RU2245469C1 - Damper - Google Patents
Damper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245469C1 RU2245469C1 RU2003113364/11A RU2003113364A RU2245469C1 RU 2245469 C1 RU2245469 C1 RU 2245469C1 RU 2003113364/11 A RU2003113364/11 A RU 2003113364/11A RU 2003113364 A RU2003113364 A RU 2003113364A RU 2245469 C1 RU2245469 C1 RU 2245469C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic
- shock absorber
- damper
- rings
- base plates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для амортизации различного вида промышленного и транспортного оборудования, двигательных установок и аппаратуры.The invention relates to the field of engineering and can be used to absorb various types of industrial and transport equipment, propulsion systems and equipment.
Известен амортизатор в виде изогнутых тросовых упругих элементов, закрепленных на опорных плитах [1].Known shock absorber in the form of curved rope elastic elements mounted on base plates [1].
К недостаткам этого технического решения относятся сложность настройки на определенные перемещения, малая несущая способность, большие статические деформации и амплитуды колебаний, относительно высокая масса, сложность изготовления на большие нагрузки. Высокое внутреннее трение между волокнами, большие контактные нагрузки между волокнами тросов приводят к разрушению волокон, не позволяют использовать в качестве конструкционных материалов высокопрочные неметаллические волокна.The disadvantages of this technical solution include the difficulty of adjusting for certain movements, low bearing capacity, large static deformations and vibration amplitudes, relatively high mass, and the complexity of manufacturing for large loads. High internal friction between the fibers, large contact loads between the fibers of the cables lead to the destruction of the fibers, do not allow the use of high-strength non-metallic fibers as structural materials.
Известен амортизатор, принятый за прототип, содержащий опорные плиты, упругие элементы, выполненные в виде равномерно расположенных плоских пружинящих полос, изогнутых полукольцами в плоскости наименьшего сопротивления изгибу [2].Known shock absorber, adopted for the prototype, containing base plates, elastic elements made in the form of evenly spaced flat spring bands, curved in half rings in the plane of least resistance to bending [2].
Недостатками прототипа являются пониженная несущая способность из-за наличия предварительных внутренних напряжений, возникающих при изгибе плоских упругих полос во время сборки амортизатора. Эти напряжения приводят к уменьшению ресурса и ударной стойкости амортизатора. Постоянные высокие напряжения изгиба изогнутых полукольцами упругих пластин приводят к статической усталости и ухудшению амортизационных свойств конструкции, уменьшению несущей способности амортизатора. Сложность сборки таких амортизаторов, связанная с необходимостью изгиба упругих полос, требует сложной технологической оснастки и ручных немеханизированных работ, что повышает стоимость изделий и затрудняет демонтаж и ремонт амортизаторов в условиях эксплуатации.The disadvantages of the prototype are reduced bearing capacity due to the presence of preliminary internal stresses arising from the bending of flat elastic bands during assembly of the shock absorber. These stresses lead to a decrease in the resource and shock resistance of the shock absorber. Constant high bending stresses of elastic plates bent by half rings lead to static fatigue and deterioration of the cushioning properties of the structure, and to a decrease in the bearing capacity of the shock absorber. The complexity of the assembly of such shock absorbers, associated with the need to bend the elastic bands, requires complex technological equipment and manual non-mechanized work, which increases the cost of products and makes it difficult to dismantle and repair shock absorbers in operating conditions.
Изобретение направлено на улучшение амортизационных и демпфирующих свойств, а также технологичности амортизатора.The invention is aimed at improving the cushioning and damping properties, as well as the adaptability of the shock absorber.
Указанные недостатки известной конструкции устраняются тем, что амортизатор содержит упругие элементы и опорные плиты, собранные в конструкцию с натягом. Упругие элементы выполнены в виде системы упругих полуколец и упругого демпфера, установленных между опорными плитами, и стянуты друг с другом с помощью, по крайней мере, одной направляющей колонки и резьбового соединения, позволяющего регулировать величину натяга и жесткость амортизатора, причем упругие полукольца своими концами упираются в опорные плиты, а цилиндрической поверхностью сориентированы внутрь амортизатора и упираются в упругий демпфер. Упругий демпфер выполнен в форме замкнутого кольца, например цилиндрического, из высокоэластичного материала, в частности, резины, которое упирается торцевыми поверхностями в плоскости опорных плит. Упругий демпфер может быть выполнен из двух колец из высокоэластичного материала, которые установлены между опорными плитами коаксиально так, что наружное кольцо образует боковую облицовочную стенку амортизатора. Упругий демпфер может быть выполнен в виде набора упругих колец из высокоэластичного материала, установленных между опорным плитами коаксиально. Во внутренних полостях упругих полуколец могут быть установлены с натягом цилиндрические кольца из материала, обладающего высоким внутренним трением.These disadvantages of the known design are eliminated by the fact that the shock absorber contains elastic elements and base plates assembled in an interference fit structure. The elastic elements are made in the form of a system of elastic half rings and an elastic damper installed between the base plates, and are tightened together with at least one guide column and a threaded connection, which allows you to adjust the amount of interference and the stiffness of the shock absorber, and the elastic half rings end against each other in the base plates, and the cylindrical surface is oriented inside the shock absorber and abuts against the elastic damper. The elastic damper is made in the form of a closed ring, for example a cylindrical one, from a highly elastic material, in particular rubber, which abuts against the end surfaces in the plane of the base plates. The elastic damper can be made of two rings of highly elastic material, which are installed between the base plates coaxially so that the outer ring forms a side facing wall of the shock absorber. The elastic damper can be made in the form of a set of elastic rings of highly elastic material installed between the base plates coaxially. In the internal cavities of elastic half rings, cylindrical rings made of a material having high internal friction can be fitted with interference.
Упругий демпфер может быть выполнен в виде упругого цилиндрического кольца, например из композиционного материала, упирающегося своей наружной цилиндрической поверхностью в цилиндрические поверхности пары смежных упругих полуколец и в плоскости опорных плит.The elastic damper can be made in the form of an elastic cylindrical ring, for example, of a composite material abutting its outer cylindrical surface against the cylindrical surfaces of a pair of adjacent elastic half rings and in the plane of the base plates.
Упругий демпфер может быть выполнен в виде прямой призмы из высокоэластичного пористого материала, торцевые поверхности которой упираются в плоскости опорных плит. Во внутренних полостях упругих полуколец установлены закладные элементы из высокоэластичного материала, обладающего высоким внутренним трением. В упругом демпфере из высокоэластичного материала могут быть выполнены сквозные капилляры, перпендикулярные к торцевым поверхностям, для стравливания и засасывания воздуха. Упругие полукольца могут быть расположены между опорными плитами попарно, в каждой плоскости амортизации, причем симметрично в каждой паре относительно оси симметрии амортизатора. Упругие полукольца могут быть расположены между опорными плитами попарно в каждой плоскости амортизатора, причем симметрично в каждой паре относительно оси симметрии амортизатора. Упругие кольца могут быть собраны в пакеты из нескольких полуколец, располагаемых в пакетах коаксиально по типу листовой полуэллипсной рессоры, с возможностью ступенчатого регулирования несущей способности и жесткости амортизатора, путем изменения количества упругих полуколец в каждом пакете. Упругие полукольца могут быть состыкованы торцами по несколько штук в тандемы, с возможностью ступенчатого регулирования несущей способности и жесткости амортизатора путем изменения количества упругих полуколец в каждом тандеме.The elastic damper can be made in the form of a direct prism of highly elastic porous material, the end surfaces of which abut against the plane of the base plates. Embedded elements made of highly elastic material having high internal friction are installed in the internal cavities of the elastic half rings. Through capillaries perpendicular to the end surfaces can be made of highly elastic material in an elastic damper for air bleeding and suction. The elastic half rings can be located between the base plates in pairs, in each plane of depreciation, and symmetrically in each pair relative to the axis of symmetry of the shock absorber. The elastic half rings can be located between the base plates in pairs in each plane of the shock absorber, and symmetrically in each pair relative to the axis of symmetry of the shock absorber. Elastic rings can be assembled into packages of several half rings arranged in packages coaxially as a leaf semi-ellipse spring, with the possibility of stepwise regulation of the bearing capacity and stiffness of the shock absorber by changing the number of elastic half rings in each package. The elastic half rings can be joined by the ends of several pieces in tandems, with the possibility of stepwise regulation of the bearing capacity and stiffness of the shock absorber by changing the number of elastic half rings in each tandem.
Получаемый технический результат состоит в следующем:The resulting technical result is as follows:
- амортизатор обладает возможностью регулирования при сборке и по месту установки несущей способности, жесткости и высоты амортизатора в широком интервале величин;- the shock absorber has the ability to control during assembly and at the place of installation of the bearing capacity, rigidity and height of the shock absorber in a wide range of values;
- существенно повышается несущая способность конструкции и надежность амортизации ударных воздействий, благодаря совместной работе системы упругих полуколец и упругого демпфера;- significantly increases the bearing capacity of the structure and the reliability of shock absorption, thanks to the joint work of the system of elastic half rings and an elastic damper;
- существенно повышается демпфирующая способность амортизатора за счет комплексного использования эффектов многомассовости колебательной системы амортизатора, высокого внутреннего трения используемых упругих элементов из резины и композиционных материалов, трения на поверхностях контакта упругих элементов в системе упругого сопротивления воздуха в замкнутых полостях демпфера и периодического выдавливания и засасывания воздуха через открытые капилляры в упруго-эластичном материале демпфера;- significantly increases the damping ability of the shock absorber due to the integrated use of the multi-mass effects of the vibrational system of the shock absorber, high internal friction of the used elastic elements from rubber and composite materials, friction on the contact surfaces of the elastic elements in the system of elastic air resistance in the closed cavities of the damper and periodic extrusion and suction of air through open capillaries in the elastic material of the damper;
- высокая надежность и безопасность эксплуатации;- high reliability and operational safety;
- конструктивная простота амортизатора и составляющих его элементов обеспечивает высокую технологичность при изготовлении, сборке и эксплуатации амортизатора, позволяет производить сборку и ремонт амортизатора непосредственно на месте его установки.- the structural simplicity of the shock absorber and its components ensures high adaptability in the manufacture, assembly and operation of the shock absorber, allows the assembly and repair of the shock absorber directly at the installation site.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана конструкция амортизатора с кольцевым демпфером из высокоэластичного материала, а на фиг.2 показан амортизатор с демпфером из двух коаксиально установленных между опорными плитами упругих колец из высокоэластичного материала. На фиг.3 приведен пример амортизатора в плане при снятой верхней опорной плите с демпфером призматической формы из эластичного материала с системой открытых вертикальных капилляров. На фиг.4 приведены системы упругих полуколец, собранных в пакет и собранных соосно тандемом. На фиг.3 приведен амортизатор с демпфером из трех цилиндрических колец, одно из которых задавлено в полость упругого полукольца. На фиг.6 приведена в разрезе конструкция амортизатора с демпфером из системы коаксиальных тонкостенных колец из эластичного материала и эластичного заполнителя полости упругого полукольца с системой открытых горизонтальных капилляров или эластичного пенопласта.The invention is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows the design of a shock absorber with an annular damper made of highly elastic material, and Fig. 2 shows a shock absorber with a damper made of two elastic rings of highly elastic material coaxially mounted between the base plates. Figure 3 shows an example of a shock absorber in plan with the upper base plate removed with a prismatic damper made of elastic material with a system of open vertical capillaries. Figure 4 shows a system of elastic semirings assembled in a package and assembled coaxially in tandem. Figure 3 shows the shock absorber with a damper of three cylindrical rings, one of which is crushed into the cavity of the elastic half-ring. Figure 6 shows a sectional view of the design of a shock absorber with a damper from a system of coaxial thin-walled rings of elastic material and an elastic filler cavity of an elastic half-ring with a system of open horizontal capillaries or elastic foam.
На фиг.7 приведена конструкция амортизатора с демпфером в виде цилиндрического кольца из композиционного материала, полость которого заполнена эластичным пеноматериалом.Figure 7 shows the design of a shock absorber with a damper in the form of a cylindrical ring made of composite material, the cavity of which is filled with elastic foam.
Позиции на чертеже обозначают:The positions in the drawing indicate:
1 - верхняя опорная плита; 2 - нижняя опорная плита; 3 - упругие полукольца; 4 - центральный упругий демпфер; 5 - направляющая колонка с резьбовыми элементами соединения; 6 - наружный элемент упругого демпфера; 7 - кольцевой элемент упругого демпфера радиального сжатия; 8 - закладной элемент упругого демпфера.1 - upper base plate; 2 - lower base plate; 3 - elastic half rings; 4 - central elastic damper; 5 - guide column with threaded connection elements; 6 - the outer element of the elastic damper; 7 - an annular element of an elastic damper of radial compression; 8 - embedded element of the elastic damper.
Амортизатор (фиг.1, фиг.2) состоит из двух опорных плит: верхней 1 и нижней 2, между которыми установлена система упругих полуколец 3 и упругий демпфер 4 в виде кольца из высокоэластичного материала, например, из резины. Упругие кольца 3 своей внешней цилиндрической поверхностью упираются в упругую стенку центрального упругого демпфера 4, а концевыми торцами в прямоугольные пазы верхней и нижней опорных плит 1 и 2. По центру амортизатора установлена центральная колонка с резьбовыми элементами для стягивания опорных плит и регулирования величины натяга между всеми элементами конструкции.The shock absorber (figure 1, figure 2) consists of two base plates: upper 1 and lower 2, between which a system of
Упругий демпфер 4 может быть выполнен в виде прямоугольного упругого кольца, вдоль боковых поверхностей которого установлены две параллельные взаимно уравновешивающие друг друга подсистемы соосных полуколец (фиг.1).The
Упругий демпфер 4 может быть выполнен в виде круглого цилиндрического кольца или призмы из высокоэластичного материала, например, из эластичного пенопласта с закрытой или открытой пористостью, либо из эластомерного материала с системой вертикальных и/или горизонтальных сквозных капилляров (фиг.3).The
Упругий демпфер 4 может быть выполнен из двух упруго-эластичных кольцевых элементов 4 и 6, между которыми с натягом расположены кольцевые элементы радиального сжатия 7, позволяющие увеличить несущую способность и амортизационно-демпфирующие характеристики конструкции.The
Упругий демпфер 4 может быть выполнен из набора упруго-эластичных кольцевых элементов, установленных между опорными плитами коаксиально (фиг.6) или/и упруго-эластичных закладных элементов 8, выполненных из эластичного пенопласта с закрытой или сообщающейся пористостью, либо из эластомера с системой сквозных капилляров, перпендикулярных торцевым поверхностям закладных элементов (фиг.6 и фиг.7).The
Упругие полукольца 3 могут быть выполнены из композиционного материала, например, стеклопластика, из пружинной стали, бронзы и другого высокопрочного упругого материала, обладающего пружинящими свойствами. Концы полуколец своим торцевым срезом должны упираться в специальные поребрики, выполненные на опорных плитах (фиг.1, фиг.3, фиг.7), либо в направляющие колонки 5 (фиг.6), а также могут быть утоплены в пазах поребриков опорных плит.The
Упругие кольца 3 в системе амортизации между опорными плитами 1 и 2 могут быть установлены вдоль плоских боковых стенок прямоугольного кольцевого демпфера 4 двумя параллельными рядами полуколец, расположенных соосно в каждом ряду (фиг.1), либо полукольца могут быть установлены попарно друг напротив друга (фиг.3). Причем плоскости амортизации полуколец относительно оси симметрии амортизатора могут быть расположены под углом 90°, т.е. крестообразно, либо под углом (360/n)°, где n - число полуколец в системе амортизации, установленных между опорными плитами осесимметрично на равном расстоянии друг от друга по угловой координате.The
Для увеличения или регулировки несущей способности, т.е. грузоподъемности, а также жесткости амортизатора каждое упругое кольцо 3 может быть сформировано из пакета упругих полуколец разного диаметра, установленных одно в другое по типу “матрешки”, и/или из полуколец одинакового диаметра, состыкованных боковыми торцами друг с другом по схеме “тандема” соосно (фиг.4). Причем упругие кольца в этих “наборах” могут быть выполнены из одинакового конструкционного материала, например стеклопластика, либо из разных, например часть из углепластика, а часть из стеклопластика или пружинной стали.To increase or adjust the bearing capacity, i.e. each
Направляющая колонка 5 с резьбовыми элементами соединения в амортизаторе предпочтительно имеет центральное расположение (фиг.1, фиг.2) и шарнирный элемент для компенсации перекосов опорных плит, например в виде шайбы или пакета шайб, обеспечивающих две угловые степени свободы в системе амортизатора. Это может быть тарельчатая шайба, или эластомерная шайба, или пакет, по крайней мере, из двух шайб с конусно-сферическим стыком.The
Амортизатор может иметь несколько направляющих колонок 5, расположенных в одной плоскости амортизации (фиг.7) или по углам его опорных плит (фиг.3).The shock absorber may have
Принцип работы амортизатора следующий.The principle of the shock absorber is as follows.
При воздействии внешней ударной или периодической нагрузки на одну из опорных плит амортизатора или на обе одновременно плиты 1 и 2 сближаются друг с другом, преодолевая упругое сопротивление системы полуколец 3, упругое высокоэластичное сопротивление элементов демпфера 4, в частности элементов 4, 6, 7, 8, обладающих высоким внутренним трением, упругое сопротивление воздуха, оказавшегося спертым внутри полости кольцевых элементов демпфера, а также в замкнутых и сообщающихся порах и сквозных капиллярах эластомерных материалов, из которых изготовлены упругие элементы демпфера, а также на преодоление сил трения на поверхностях контакта конструктивных элементов амортизатора и сил аэродинамического сопротивления воздуха, вытесняемого из полостей амортизатора и демпфера через сквозные капилляры и торцевые стыки с поверхностями опорных плит.When an external shock or periodic load is applied to one of the base plates of the shock absorber or to both
В процессе поглощения энергии удара часть ее необратимо трансформируется в тепло, часть расходуется на совершение работы, связанной с деформацией элементов конструкции, их перемещением и вытеснением воздушных масс через капилляры. Однако значительная часть энергии абсорбируется упругими элементами конструкции, которая стремится вернуть систему в исходное состояние. Доминирующую роль на этом этапе выполняют упругие полукольца 3 амортизатора, которые стремятся развести опорные плиты в исходное состояние и восстановить формы и структуру пористых и капиллярных систем элементов демпфера. На этот процесс также необратимо расходуется значительная часть упругой энергии удара, поглощенной, т.е. аккумулированной, упругими элементами амортизатора: полукольцами, демпфером, опорными плитами и др. В частности, значительная часть энергии расходуется на работу по заполнению разреженных объектов внутренних полостей демпферов и амортизатора атмосферным воздухом, засасываемым через сквозные капилляры и сообщающуюся пористость, а также на преодоление внутреннего трения в материале демпфера и внешнего трения на поверхностях подвижных и неподвижных контактов. Часть энергии опять же аккумулируется упругими элементами конструкции: направляющими колонками, опорными плитами, полукольцами. Если аккумулированная упругая энергия достаточно велика, то цикл амортизации и демпфирования повторится, причем столько раз, сколько потребуется для восстановления исходного равновесного состояния системы амортизатора. Система позволяет осуществлять настройку и регулировку амортизационно-демпфирующей характеристики амортизатора путем введения в систему амортизации дополнительных закладных упругих полуколец 3 или закладных упругих демпфирующих элементов 7 и/или 8.In the process of absorption of impact energy, part of it is irreversibly transformed into heat, part is spent on work related to the deformation of structural elements, their movement and displacement of air masses through capillaries. However, a significant part of the energy is absorbed by the elastic structural elements, which seeks to return the system to its original state. The dominant role at this stage is played by the
При необходимости амортизатор можно настраивать на апериодический режим амортизации.If necessary, the shock absorber can be adjusted to the aperiodic mode of depreciation.
Источники информации:Sources of information:
1. SU, Авторское свидетельство №380883, F 16 F 3/02, 1970.1. SU, Copyright Certificate No. 380883, F 16
2. SU, Авторское свидетельство №422888, F 16 F 3/02, 1972.2. SU, Copyright certificate No. 422888, F 16
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113364/11A RU2245469C1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003113364/11A RU2245469C1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Damper |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003113364A RU2003113364A (en) | 2004-10-20 |
RU2245469C1 true RU2245469C1 (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=35139062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003113364/11A RU2245469C1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2245469C1 (en) |
-
2003
- 2003-04-29 RU RU2003113364/11A patent/RU2245469C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100427848B1 (en) | A Structural Bearing with a Double Shock Absorbing Device | |
US9194452B2 (en) | High stiffness vibration damping apparatus, methods and systems | |
CA2800853C (en) | A device for isolating an object from external motions | |
JPH0223739B2 (en) | ||
CN101629610B (en) | Amplitude selective shock absorber | |
EP2821668A1 (en) | Vibration-insulating device and system | |
TWI286118B (en) | Balancing apparatus for elevator | |
CN1097191C (en) | Vibration isolation device and method | |
JPH028525A (en) | Spring element | |
RU2245469C1 (en) | Damper | |
KR101524855B1 (en) | Cylindrical vibration control device having high-damping rubber | |
RU2298119C1 (en) | Method of vibration isolation and vibration isolator with quasi-zerorigidity | |
KR20090033673A (en) | Truss bridge for absorbing vibration | |
CN113503336B (en) | Constant-accurate zero-rigidity vibration isolator | |
JP2015117791A (en) | Vibration damper and suspension using the same | |
RU2661632C1 (en) | Spatial vibration isolator of frame type | |
RU2662353C1 (en) | Spatial vibration isolator of frame type | |
KR200267332Y1 (en) | A Structural Bearing with a Double Shock Absorbing Device | |
RU2503862C2 (en) | Hydraulic vibration support | |
RU2426920C1 (en) | Vibratory bearing | |
RU2657131C1 (en) | Vibration isolator with belleville springs | |
KR102483798B1 (en) | Multi-directional vibration control device with a long lifespan by blocking daily vibration | |
CN213451481U (en) | Shock-absorbing structure, inertia measuring device and movable platform | |
CN219263055U (en) | High-bearing automobile leaf spring | |
RU2662342C1 (en) | Spatial vibration isolator of frame type |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050430 |