SU1763752A1 - Виброизол тор - Google Patents

Abstract

Использование: дл  снижени  динамических нагрузок на объекты, подверженные механическим свойствам. Сущность изобретени : виброизол тор содержит корпус, шток, подпружиненный с двух сторон вкладыш , мембрану, жестко св занную по периферии с корпусом, а в средней части - со штоком, соосно установленную на нем лепестковую пружину со сферическими опорами на концах и дополнительные пружины. На внутренней поверхности вкладыша выполнена кольцева  проточка радиусом, равным радиусу сферических опор, глубиной, равной лепестковой пружине. Диаметр лепестковой пружины выбран равным или большим рассто ни  от оси виброизол тора до дна проточки вкладыша 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам виброзащиты приборов оборудовани  и может быть использовано дл  снижени  динамических нагрузок на объекты, подверженные механическим воздействи м .

Известно устройство дл  защиты от вибраций и ударов узлов и блоков радиоэлект- ронной аппаратуры 1, содержащее опорные основани , корпус, коаксиалъно размещенное в нем демпфирующее устройство , включающее втулку, две параллельно расположенные шайбы, установленные соосно на втулке, размещенные между ними функциональные элементы в виде кольцевых подпружиненных в радиальном направлении секторов дл  взаимодействи  с поверхностью корпуса, пружину, установленную коаксиально на втулке дл  взаимодействи  одним концом с шайбой, причем корпус выполнен в виде части тора, обращенной вогнутостью к фрикционным элементам , а обращенные одна к другой поверхности шайб и соответствующие им поверхности фрикционных элементов выполнены также в виде части тора, на втулке выполнен упор, а пружина установлена с начальным нат гом дл  взаимодействи  свободным концом с упором.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению  вл етс  амортизатор 2, в котором в качестве упругого элементы использованы 2 соосные конические пружины сжати , расположенные в цилиндрическом корпусе. Также имеетс  выполненна  из фрикционного материала, зажата  между коническими пружинами чашеобразна  диафрагма, снабженна  упругим разжимным кольцом, прижимающим закраины диафрагм к внутренней поверхности корпуса. Амортизатор снабжен ограничивающей ход штока амортизационной шайбой, сплетенной из проволоки и уложенной на дно корпуса

XJ

сь

СА) М СП

Ю

Устройство работает следующим образом .

При воздействии вибрации, одновременно со сжатием конических втулок пружин перемещаетс  диафрагма, трением закраин о внутреннюю поверхность корпуса обеспечивающа  рассеивание энергии в амортизаторе, достига  тем самым эффекта снижени  амплитуды внешнего возбуждени .

Недостатком указанного устройства  вл етс  наличие  рко выраженного резонанса , что при длительном действии внешнего возбуждени  на частотах, близких к резонансным , приводит к его пробою, а следовательно , к дополнительным динамическим нагрузкам на защищаемый объект.

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение эффективности виброизол ции объектов, устанавливаемых на подвижных носител х, заключающейс  в снижении амплитуд абсолютного ускорени  и смещени  объекта за счет изменени  жесткости системы на резонансных частотах. ,

Указанна  цель достигаетс  тем, что виброизол тор содержит корпус, шток, вкладыш, подпружиненный с двух сторон. Виброизол тор также снабжен устройством изменени  жесткости, выполненным из хлопающей мембраны, прикрепленной по периферии к выступам стенок корпуса, лепестковой пружины, прикрепленной в центральной части вместе с мембраной к нижнему концу штока, верхним концом св занного с объектом. При этом лепесткова  пружина помещена внутри вкладыша, установленного на дополнительных винтовых пружинах, одновременно на внутренней поверхности вкладыша выполнена кольцева  проточка, а на концах лепестков пружины имеютс  сферические опоры с радиусом, равным радиусу проточки, а глубина проточки равна или меньше ее радиуса. Радиус лепестковой пружина выбран равным или большим рассто ни  от оси виброизол тора до дна проточки вкладыша.

Такое выполнение виброизол тора обеспечивает скачкообразное изменение жесткости системы при подходе частоты внешнего воздействи  к резонансной, что реализует заданную цель - повышение эффективности .

На фиг.1 изображен вариант виброиэо- л тора в первом (исходном) положении; на фиг.2 - устройство изменени  жесткости во втором положении (с увеличенной жесткостью ); на фиг.З - мембрана и лепесткова  пружина.

Виброизол тор содержит корпус 1, ко- аксиально размещенное в нем устройство изменени  жесткости, включающее вкладыш 2, установленный на цилиндрических

винтовых пружинах 3 и 4, хлопающую мембрану 5, прикрепленную по периферии к выступам б стенок корпуса и лепестковую пружину 7, скрепленную в центральной части вместе с мембраной с нижним концом

штока 8, верхним концом св занного с объектом 9. При этом между мембраной 5 и торцевыми крышками 10,11 корпуса 1 размещены конические пружины 12,13, а на внутренней поверхности вкладыша выполнена поперечна  проточка 14 с радиусом, равным радиусу сферических опор 15, укрепленных на концах лепестков пружины 7 и глубиной, равной или меньшей ее радиуса. Дл  реализации попадани  опоры в паз

необходимо выполнить следующие услови ; рассто ние от оси опоры лепестковой пружины до оси проточки должно быть равно. заданному прогибу мембраны; диаметр лепестковой пружины равен или больше рассто ни  от оси виброизол тора до дна проточки вкладыша.

Виброизол тор работает следующим образом.

В исходном состо нии (состо нии поко ) виброизол тор реализует схему упругого подвеса изолируемого объекта. Статическую нагрузку воспринимает мембрана 5 и коническа  пружина 13. Система обладает суммарной жесткостью: С Cm +

Ck, где Cm - жесткость мембраны, С« - жесткость конической пружины.

Рассмотрим работу виброизол тора на примере воздействи  на объект кинематического возмущени 

|(t) |0 cos ft)t,

где Јо - амплитуда колебани  носител ; О) - частота колебаний. Вначале проследим поведение системы при изменении частоты колебаний от 0 до

од, где - перва  собственна  частота системы (первый резонанс), определ ема  из соотношени :

,

m

где m - масса изолируемого объекта.

При воздействии на систему кинематического возмущени  с частотами 0 «ы «1 и амплитудой Ј виброизол ци  осуществл етс  за св зи источника и объекта посредством мембраны 5 и конических пружин 12 и 13. Мембрана 5 находитс  в верхнем положении устойчивого равновесии . Лепестки 7 подпружинены, но благодар  малому коэффициенту трени  между их опорами 15 и вкладышем 2 свободно перемещаютс  относительно последнего.

Вкладыш 2 тем самым не оказывает воздействи  на цилиндрические пружины 3 и 4. Они выключены из работы.

При подходе к резонатору о + «MI амплитуда колебаний объекта возрастает, а следовательно , возрастает и амплитуда колебаний мембраны 5, и при достижении критической величины мембрана 5 прохлопываетс  и занимает нижнее положение устойчивого равновеси . Одновременно опоры 15 лепестковой пружины 7 попадают в проточку 14 вкладыша 2 и фиксируютс  в них. Нагрузки через вкладыш 2 передаютс  на цилиндрические пружины 3 и 4, включа  их в работу. Происходит скачкообразное изменение жесткости системы в сторону увеличени , т.к. пружины 3 и 4 установлены параллельно пружинам 12,13 и мембране 5. Теперь жесткость системы:

С - Cm + Ck + Сл + Сц, а нова  резонансна  частота

oJ2 уЈм Ь Ck + Сл + Сц m

г

При дальнейшем нарастании со и приближении ее к (О2 снова происходит увеличение амплитуды колебаний и при достижении критической мембрана 5 вер5 нетс  в верхнее положение устойчивого равновеси , при этом опоры 15 лепестковой пружины 7- выйдут из проточки 14 вкладыша 2, произойдет разгрузка пружин 3 и 4, а система снова станет м гкой.

0 Ф о рмул а изо брете н и  

Виброизол тор, содержащий корпус, шток, вкладыш, подпружиненный с двух сторон, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности вибро5 изол ции за счет изменени  жесткости на резонансной частоте, он снабжен мембраной , жестко св занной по периферии с корпусом , а в средней части - со штоком и соосно установленной на нем лепестковой

0 пружиной со сферическими опорами на концах и дополнительными пружинами, размещенными между мембраной и торцами корпуса, на внутренней поверхности вкладыша выполнена кольцева  проточка с ра5 диусом, равным радиусу сферических опор, и с глубиной, равной или меньшей их радиусу , а радиус лепестковой пружины выбран равным или большим рассто нию от оси амортизатора до дна проточки вкладыша.

1 фиг,1

фиг. г

/

фиг.з

Claims (1)

1. | Формулаизобретения Виброизолятор, содержащий корпус, шток, вкладыш, подпружиненный с двух сторон, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности виброизоляции за счет изменения жесткости на резонансной частоте, он снабжен мембраной, жестко связанной по периферии с корпусом, а в средней части - со штоком и соосно установленной на нем лепестковой пружиной со сферическими опорами на концах и дополнительными пружинами, размещенными между мембраной и торцами корпуса, на внутренней поверхности вкладыша выполнена кольцевая проточка с радиусом. равным радиусу сферических опор, и с глубиной, равной или меньшей их радиусу, а радиус лепестковой пружины выбран равным или большим расстоянию от оси амортизатора до дна проточки вкладыша.

   фиг.З ’