечения плавного контакта с магнитами плоского кольца при осевых перемещениях подвижного элемента.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображен предлагаемый амортизатор, общий вид с центральным поперечным разрезом.

Устройство содержит корпус 1, подвижный в осевом направлении 2, и неподвижные 3, 4 элементы с размещенными между ними постоянными магнитами 5, при этом подвижный элемент 2 (платформа) амортизатора с установленным на нем виброизолируемым объектом 6 размещен между двумя неподвижными элементами 3, 4 и упруго установлен в корпусе 1 с помощью закрепленного по периферии подвижного элемента 2 плоского кольца 7 из магнитной резины, а на обращенных к подвижному элементу 2 поверхностях неподвижных элементов 3, 4 в зоне плоского кольца 7 концентрично установлены кольцевые постоянные магниты 5, причем наружные, обращенные к подвижному элементу 2 поверхности постоянных магнитов 5 выполнены с экспоненциальным уклоном в радиальном направлении к центру неподвижных элементов 3, 4 с возможностью обеспечения плавного контакта с магнитами 5 плоского кольца 7 при осевых перемещениях подвижного элемента 2. В центральной части верхнего неподвижного элемента 3 выполнено отверстие 8 для размещения на платформе 2 виброизолируемого объекта 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При малой интенсивности колебаний виброизолируемого объекта 6 на платформе 2 плоское магнитное кольцо 7 достаточно удалено от магнитов 5 и контактного взаимодействия вследствие сил притяжения не происходит. Однако вследствие колебаний магнитопроводящего элемента (кольца 7) в магнитном поле, наведения в кольце вихревых токов и т. д. происходит демпфирование малых колебаний платформы 2. Кроме того, за счет магнитного взаимодействия повышается устойчивость платформы 2 в осевом направлении вблизи ее положения равновесия. При возникновении интенсивных резонансных колебаний объекта 6 на платформе 2 резко увеличивается амплитуда осевых перемещений плоского магнитного кольца 7. При достижении определенной амплитуды кольцо 7 скачком притягивается к обращенной к нему поверхности какого-либо кольцевого постоянного магнита 5 по всей окружной поверхности данного магнита. При этом кольцо 7 может притянуться к магниту 5, установленному либо на верхнем 3, либо на нижнем 4 неподвижном элементе, что не играет принципиальной роли и определяется амплитудно-фазовыми характеристиками колебательной системы объект 6 - платформа 2 - упругий элемент 7. В момент притяжения кольца 7 к магниту 5 по всему кольцу магнита 5 скачком уменьшается эффективная, работающая на растяжение площадь кольца 7, так как выключается из работы его периферийная кольцевая зона от данного магнита 5 до места крепления кольца 7 к корпусу 1. При этом также скачком увеличивается осевая жесткость подвижного элемента 2 и соответственно увеличивается собственная частота осевых колебаний упругой системы объект 6 - платформа 2 - кольцо 7, что приведет к мгновенному срыву резонансного режима, то есть к автоматической отстройке амортизатора от резонансного режима. После срыва резонансного режима мгновенно уменьшается амплитуда осевых колебаний магнитного кольца 7, и кольцо 7 остается в новом состоянии, введенное в кольцевой контакт с одним из магнитов 5. При возникновении в процессе эксплуатации повторного резонансного режима на уже новой частоте, сопровождающегося интенсивными осевыми колебаниями объекта 6 на платформе 2, магнитное кольцо 7 отрывается от соответствующего магнита 5 и начинает совершать значительные осевые колебания. В результате этих колебаний кольцо 7 неизбежно скачком притянется к какому-либо другому из постоянных магнитов 5, по диаметру больше или меньше предыдущего, при этом скачком собственная частота осевых колебаний платформы 2 соответственно либо уменьшится, либо увеличится, что приведет в любом случае к новому срыву резонансного режима.

Очевидно, что предлагаемое устройство характеризуется высокой эффективностью виброизоляции за счет обеспечения автоматической адаптивной отстройки амортизатора от возникающих резонансных режимов. Кроме того, конструкция устройства предельно проста и устойчива при эксплуатации, что позволяет увеличить надежность амортизатора.

Claims (1)

1. Амортизатор, содержащий корпус, круглые подвижный в осевом направлении и неподвижные элементы с размещенными между ними постоянными магнитами, отличающийся тем, что подвижный элемент амортизатора размещен между двумя неподвижными элементами и упруго установлен в корпусе с помощью закрепленного по его периферии плоского кольца из магнитной резины, а на обращенных к подвижному элементу поверхностях неподвижных элементов в зоне плоского кольца концентрично установлены кольцевые постоянные магниты, при этом наружные, обращенные к подвижному элементу поверхности постоянных магнитов выполнены с экспоненциальным уклоном в радиальном направлении к центру неподвижных элементов с возможностью обеспечения плавного контакта с плоским кольцом при осевых перемещениях подвижного элемента.