АМОРТИЗАТОР
SHOCK ABSORBER

Изобретение относится к устройствам смягчения ударов в конструкциях машин и сооружений в целях защиты от сотрясений и больших нагрузок. Амортизатор может быть использован в качестве опорной и неопорной (подвески трубопроводов, упругие элементы муфт, упоры и т.д.) упругой связи объектов в любой области техники.
Известен амортизатор - патент на полезную модель РФ №55061, кл. F16F 7/14, принятый за прототип, содержащий тросовый упругодемпфирующий виброгаситель, ударозащитное устройство из пружин сжатия, опорные диски с внутренним выступом и резьбовым отверстием, прижимные кольца с продольными резьбовыми отверстиями по окружности, установленные на обращенных друг к другу поверхностях опорных дисков, между которыми и прижимными кольцами с помощью крепежных средств фиксируются узловые точки тросового упругодемпфирующего виброгасителя. Тросовый упругодемпфирующий виброгаситель выполнен из одного куска троса, который в собранном амортизаторе имеет зигзагообразную форму. Зигзаги-выступы поочередно сплетены вокруг крепежных болтов верхнего и нижнего опорных фланцев. Зигзаги-выступы обращены радиально к оси амортизатора, а тросовые стержни имеют форму полуколец, которые в совокупности образуют в свободном - нерабочем состоянии амортизатора шарообразный каркас.
Недостатками известного амортизатора являются:
1. Недостаточная долговечность работы тросового упругодемпфирующего виброгасителя;
2. Недостаточная компактность амортизатора.
Недостаточная долговечность работы тросового упругодемпфирующего виброгасителя заключается в предварительном напряженном состоянии тросовых полуколец в свободном - нерабочем состоянии амортизатора. Напряженное состояние тросовых полуколец увеличивается и под действием статической нагрузки на амортизатор, т.е. когда амортизатор установлен под объект. Поэтому свободный ход полуколец в пределах упругой деформации ограничивается. Однако для смягчения ударов в конструкциях машин и сооружений при больших нагрузках упругие и упругодемпфирующие элементы должны обеспечить требуемый свободный ход амортизатора.
Поэтому предел-запас упругой деформации тросовых полуколец и свободный ход по оси амортизатора - прототипа от воздействия ударов ограничен. Это приводит к ускорению зарождения и развития усталостных трещин до разрушения проволок тросовых полуколец и, следовательно, к снижению эффективности вибрационной защиты, долговечности виброгасителя и амортизатора в целом.
Недостаточная компактность известного амортизатора заключается в расположении тросовых полуколец за пределы опорных дисков и образовании свободного паразитного пространства.
Техническими результатами данного изобретения являются увеличение долговечности и компактности амортизатора.
Указанные технические результаты достигаются тем, что:
1. Трос виброгасителя выполнен из отдельных кусков.
2. Каждый кусок троса в собранном амортизаторе имеет форму одного зигзага-выступа с двумя стержнями. Концы стержней имеют форму крюка.
3. Одно из прижимных колец выполнено с дополнительными продольными отверстиями по окружности под крюки тросовых стержней.
4. Канатные крюки стержней и зигзаги радиально от оси амортизатора повернуты наружу.
5. Тросовые стержни - упругодемпфирующие элементы виброгасителя параллельно оси и вокруг пружины сжатия образуют каркас в виде цилиндрической оболочки.
Таким образом, стержневая конструкция упругодемпфирующего элемента исключает изгиб тросовых стержней в свободном - нерабочем состоянии амортизатора. Незначительная деформация тросовых стержней происходит только от статической нагрузки на амортизатор, т.е. когда амортизатор установлен под объект. Поэтому в отличие от прототипа в предлагаемом техническом решении запас на дальнейший изгиб тросовых стержней, достаточный для обеспечения необходимого значения свободного хода при ударах и сотрясениях, следовательно, и обеспечения долговечности амортизатора.
При ударах канатные стержни изгибаются и цилиндрическая оболочка приобретает квазишарообразную форму. При этом диаметр квазишара не превышает диаметра опорных дисков амортизатора, что обеспечивает компактность амортизатора.
Техническое решение поясняется чертежами, на фиг.1 представлен продольный разрез амортизатора, на фиг.2 - вид сверху и на фиг.3 - вид снизу.
Амортизатор содержит упругий элемент 1 из пружины сжатия в качестве ударозащитного устройства, упругодемпфирующий элемент 2 из отдельных кусков стального троса, опорные диски 3, 4, прижимные кольца и крепежные средства 7, 8 (фиг. 1-3).
Каждый кусок троса в собранном амортизаторе имеет форму одного зигзага - выступа D (фиг.1, 3) с двумя стержнями Е. Концы стержней Е имеют форму крюка F (фиг.1, 2). Одно из прижимных колец, например верхнее 6 (фиг.1, 2), выполнено по окружности с дополнительными отверстиями G под крюки F тросовых стержней Е. Тросовые стержни в совокупности образуют упругодемпфирующий элемент виброгасителя, имеющий форму каркаса в виде цилиндрической оболочки. В комплект упругодемпфирующего гасителя входят тросовый упругодемпфирующий элемент Е, зигзаги-выступы D, крюки F, крепежные средства 7, 8 с опорными дисками 3, 4 и прижимные кольцами 5, 6.
Основным упругим элементом виброизолятора является пружина сжатия 1 в качестве ударозащитного устройства. Для обеспечения возможности надежной работы пружины сжатия опорные диски 3, 4 с внутренней стороны выполнены с выступами А, В.
Для крепления амортизатора с одной стороны к объекту, а с другой к фундаменту выступы А, В опорных дисков 3, 4 выполнены с резьбовыми отверстиями С. Для этой же цели в случае необходимости могут быть использованы часть резьбовых отверстий Н, так как для зигзагов-выступов D (фиг.3) используются половины этих отверстий Н.
Достаточное количество крепежных средств 7, 8 (фиг. 1-3) гарантирует надежность крепления упругодемпфирующего тросового элемента.
Крепежные средства 7 вместе с опорным диском 3 и прижимным кольцом 6 обеспечивают надежную фиксацию крюков F. Размещение концов крюков дополнительно в отверстиях G прижимного кольца 6 обеспечивает дополнительную надежность крепления и компактность амортизатора.
При работе объект пружина 1 выполняет ударовиброзащитноизолирующую функцию от воздействия возмущающих сил, моментов, сотрясений и ударов, а стержни Е стального троса - функцию демпфирования, т.е. быстрого гашения колебаний (или затухания).
Последнее происходит за счет внутреннего (вязкого) трения в материале проволок и внешнего (сухого) трения между проволоками жил каната.
Как следует из фиг.1, конструктивные особенности амортизатора обеспечивают достаточный свободный ход - до 80% его высоты. Последний обеспечивает ударозащиту объекта, поскольку при ударе происходит наибольшее сближение опорных фланцев 3, 8 с прижимными кольцами 5, 6. Главное, что при таких жестких условиях работы амортизатора тросовые стержни F упругодемпфирующего элемента 2 (фиг.1) работают с напряжением на изгиб, ниже допустимых, с сохранением упругости.
Таким образом, конструктивные особенности элементов амортизатора и амортизатора в целом, а также принцип работы упругодемпфирующего элемента 2 виброгасителя (фиг.1) по сравнению с прототипом обеспечивают достаточную долговечность (не менее 10 лет) и компактность амортизатора, поэтому изобретение является новым и полезным.
Анализ известных технических решений в данной области и в смежных отраслях показывает, что такие конструкции амортизаторов с указанными особенностями, преимуществами и отличительными признаками не известны.