RU2234012C1 - Spring device with nonlinear characteristic - Google Patents
Spring device with nonlinear characteristic Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234012C1 RU2234012C1 RU2002133009/11A RU2002133009A RU2234012C1 RU 2234012 C1 RU2234012 C1 RU 2234012C1 RU 2002133009/11 A RU2002133009/11 A RU 2002133009/11A RU 2002133009 A RU2002133009 A RU 2002133009A RU 2234012 C1 RU2234012 C1 RU 2234012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- cylindrical
- permanent magnet
- elastic element
- lower supporting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Springs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве устройств с нелинейной характеристикой для упругого восприятия динамических нагрузок.The invention relates to mechanical engineering and can be used as devices with non-linear characteristics for the elastic perception of dynamic loads.
Известна рессора с нелинейной характеристикой, в которой упругие элементы различных секций выполнены разной толщины, увеличивающейся от плоскости приложения нагрузки к основанию /см.а.с. СССР № 741002, кл. F 16 F 1/16, 1978 [1]. Жесткость рессоры по мере возрастания нагрузки плавно увеличивается, что позволяет сохранить частоту собственных колебаний упругой системы при увеличении статической нагрузки равной частоте при исходной нагрузке и обеспечивает амортизируемому объекту наилучшие динамические характеристики при изменении его массы.A well-known spring with a non-linear characteristic, in which the elastic elements of different sections are made of different thicknesses, increasing from the plane of application of the load to the base / cm.a.s. USSR No. 741002, cl. F 16 F 1/16, 1978 [1]. The spring stiffness gradually increases with increasing load, which allows you to keep the frequency of the natural oscillations of the elastic system with an increase in static load equal to the frequency at the initial load and provides the best dynamic characteristics for the shock-absorbing object when its mass changes.
Однако известная конструкция сложна в изготовлении и регулировке, то есть имеет предельно ограниченные функциональные возможности.However, the known design is difficult to manufacture and adjust, that is, it has extremely limited functionality.
Известны также конструкции рессор с нелинейной характеристикой, содержащие винтовые опоры, частично ввинченные в цилиндрические пружины и осуществляющие приведение жесткости рессоры в соответствие со статической нагрузкой за счет блокировки части рабочих витков пружины /см.а.с. СССР № 1384417, кл. В 60 G 17/04, 1986 [2]; а. с. СССР № 1291451, кл. В 60 С 11/14, 1983 [3]/.Spring designs with non-linear characteristics are also known, containing screw supports partially screwed into coil springs and bringing the spring stiffness in line with static load by blocking part of the working spring turns / cm.a.s. USSR No. 1384417, class B 60 G 17/04, 1986 [2]; a. from. USSR No. 1291451, class B 60 C 11/14, 1983 [3] /.
Недостатками данных конструкций являются их значительная сложность, невозможность оперативной регулировки характеристик без использования специальных силовых приводов, возможность осуществления только ступенчатой и неплавной регулировки характеристик, что предельно ограничивает функциональные возможности известных устройств.The disadvantages of these designs are their significant complexity, the inability to quickly adjust the characteristics without the use of special power drives, the ability to perform only stepwise and smooth adjustment of the characteristics, which ultimately limits the functionality of the known devices.
Кроме того, известны рессоры с нелинейной характеристикой, содержащие систему концентрично установленных друг относительно друга пружин, соединенных между собой с помощью специальных стаканов, обеспечивающих возможность поочередного включения-выключения пружин в работу /см.а.с. СССР № 368082, кл. В 60 G 15/02, 1978 [4]; а.с. СССР № 1017851, кл. F 16 F 1/06, B 60 G 15/02, 1980 [5]/.In addition, springs with a non-linear characteristic are known, containing a system of springs concentrically mounted relative to each other, connected to each other by means of special cups, which enable the springs to be switched on and off alternately in operation / cm.a.s. USSR No. 368082, class In 60 G 15/02, 1978 [4]; A.S. USSR No. 1017851, cl. F 16 F 1/06, B 60 G 15/02, 1980 [5] /.
Недостатками данных устройств являются предельная сложность как самой конструкции, так и ее сборки, регулировки, невозможность оперативной и плавной перестройки параметров конструкции на другие жесткостные характеристики, что предельно ограничивает функциональные возможности данных конструкций.The disadvantages of these devices are the extreme complexity of both the structure itself and its assembly, adjustment, the inability to quickly and smoothly change the design parameters to other stiffness characteristics, which ultimately limits the functionality of these structures.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является рессора с нелинейной характеристикой, содержащая наружную цилиндрическую пружину, размещенную между верхней и нижней опорными поверхностями, внутреннюю пружину, размещенную в стакане, соединенном верхним торцом с наружной пружиной, а также цилиндрический упругий элемент, установленный на нижней опорной поверхности внутри наружной пружины /см.а.с. СССР № 384699, кл. В 60 G 15/02, F 16 F 3/00, В 61 F 5/06, 1971 [6]/, и принятая за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention for the combination of essential features is a spring with a non-linear characteristic, containing an outer cylindrical spring located between the upper and lower supporting surfaces, an inner spring placed in a cup connected by the upper end to the outer spring, and a cylindrical elastic an element mounted on the lower supporting surface inside the outer spring / cm.a.s. USSR No. 384699, class In 60 G 15/02, F 16 F 3/00, In 61 F 5/06, 1971 [6] /, and adopted as a prototype.
Недостатками устройства-прототипа являются сложность конструкции, ее сборки и регулировки, невозможность оперативной перестройки параметров конструкции на другие жесткостные характеристики, что предельно ограничивает функциональные возможности данной конструкции.The disadvantages of the prototype device are the complexity of the design, its assembly and adjustment, the inability to quickly restructure the design parameters to other stiffness characteristics, which ultimately limits the functionality of this design.
Сущность изобретения заключается в создании конструкции рессоры, в которой заданная регулируемая нелинейность характеристики обеспечивается введением в конструкцию упругого элемента, жесткость которого зависит от интенсивности пронизывающего упругий элемент магнитного поля и степени охвата магнитным полем всего объема данного элемента.The essence of the invention is to create a spring design in which a predetermined adjustable non-linearity of the characteristic is ensured by introducing an elastic element into the structure, the rigidity of which depends on the intensity of the magnetic field penetrating the elastic element and the degree of magnetic field coverage of the entire volume of this element.
Технический результат - расширение функциональных возможностей рессоры с нелинейной упругой характеристикой.The technical result is an extension of the functionality of the spring with a nonlinear elastic characteristic.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной рессоре с нелинейной характеристикой, содержащей цилиндрическую пружину, размещенную между верхней и нижней опорными поверхностями, и цилиндрический упругий элемент, установленный соосно с пружиной на нижней опорной поверхности, особенность заключается в том, что на нижней опорной поверхности соосно с пружиной установлен аксиально намагниченный цилиндрический постоянный магнит с осевым отверстием, имеющий возможность регулировочного смещения по резьбе вдоль оси пружины, а цилиндрический упругий элемент выполнен из упругого пористого материала, пропитанного ферромагнитной жидкостью, герметично изолирован по наружной поверхности и размещен концентрично с радиальным зазором в осевом отверстии постоянного магнита непосредственно под цилиндрической пружиной с опорой нижнего торца последней на верхнюю поверхность упругого элемента.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known spring with a non-linear characteristic comprising a cylindrical spring located between the upper and lower supporting surfaces, and a cylindrical elastic element mounted coaxially with the spring on the lower supporting surface, the feature is that An axially magnetized cylindrical permanent magnet with an axial hole is installed coaxially with the spring of the lower supporting surface, having the possibility of adjusting cm They are threaded along the axis of the spring, and the cylindrical elastic element is made of porous elastic material impregnated with ferromagnetic fluid, hermetically insulated on the outer surface and placed concentrically with a radial clearance in the axial hole of the permanent magnet directly under the cylindrical spring with the lower end face resting on the upper surface of the elastic item.
На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид с продольным разрезом.The drawing schematically shows the proposed device, a General view with a longitudinal section.
Рессора с нелинейной характеристикой содержит цилиндрическую пружину 1, размещенную между верхней 2 и нижней 3 опорными поверхностями, аксиально намагниченный цилиндрический постоянный магнит 4 с осевым отверстием 5, навернутый соосно с пружиной 1 на резьбовой выступ 6 на нижней опорной поверхности 3 с возможностью регулировочного смещения по резьбе вдоль оси пружины 1, цилиндрический элемент 7 из упругого пористого материала, пропитанного ферромагнитной жидкостью, герметично изолированный по наружной поверхности специальным водонепроницаемым чехлом 8 и установленный концентрично с радиальным зазором в осевом отверстии 5 постоянного магнита 4 на плоскости резьбового выступа 6 непосредственно под цилиндрической пружиной 1 с опорой нижнего торца последней через жесткую подкладку 9 на верхнюю поверхность упругого элемента 7. На наружной цилиндрической поверхности постоянного магнита 4 выполнена накатка /на чертеже не показана/ для удобства регулировочного смещения магнита 4 по резьбовому выступу 6. В качестве упругого пористого материала элемента 7 использована специальная "губчатая" резина, водонепроницаемый чехол 8 выполнен из специальной технической ткани.The spring with a non-linear characteristic comprises a coil spring 1 located between the upper 2 and lower 3 supporting surfaces, an axially magnetized cylindrical permanent magnet 4 with an axial hole 5, screwed coaxially with the spring 1 onto the threaded protrusion 6 on the lower supporting surface 3 with the possibility of adjusting displacement along the thread along the axis of the spring 1, a cylindrical element 7 of elastic porous material impregnated with a ferromagnetic fluid, hermetically sealed on the outer surface with a special waterproof with a cover 8 and installed concentrically with a radial clearance in the axial hole 5 of the permanent magnet 4 on the plane of the threaded protrusion 6 directly under the coil spring 1 with the support of the lower end of the latter through the rigid lining 9 on the upper surface of the elastic element 7. On the outer cylindrical surface of the permanent magnet 4 is made knurling / not shown / for the convenience of adjusting the displacement of the magnet 4 along the threaded protrusion 6. As a resilient porous material of the element 7, a special I "sponge" rubber, waterproof case 8 is made of special technical fabric.
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Предварительно укажем, что цилиндрическая пружина 1 и упругий элемент 7 соединены в упругой системе рессоры последовательно, поэтому, например, увеличение жесткости упругого элемента 7 обуславливает увеличение жесткости всей рессоры. Далее, укажем, что под действием поля постоянного магнита 4 вязкость пропитывающей упругий элемент 7 ферромагнитной жидкости увеличивается вплоть до ее полного затвердевания, что автоматически ведет к увеличению жесткости упругого элемента 7. Таким образом, при увеличении нагрузки на рессору вследствие увеличения массы амортизируемого объекта /на чертеже не показан/, устанавливаемого на верхнюю опорную поверхность 2, происходит деформация /проседание/ упругого элемента 7, то есть увеличение объема материала упругого элемента 7, входящего внутрь осевого отверстия 5 постоянного магнита 4. Это автоматически приводит к увеличению вязкости /затвердеванию/ большей массы ферромагнитной жидкости и, следовательно, к автоматическому увеличению жесткости как упругого элемента 7, так и всей рессоры. При этом по мере углубления упругого элемента 7 внутрь постоянного магнита 4 происходит не ступенчатое, а линейное, плавное увеличение жесткости упругой системы. Кроме того, предварительная, а также оперативная /непосредственно в процессе работы/ регулировка путем заворачивания /отворачивания/ постоянного магнита 4 по резьбе выступа 6 на нижней опорной поверхности 3 позволяет получить не только конкретно определенное значение жесткости рессоры, но и заданную форму ее нагрузочной характеристики, что обеспечивает амортизируемому объекту наилучшие динамические качества при изменении его массы, позволяет предельно расширить функциональные возможности предлагаемого устройства.First we indicate that the coil spring 1 and the elastic element 7 are connected in series in the elastic system of the spring, therefore, for example, an increase in the stiffness of the elastic element 7 causes an increase in the stiffness of the entire spring. Further, we indicate that under the action of the field of the permanent magnet 4, the viscosity of the ferromagnetic fluid impregnating the elastic element 7 increases until it completely hardens, which automatically leads to an increase in the stiffness of the elastic element 7. Thus, with an increase in the spring load due to the increase in the mass of the shock-absorbing object / by the drawing is not shown / mounted on the upper abutment surface 2, there is a deformation / sagging / of the elastic element 7, that is, an increase in the volume of material of the elastic element 7 included inside the axial hole 5 of the permanent magnet 4. This automatically leads to an increase in viscosity / solidification / greater mass of the ferromagnetic fluid and, consequently, to an automatic increase in the stiffness of both the elastic element 7 and the entire spring. In this case, as the elastic element 7 is deepened inside the permanent magnet 4, there is not a stepwise, but a linear, smooth increase in the stiffness of the elastic system. In addition, preliminary, as well as operational / directly during operation / adjustment by wrapping / unscrewing / permanent magnet 4 along the thread of the protrusion 6 on the lower supporting surface 3 allows not only to obtain a specific spring stiffness value, but also a predetermined shape of its load characteristic, that provides the depreciable object with the best dynamic quality when changing its mass, allows you to maximize the functionality of the proposed device.
Предлагаемая конструкция предельно проста как в изготовлении, так в эксплуатации и при регулировке. Она позволяет резко увеличить функциональные возможности рессоры за счет обеспечения возможности оперативной регулировки жесткостных характеристик рессоры непосредственно в процессе эксплуатации, сохранения неизменной собственной частоты упругой системы при изменении массы амортизируемого объекта, получения различных жесткостей рессоры и форм ее нагрузочных характеристик, причем не довольно грубых, полученных путем ступенчатой аппроксимации, а сравнительно плавных с заранее заданной погрешностью. Регулировка предлагаемой конструкции чрезвычайно проста и может быть осуществлена вручную без использования специальных исполнительных механизмов и непосредственно в процессе эксплуатации рессоры.The proposed design is extremely simple both in manufacture, in operation and during adjustment. It allows you to drastically increase the functionality of the spring by providing the ability to quickly adjust the stiffness of the spring directly during operation, to maintain the constant natural frequency of the elastic system when the mass of the depreciable object changes, to obtain different spring stiffnesses and forms of its load characteristics, and not quite rough, obtained by step approximation, and relatively smooth with a predetermined error. Adjustment of the proposed design is extremely simple and can be done manually without the use of special actuators and directly during the operation of the spring.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133009/11A RU2234012C1 (en) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Spring device with nonlinear characteristic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002133009/11A RU2234012C1 (en) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Spring device with nonlinear characteristic |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002133009A RU2002133009A (en) | 2004-06-20 |
RU2234012C1 true RU2234012C1 (en) | 2004-08-10 |
Family
ID=33413456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002133009/11A RU2234012C1 (en) | 2002-12-06 | 2002-12-06 | Spring device with nonlinear characteristic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2234012C1 (en) |
-
2002
- 2002-12-06 RU RU2002133009/11A patent/RU2234012C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4657232A (en) | Hydraulically damped mounting device | |
US3784146A (en) | Horizontal vibration isolation system | |
EP0115417A2 (en) | Hydraulically damped mounting device | |
US5060917A (en) | Hydraulic antivibratory devices | |
US20070138719A1 (en) | Fluid-filled type active vibration damping device | |
JP2010112555A (en) | Vibration isolator | |
DE59002542D1 (en) | Rubber bearing with hydraulic damping. | |
RU2234012C1 (en) | Spring device with nonlinear characteristic | |
JPH02125119A (en) | Rubber seat | |
KR101440523B1 (en) | Dynamic vibration absorber using permanent magnets | |
WO2002052159A3 (en) | Compact actuator with hydraulic seal | |
JPH0138983B2 (en) | ||
RU2657700C1 (en) | Magnetic fluid vibration damper | |
JPS595242Y2 (en) | friction damper | |
JPS6028153Y2 (en) | equipment leg device | |
JPS6112426Y2 (en) | ||
RU2657629C1 (en) | Shock absorber with quasizero hardness | |
RU2015100057A (en) | SPRING VIBRATOR KOCHETOVA | |
SU1763752A1 (en) | Vibration isolator | |
SU1705643A2 (en) | Adapter | |
JPH0231618Y2 (en) | ||
SU934079A1 (en) | Rubber-metal suspension | |
JPS5926821B2 (en) | Hydraulic shock absorber temperature characteristic compensation device | |
RU2019136036A (en) | ROD CYLINDRICAL DAMPER ELEMENT | |
RU2018138361A (en) | BAR CYLINDER DAMPING ELEMENT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041207 |