ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР С КВАЗИНУЛЕВОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ

Полезная модель относится к средствам виброзащитной техники, а именно к опорным виброизолирующим элементам для подвески оборудования.
Известен пневматический амортизатор, содержащий пневмокамеру, для восприятия вертикальной нагрузки, образованную верхним и нижним фланцами, упругий элемент в виде пневмобаллона для восприятия горизонтальной нагрузки [Авторское свидетельство SU 1044861 A, F16F 9/04. Пневматический амортизатор. Опубл. 30.09.83, Бюл. №36].
Недостатком этого амортизатора является то, что этот амортизатор обеспечивая постоянную частоту собственных колебаний не обладает квазинулевой жесткостью.
Известен также пневматический амортизатор, содержит резервуар, кожух и установленный между крышками резервуара и кожуха пакет чередующихся между собой шайб и пневмобаллонов, выполненных в виде тора [Авторское свидетельство SU 1216483 A, F16F 9/04. Пневматический амортизатор. Опубл. 07.03.86, Бюл. №9].
Его достоинством является обеспечение стабильности статического положения. Однако этот амортизатор также не обладает квазинулевой жесткостью.
Известна пневматическая подвеска сидения транспортного средства, которая состоит из деформируемой камеры, представляющей собой подушку сидения, дополнительной камеры и замкнутой оболочки из воздухонепроницаемого материала, соединенной каналом с подушкой сидения [Авторское свидетельство 979751, F16F 9/04. Пневматическая подвеска сидения транспортного средства. Опубл. 07.12.82, Бюл. №45].
Авторы утверждают, что подбором соотношения объемов камер достигается пологая характеристика рабочей зоны подвески, однако ее конструкция проработана очень слабо и требует дополнительного исследования.
Наиболее близким к заявляемому пневматическому амортизатору с квазинулевой жесткостью по технической сущности и -достигаемому техническому результату, является пневматический амортизатор [Авторское свидетельство SU 1106936, F16F 9/04. Пневматический амортизатор. Опубл. 07.08.1984, Бюл. №29] содержащий обойму, пуансон и размещенную между ними резинокордную диафрагму различных эффективных диаметров, снабженный догружающей оболочкой взаимодействующей с обоймой, а контактирующая часть обоймы выполнена в виде усеченных конусов, малые диаметры которых соединены один с другим и расположены в средней зоне оболочки.
Недостатком представленной конструкции является то, что догружающая оболочка не закреплена на пуансоне (не считая штуцера для подачи газа) и в процессе работы амортизатора не исключена возможность ее перемещения по указанной поверхности. Это может приводить к ее перекосам и нарушению работы амортизатора.
Целью полезной модели является повышение надежности работы пневматического амортизатора при обеспечении низкой и сверхнизкой частоты собственных колебаний.
Указанная цель достигается тем, что пневматический амортизатор, содержащий наружную и внутреннюю обоймы и размещенную между ними резинокордную диафрагму, снабжен установленной между ними резинокордной догружающей оболочкой, положение которой фиксируется наружными и внутренними тороидальными кронштейнами, шарнирно закрепленными на наружной и внутренней обоймах.
Техническим результатом заявленного изобретения является создание новой конструкции пневматического амортизатора для повышения эффективности его работы вследствие фиксации резинокордной догружающей оболочки между наружными и внутренними тороидальными кронштейнами шарнирно закрепленными на наружной и внутренней обоймах.
Технический результат достигается за счет того, что конструкция пневматического амортизатора с квазинулевой жесткостью имеет наружные и внутренние тороидальные кронштейны для удержания резинокордной догружающей оболочки. Кронштейны закреплены через шарнирные соединения с платформой, предназначенной для установки объекта, требующего подрессоривания с одной стороны, и с обоймой пневматического амортизатора с другой стороны. Внутренняя обойма является одновременно платформой, предназначенной для установки объекта.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами:
фиг. 1 - пневматический амортизатор в уравновешенном состоянии;
фиг. 2 - положения пневматического амортизатора при сжатии (а) - правая часть схемы; и при отбое (б) - левая часть схемы;
фиг. 3 - вид сверху.
Пневматический амортизатор состоит из корпуса 1 (фиг. 1) закрепленного на основании 2, к корпусу 1 крепится наружная обойма 3, которая своим нижним фланцем фиксирует наружный борт резинокордной диафрагмы 6 на корпусе 1. На верхнем конце наружной обоймы 3 шарнирно на осях 5 закреплены наружные тороидальные кронштейны 4. Внутри наружной обоймы 3 установлена внутренняя обойма 8, на нижнем фланце которой при помощи кольца 7 закреплен внутренний борт резинокордной диафрагмы 6, образующей полость А. К верхней части внутренней обоймы 8 шарнирно на осях 5 установлены внутренние тороидальные кронштейны 9, причем шарниры на внутренней и наружной обоймах расположены по радиусу амортизатора друг против друга. В нейтральном положении амортизатора зазор между наружным 4 и внутренним 9 тороидальными кронштейнами должен быть минимальным (0,5-1 мм). Между наружными и внутренними кронштейнами укладывается резинокордная догружающая оболочка 10 (полость Б) тороидального типа. На площадку внутренней оболочки 8 устанавливается объект виброизоляции (это может быть любой неуравновешенный объект). 11 и 12 - штуцера для заполнения полостей оболочек воздухом.
Пневматический амортизатор с квазинулевой жесткостью работает следующим образом.
В исходном уравновешенном состоянии полости А и Б пневматического амортизатора с квазинулевой жесткостью заполнены сжатым газом и он занимает положение, изображенное на фиг. 1. Всю нагрузку от объекта виброизоляции пневматический амортизатор воспринимает только за счет давления в полости А, при этом тороидальная догружающая оболочка 10 (полость Б) максимально сжата и в восприятии нагрузки не участвует. При колебаниях объекта виброизоляции внутренняя обойма 8 вместе с осями крепления внутренних тороидальных кронштейнов 9 смещается вниз (фиг. 2а) или вверх (фиг. 2б) на некоторую величину, в зависимости от направления движения объекта виброизоляции. При этом внутренние тороидальные кронштейны 9 и наружные тороидальные кронштейны 4 поворачиваются навстречу друг другу, удерживая тороидальную оболочку 10 и воспринимая создаваемое ею усилие.
Если направление объекта виброизоляции направлено вверх, что соответствует отбою амортизатора (фиг. 2а), то усилие, создаваемое тороидальной догружающей оболочкой 10 и воспринимаемое внутренними и наружными тороидальными кронштейнами также направлено вверх и ее значение складывается с усилием, создаваемым давлением в полости А, смягчая характеристику резинокордной диафрагмы 6.
Если движение объекта виброизоляции направлено вниз, что соответствует сжатию амортизатора (фиг. 2б) догружающая оболочка 10 работает как расширяющаяся пневмопружина. Ее усилие направлено в сторону смещения, и оно вычитается из усилия создаваемого давлением в полости А.
В пневматическом амортизаторе с квазинулевой жесткостью тороидальные кронштейны удерживают резинокордную догружающую оболочку 10 от осевого смещения и при этом позволяют получить частоту собственных колебаний амортизатора, весьма близкую к нулю, тем самым повышая уровень и надежность виброизоляции объекта.