АМОРТИЗАТОР
SHOCK ABSORBER

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты от вибрации и ударов различного оборудования и объектов.
Уровень техники
Известен виброизолятор, содержащий эластомерный упругий элемент, в средней части которого помещена обойма, а в центральном отверстии виброизолятора установлена втулка с прижимными шайбами, см. JP 2008255999 (A), F16F 1/36, 15/08.
Указанный виброизолятор имеет следующие недостатки: с помощью этой конструкции виброизолятора невозможно выполнить виброзащиту изделий с небольшой массой и низкочастотным резонансом, так как упругие колебания в виброизоляторе осуществляются в основном только за счет сжатия и выпучивания упругого элемента, а также не используются его изгибные деформации.
Известен также «Амортизатор», патент РФ №2050483, включающий эластомерный упругий элемент, выполненный из двух частей, внешняя поверхность каждой из которых образована цилиндрической поверхностью, переходящей с одной стороны в часть торовой поверхности, а с другой стороны в коническую поверхность с вершиной конуса, направленной противоположно части торовой поверхности. На конической поверхности каждой части эластомерного упругого элемента выполнены цилиндрические впадины, равномерно расположенные на поверхности конуса, оси которых расположены радиально к оси амортизатора. В центре каждой части эластомерного упругого элемента со стороны конической поверхности выполнена расточка в виде части торовой поверхности, в них расположена втулка. Амортизатор содержит обойму для крепления амортизатора к основанию, а в обойме, снабженной ребордами, помещены эластомерные упругие элементы.
Однако на повышенных уровнях вибрационных и ударных воздействиях эластомерные упругие элементы амортизатора выскакивают из обоймы и «садятся» на края реборд обоймы, что снижает надежность функционирования. Амортизатор перестает функционировать.
Техническая задача, на достижение которой направлено изобретение, является повышение надежности функционирования амортизатора и эффективности виброизоляции за счет возможности снижения резонансной частоты амортизатора, в том числе для оборудования с малой весовой нагрузкой.
Сущность изобретения
Для достижения технического результата в амортизаторе, содержащем эластомерный упругий элемент, выполненный из двух частей, с внешней поверхностью каждой части эластомерного упругого элемента, образованной цилиндрической поверхностью, переходящей с одной стороны в часть торовой поверхности, а с другой стороны в коническую поверхность, с вершиной конуса, направленной противоположно части торовой, с цилиндрическими впадинами, равномерно расположенными на конической поверхности каждой части эластомерного упругого элемента, оси которых расположены радиально к оси амортизатора, с расточкой в виде части торовой поверхности, выполненной в центре каждой части эластомерного упругого элемента со стороны конусной поверхности, расположенную в них втулку, обойму для крепления амортизатора к основанию и помещенные в обойме эластомерные упругие элементы, обойма выполнена из двух частей в виде стаканов в форме усеченных прямых круговых конусов с центральными отверстиями в каждом дне стакана, принятого за вершину усеченного конуса, а края стаканов - за основания конусов, жестко соединенных друг с другом по их торцевой плоскости. На втулке в средней части амортизатора расположена шайба, с которой с обеих сторон своими внешними торовыми поверхностями соединены части эластомерного упругого элемента, конические поверхности которых обращены в дно стаканов. Один торец втулки выведен через отверстие в дне первого стакана для присоединения к оборудованию, а другой торец втулки выполнен с утолщенной пятой и обращен в отверстие второго стакана.
При этом упругие элементы устанавливают между шайбой и дном стаканов без клея, за счет предварительного поджатия.
Кроме того, твердые края шайбы на втулке и отверстия в дне стаканов обоймы обрезинены, а обойма выполнена из металла или пластмассы, например стеклопластика. Последнее значительно упростит ее изготовление и повысит потребительские характеристики: снизит вес и повысит температуру применения амортизатора. Для монтажа амортизатора на основание обойма снабжена фланцами в средней или нижней частях амортизатора.
Таким образом, существенными отличительными признаками изобретения является то, что оно обеспечивает функционирование амортизатора на повышенных уровнях вибрационных и ударных воздействиях за счет исключения выскакивания эластомерного упругого элемента амортизатора из обоймы, что повышает его надежность и увеличивает эффективность виброизоляции оборудования за счет возможности снижения частоты резонансных колебаний.
Перечень фигур на чертежах:
фиг.1 представляет продольный разрез амортизатора по оси, выполненного в соответствии с изобретением, в варианте установки крепежного фланца в середине амортизатора;
фиг.2 представляет вид сверху на амортизатор по фиг.1;
фиг.3 - продольный разрез амортизатора по оси, выполненный в варианте с установкой крепежного фланца внизу амортизатора;
на фиг.4 представлен вид сверху на амортизатор по фиг.3;
на фиг.5 изображен продольный разрез эластомерного упругого элемента по оси, выполненного для установки на амортизаторы, представленные на фиг.1 и 3;
на фиг.6 - вид сверху на эластомерный упругий элемент.
Осуществление заявляемого изобретения
Амортизатор, см. фиг.1, 2, содержит обойму, состоящую из двух частей, выполненных в виде стаканов 1 и 2 в форме усеченных прямых круговых конусов с центральными отверстиями 12 в дне стаканов и жестко соединенных друг с другом краями стаканов по торцевой плоскости. На втулке 7 в средней части амортизатора расположена шайба 4, на верхней и нижней поверхностях которой симметрично размещены своими внешними торовыми поверхностями и прижаты к ним части эластомерного упругого элемента 3, конические поверхности 15 которых обращены в дно стаканов 1 и 2.
Стаканам 1 и 2 придана коническая форма для увеличения объема в местах деформации выпучивающихся поверхностей эластомерных упругих элементов 3 и увеличения пространства для перемещения шайбы 4 в горизонтальном направлении.
Для монтажа амортизатора к основанию на обойме, состоящей из двух стаканов, образованы фланцы 5 и 6, см. фиг.1, 2, 3 и 4.
Один торец втулки 7 в верхней части выведен через отверстие 12 в дне верхнего стакана для присоединения к оборудованию, а другой торец втулки 7 выполнен с утолщенной пятой 8 и обращен в отверстие второго стакана 2.
Втулка 7 с шайбой 4, пятой 8, резьбовым отверстием 9 и фланцем с лысками 10 выполнены одной деталью. Две части эластомерного упругого элемента 3 размещены внутри частей обоймы. Пята 8 на втулке 7 препятствует соскакиванию упругого элемента 3 с края втулки 7 при его перемещении на втулке. Торец втулки 7 с резьбовым отверстием 9 и фланцем с лысками 10 под гаечный ключ выходит через отверстие 12 в дне стакана 1 и служит для монтажа оборудования на амортизатор. Отверстие в дне другого стакана 2 исключает соударение пяты 8 о дно этого стакана 2 при перемещении втулки 7 вниз.
Резиновые кольца 11 на краях шайбы 4 и отверстиях в стаканах 1 и 2 уменьшают намины поверхностей 19 эластомерных упругих элементов 3 жесткими краями шайбы 4 и отверстий в стаканах.
Обе части обоймы могут быть выполнены в зависимости от потребности как из металла, так и из пластмассы, например стеклопластика. Последнее значительно упростит ее изготовление и повысит потребительские характеристики: снизит вес и повысит температуру применения амортизатора.
Каждая часть эластомерного упругого элемента выполнена с центральным отверстием 14, торцевой конической поверхностью 15, на которой образованы цилиндрические впадины 16, боковой цилиндрической поверхностью 18, переходящей в тороидальную образующую 19, при этом на торцевой конической поверхности выполнена тороидальная расточка 17, см. фиг.5.
В центре каждой части эластомерного упругого элемента на торцевой конической поверхности 15 равномерно распределены цилиндрические впадины 16, оси которых расположены радиально к оси амортизатора, см. фиг.6.
Части эластомерного упругого элемента 3 своими отверстиями 14 помещаются на цилиндрической части втулки 7 с небольшим натягом, см. фиг.1, 3 и 5. При этом торовые поверхности 19 упругих элементов 3 прижимаются к шайбе 4, а конические поверхности 15 упираются в дно стаканов 1 и 2. Упругие элементы 3 устанавливаются между шайбой 4 и дном стаканов 1 и 2 без клея, за счет предварительного поджатия.
На фиг.3 и 4 показан заявляемый амортизатор, но с расположением крепежного фланца 6 внизу амортизатора в плоскости дна конического стакана 2.
Амортизатор также содержит две части эластомерного упругого элемента 3, шайбу 4, втулку 7, выполненную с пятой 8, фланцем 10, резьбой 9, обойму из двух частей 1 и 2, жестко соединенных друг с другом в средней части амортизатора, например, скобой 13.
Части эластомерного упругого элемента 3 находятся в замкнутом пространстве между поверхностями стаканов 1 и 2, шайбой 4, что исключает их выпадение из этого пространства и сохраняет эффект демпфирования за счет постоянного контакта упругих элементов о поверхности обоймы при повышенных уровнях вибрационных и ударных воздействиях.
Таким образом, существенными отличительными признаками изобретения является то, что оно обеспечивает функционирование амортизатора на повышенных уровнях вибрационных и ударных воздействиях за счет исключения соскакивания частей эластомерного упругого элемента амортизатора, что увеличивает надежность функционирования и улучшение виброизоляции оборудования за счет возможности снижения резонансной частоты амортизатора.
Работа амортизатора
Вибрационные и ударные нагрузки, действующие на обойму 1 и 2, гасятся в упругих элементах 3 в зарезонансном диапазоне частот. При этом упругие элементы работают как на сжатие, так и на изгиб, что позволяет при небольших массах упругих элементов обеспечивать большие деформации и повысить эффективность виброизоляции за счет выполнения амортизации с резонансом на низких частотах, в том числе для виброзащиты изделий с небольшой массой.
Резонансные колебания в амортизаторе снижаются за счет внутренних потерь в эластомере 3, трения упругих элементов о втулку 7 и внутренней поверхности стаканов 1 и 2 и шайбу 4. Расчетные геометрические размеры упругих элементов 3 обеспечивают резонансную частоту амортизатора в широком диапазоне частот, в том числе низкочастотную при заданной весовой нагрузке оборудования, что повышает эффективность виброизоляции амортизатора.