Механизм амортизации

Авторы патента:

F16F3 - Пружинящие устройства, составленные из нескольких пружин, например для получения желаемой характеристики упругости (в сочетании с гидравлическими амортизаторами F16F 5/00,F16F 13/00)

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в устройствах, требующих защиты от вибрационных и ударных нагрузок.

Механизм амортизации, содержащий основной линейный упругий элемент, жестко связанный с основанием и амортизируемой платформой, дополнительно оснащен комплектом наклонных линейных упругих элементов, состоящим, по меньшей мере, из двух предварительно поджатых линейных упругих элементов, каждый из которых шарнирно соединен с основанием и амортизируемой платформой, при этом оси наклонных упругих элементов комплекта по отношению к продольной оси основного упругого элемента расположены под одинаковым углом, причем основной упругий элемент оснащен дополнительным упругим элементом, выполненным, например, из резины или полиуретана и связан с амортизируемой платформой посредством регулировочного винта, при этом основной упругий элемент и наклонные линейные упругие элементы комплекта размещены в стаканах.

Известен амортизатор (см. патент РФ 2142585, МПК F16F 7/10, B60G 13/18), содержащий две опоры и механическую передачу, преобразующую вращательное движение в возвратно-поступательное, выполненную в виде инерционного механизма, маховик которого установлен на валу с возможностью относительного вращения и осевого перемещения.

Недостатком данного амортизатора является значительная сложность его конструкции.

Известны также амортизаторы, в которых осуществлено преобразование линейных колебаний опорных пластин в крутильные колебания элементов фрикционного демпфера, например, с помощью несамотормозящей винтовой пары в виде винта и гайки-маховика (см. а.с. СССР 991083, МПК F16F 3/00, 1981, а.с. СССР 1000627, МПК F16F7/02, 1980), либо использовано соединение нескольких пружин с противоположным направлением навивки (см., например, а.с. СССР 796540, МПК F16F 3/00, 1978).

Недостатком известных амортизаторов является значительная сложность конструкции, снижение надежности вследствие усложнения механизмов преобразования и контактирования, а также сравнительно низкая эффективность виброизоляции из-за малых угловых перемещений пружин (особенно в конструкциях второго типа).

Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является устройство, созданное для дополнения подвески грузового вагона (см. «Железнодорожный транспорт», 1998, 2 стр.57-59). Устройство состоит из двух торсионов, установленных на верхней части боковой рамы тележки. С торсионами жестко соединены рычаги, противоположные концы которых связаны с осью, на которой находится цилиндрический ролик, пересекающийся по одному из двух (в зависимости от массы груза вагона) профилированных кулачков, неподвижно установленных в торце надрессорной балки на плите.

Эффективность виброзащиты обеспечивается совместной работой типового рессорного подвешивания с линейной силовой характеристикой упругих элементов (винтовых пружин) и торсионно-кулачкового устройства с нелинейной силовой характеристикой в вертикальном направлении. Два профилированных кулачка установлены таким образом, чтобы в порожнем состоянии вагона (в статическом положении) ролик находился в среднем положении по отношению к вертикальному кулачку, а в груженом - в среднем положении относительно нижнего кулачка.

Недостатком данного устройства является то, что наличие контактного элемента может служить источником высокочастотных колебаний и повышенной вибрации, а также нестабильность работы контактного элемента в условиях действия вибрационных воздействий высокого уровня.

Задачей (целью) предполагаемой полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик амортизирующего устройства.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является снижение уровня инерционных вертикальных нагрузок и снижение воздействия низкочастотных составляющих колебаний на груз, возникающих при перевозке в транспортном средстве. Кроме того, ударные воздействия ограничены динамическими перемещениями.

Поставленная задача достигается тем, что механизм амортизации, содержащий основной линейный упругий элемент, жестко связанный с основанием и амортизируемой платформой, дополнительно оснащен комплектом наклонных линейных упругих элементов, состоящим, по меньшей мере, из двух предварительно поджатых линейных упругих элементов, каждый из которых шарнирно соединен с основанием и амортизируемой платформой, при этом оси наклонных упругих элементов комплекта по отношению к продольной оси основного упругого элемента расположены под одинаковым углом, причем основной упругий элемент оснащен дополнительным упругим элементом, выполненным, например, из резины или полиуретана и связан с амортизируемой платформой посредством регулировочного винта, при этом основной упругий элемент и наклонные линейные упругие элементы комплекта размещены в стаканах.

Сущность полезной модели поясняется рисунками, где приняты следующие обозначения:

1 - основной линейный упругий элемент;

2 - наклонный линейный упругий элемент;

3 - регулировочный винт;

4 - шарнир;

5 - дополнительный упругий элемент;

6 - амортизируемая платформа;

7 - неподвижная платформа.

На рисунке 1 схематично изображен предлагаемый механизм амортизации в статическом состоянии, общий вид.

На рисунке 2 - общий вид механизма амортизации при движении платформы 6 вверх;

На рисунке 3 - общий вид механизма амортизации при движении платформы 6 вниз.

Механизм амортизации содержит основной 1 и наклонные 2 линейные упругие элементы, размещенные в стаканах, стенки которых соединены шарнирами 4 между собой и с амортизируемой платформой 6. Амортизируемая платформа 6 является подвижной. Оси наклонных упругих элементов 2 комплекта по отношению к продольной оси основного упругого элемента 1 расположены под одинаковым углом. Основной линейный упругий элемент 1 нижним стаканом жестко связан с неподвижной платформой 7 устройства (транспортного средства или контейнера), а верхним стаканом с амортизируемой платформой 6.

Усилие предварительного сжатия основного линейного упругого элемента изменяется регулировочным винтом 3. В нижнем вертикальном стакане основного упругого элемента может быть установлен дополнительный амортизатор - упругий элемент 5, выполненный, например, из резины или полиуретана.

Работа предлагаемого механизма амортизации осуществляется следующим образом.

В статическом состоянии наклонные линейные упругие элементы 2 находятся в горизонтальном положении (рис 1). В динамическом состоянии они принимают наклонное положение (рис.2, 3). Путем предварительного расчета подбора жесткости и усилия сжатия линейных упругих элементов 1 и 2, в зависимости от массы груза, закрепленных на амортизируемой (подвижной) платформе 6, достигается плавная нелинейная силовая характеристика механизма, обеспечивающая при малых амплитудах колебаний эффективную защиту, в том числе и от низкочастотных, а также при больших амплитудах перемещения.

Предлагаемый механизм амортизации может быть использован в комплексе с известными амортизаторами от продольных и поперечных перегрузок, возникающих в процессе транспортировки груза, закрепленного на подвижной платформе транспортного средства или контейнера. Жесткость силовой характеристики резко возрастает, позволяя ограничивать динамические перемещения и воспринимать большие усилия.

1. Механизм амортизации, содержащий основной линейный упругий элемент, жестко связанный с основанием и амортизируемой платформой, отличающийся тем, что между основанием и платформой размещен комплект наклонных линейных упругих элементов, состоящий, по меньшей мере, из двух предварительно поджатых линейных упругих элементов, каждый из которых шарнирно соединен с основанием и амортизируемой платформой, при этом оси наклонных упругих элементов комплекта по отношению к продольной оси основного упругого элемента расположены под одинаковым углом.

2. Механизм амортизации по п.1, отличающийся тем, что основной упругий элемент связан с подвижной платформой посредством регулировочного винта.

3. Механизм амортизации по п.1, отличающийся тем, что основной линейный упругий элемент оснащен дополнительным упругим элементом, выполненным из резины или полиуретана.

4. Механизм амортизации по п.1, отличающийся тем, что основной линейный упругий элемент размещен в стакане.

5. Механизм амортизации по п.1, отличающийся тем, что наклонные линейные упругие элементы комплекта размещены в стаканах.