Амортизатор

1. Амортизатор, що містить корпус із циліндричним отвором, у якому змонтовано пружний елемент із бічним зазором і контактуючий з ним поршень, що закритий кришкою, зафіксованою на корпусі, який відрізняється тим, що в днищі кор пуса і в торцевій поверхні поршня виконані співвісні циліндричні гнізда з конічними фасками, що обмежені внутрішнім діаметром корпусу, у вказаних циліндричних гніздах розміщений попередньо стиснутий пружний елемент у формі циліндра, діаметр якого визначається заданим ходом поршня Винахід відноситься до машинобудування й може бути використаний для амортизації важких машин і механізмів, підданих високим ударним навантаженням, зокрема для амортизації роликів рольгангів у прокатних цехах. Відомий амортизатор (А. с. СРСР 1698523, F16F1/44), що містить дві паралельні пластини й розташований між ними пружний елемент із гуми, привулканізований до них. Слабкою ланкою такої конструкції є пружний елемент із гуми. При високих навантаженнях різко збільшуються габарити амортизатора. Крім цього, дана конструкція не дозволяє здійснити фіксований попередній стиск, обмеження максимальної деформації, захист від впливу зовнішніх факторів. Відомий амортизатор стиску (А. с. СРСР 312995, F16F7/00), що містить металеві елементи, між якими привулканізовано гумовий пружний елемент. Як і в попередньої конструкції, найбільш слабкою ланкою є пружний елемент, що при вібраціях і перевантаженнях згодом відшаровується від металевих елементів у зоні їхнього кріплення. Крім того, відсутні фіксований попередній стиск, обмеження деформації й захист від зовнішнього середовища. Усі ці недоліки значно знижують ресурс амортизатора. Найбільш близьким до пропонованого винаходу за технічною сутністю є амортизатор стиску (А. с. СРСР 916807, F16F3/08), прийнятий за прототип, що містить гумовий пружний елемент, змонтований у гніздах нижнього й верхнього металевих корпусів, із зазором між ними, який обмежує величину деформації. d D 1 h0 H , де (13) 92188 (11) UA (19) 2. Амортизатор за п. 1, який відрізняється тим, що поршень виконаний у вигляді плунжера, оснащеного заплечиками, на яких змонтована шайба з пружного матеріалу й зафіксована кришкою, виконаною у вигляді гайки із зовнішньою різзю. C2 d - діаметр пружного елемента; D - внутрішній діаметр циліндра; H- висота пружного елемента до деформації; h0- хід плунжера від початку деформації до повного заповнення вільного простору циліндра. 3 Несуча здатність даного амортизатора порівняно з аналогами підвищується за рахунок стиску пружного елемента в напівзакритому стані. Однак при вібраціях з великою амплітудою корпуси співударяються один з одним і їх торці розклепуються, тобто немає можливості плавного обмеження деформації наприкінці ходу. Крім того, пружний елемент не повністю захищений від зовнішнього середовища, а також відсутня можливість створення фіксованого попереднього стиску, що не дозволяє втримувати, наприклад, ролики рольганга в одній площині. В основу винаходу поставлено завдання розробити такий амортизатор, у якому за рахунок нової форми виконання елементів і їх взаємного розташування досягається більш висока несуча здатність, фіксований попередній стиск, без ударне обмеження деформації й повний захист від впливу зовнішніх факторів. Для вирішення поставленого завдання в амортизаторі, що містить верхній й нижній металеві корпуси, між якими в їхніх гніздах змонтовано пружний елемент, відповідно до винаходу верхній корпус виконано у вигляді плунжера із за плечиками й змонтовано коаксіальне в нижньому корпусі з попереднім його підтисненням і фіксацією за допомогою гайки щодо корпуса, а пружний елемент у вигляді циліндра встановлено із зазором щодо внутрішньої бічної поверхні нижнього корпуса. При цьому величина зазору визначається зі співвідношення: h0 d D 1 , H де h0 - хід плунжера від початку деформації до повного заповнення вільного простору ціліндра; D - внутрішній діаметр циліндра; d - діаметр пружного елемента; H - висота пружного елемента до деформації. Крім того, між заплечиками плунжера й гайкою змонтовано шайбу з пружного матеріалу. Крім того, пружний елемент амортизатора виконано з поліуретану. Монтаж циліндричного пружного елемента із зазором у циліндричному отворі нижнього корпуса між його дном і плунжером дозволяє його попередньо стиснути з розрахунковим зусиллям і зафіксувати за допомогою гайки, що дає можливість утримувати об'єкт амортизації, наприклад ролики рольганга, під навантаженням в одній площині. По-друге, у міру деформації й заповнення зазору пружним елементом швидкість плунжера плавно зменшується до нуля, а навантаження зростає до максимуму. У даній конструкції пружний елемент ізольовано від зовнішнього впливу. Пружна шайба, розміщена між заплечиками плунжера й гайкою, пом'якшує удар при зворотній віддачі, тобто не розбиває гайку. 92188 4 Пружний елемент амортизатора, виконаний з поліуретану, має в 2-3 рази більшу навантажувальну здатність і ресурс. На фіг. 1 подано загальний вигляд попередньо стиснутого амортизатора в осьовому перерізі; на фіг. 2 - силову характеристику амортизатора. Амортизатор (фіг.1) містить корпус 1, виконаний у вигляді циліндра із дном, у якому із зазором установлено циліндричний пружний елемент 2, виконаний з поліуретану, й коаксіальне змонтований плунжер 3 з пружною шайбою 4 і гайкою 5. При монтажі пружний елемент 2 попередньо стискується плунжером 3 на задане зусилля, після чого. плунжер 3 фіксується відносно корпуса 1 за допомогою гайки 5. Амортизатор працює в такий спосіб. При впливі навантаження на плунжер 3 він починає стискати пружний елемент 2, що втрачає стійкість і осесиметрично випинається, тобто збільшується в діаметрі, стикаючись із внутрішньою циліндричною поверхнею корпуса 1. При подальшому збільшенні навантаження жорсткість пружного елемента 2 зростає в міру заповнення вільного об'єму корпуса 1. Наприкінці ходу пружний елемент заповнить вільний об'єм, при цьому його жорсткість зросте й плавно сповільнить хід плунжера. Оскільки поліуретан у замкнутому об'ємі практично не стискується, то амортизатор стає упором, здатним витримати більші навантаження без перенапруги поліуретану. Наприклад, при діаметрі пружного елемента 150мм несуча здатність амортизатора 3 становить 10 кН. Після зупинки плунжера 3 рівень його верхньої частини (показано штрихом), на якому лежить корпус підшипника ролика, не доходить до корпуса амортизатора на величину « », запобігаючи тим самим його розбиванню. У випадку зняття навантаження на плунжер пружний елемент 2 виштовхує плунжер 3 у вихідне положення. Пружна шайба 4 при цьому пом'якшує удар і запобігає розклепуванню торцевих поверхонь плунжера 3 і гайки 5. Силова характеристика амортизатора показана на фіг. 2, де ОА - попередній стиск, АБ - стиск за хід h, фіг. 1, БВА - зворотний хід. Площа всередині петлі АБВА характеризує необоротно поглинену енергію удару, що може доходити до 50% від загальної енергії АВС. Точка Б - відповідає зусиллю кінцевого стиску, точка В - кінцева деформація, відповідає стану стиску поліуретану в замкнутому об'ємі. Пропонований амортизатор порівняно з прототипом дозволяє одержати будь-яке попереднє фіксоване навантаження, підвищену в 2...З рази навантажувальну здатність, надійність в умовах динамічних навантажень і збільшений в З...4 рази ресурс. При цьому пристрій простий за конструкцією, компактний, його можна встановити у вузьких зазорах рами рольганга. 5 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 92188 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601