Пружний елемент

Реферат: Пружний елемент. Належить до віброізоляційної техніки. Включає циліндричну оболонку з розрізом вздовж твірної, в якій розміщений заповнювач та поршні, що встановлені по торцях заповнювача, а між торцями оболонки та буртами поршнів, коаксіально до поршнів, розміщені пружини стиску, товщина яких не перевищує товщину оболонки. Таке виконання пружного елемента підвищує його несучу здатність без шкоди для демпфуючих властивостей та без збільшення поперечного габариту пристрою, що розширює його функціональні можливості. UA 108295 C2 (12) UA 108295 C2 UA 108295 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до віброізоляційної техніки і призначений для використання в засобах віброзахисту важко навантажених машин та механізмів, які повинні забезпечувати суттєві показники несучої здатності та демпфування коливань і при цьому мають жорсткі обмеження щодо поперечного габариту (наприклад, пружні елементи бурових амортизаторів, оболонкові пружини пружних шпинделів вибійних двигунів тощо). Відомий пружний елемент, що складається з несучої циліндричної оболонки з розрізом вздовж твірної, заповнювача, який трансформує поздовжні переміщення поршнів в радіальні деформації оболонки з розрізом, технологічної втулки, яка запобігає виходу заповнювача крізь розріз та поршнів, які встановлені по торцях заповнювача [див., наприклад, Оболонкові пружини / В.М. Шопа, А.С. Величкович, С.В. Величкович та ін. // Івано-Франківськ: Факел, 2002. - 92 с. - с. 38, рис. 1.27]. Недоліком цього аналога є те, що у процесі роботи розрізана оболонка зазнає згинання в умовах, які близькі до плоскої деформації, це не дозволяє забезпечити високих показників несучої здатності за умови обмеженого поперечного габариту пристрою. Відомий також спосіб регулювання жорсткості оболонкового амортизатора, коли за несучу ланку пружного елемента беруть пакет циліндричних оболонок з розрізами вздовж твірної [див., наприклад, а. с. СССР № 1768811 МКИ F16F 1/34, 15.10.1992р., Бюл. № 38]. Недоліком цього аналога є збільшення поперечного габариту пристрою та висока вартість несучого пакета оболонок, що обмежує область його можливого застосування. Відомий також спосіб регулювання жорсткості оболонкового амортизатора, коли розріз несучої циліндричної оболонки виконують під кутом до твірної оболонки так, що розгортка оболонки набуває вигляду паралелограма [див., наприклад, патент України № 74786 МПК F16F 1/34, 15.02.2006р., Бюл. № 2]. Недоліком цього аналога є те, що при збільшенні жорсткості пружного елемента, його несуча здатність за критерієм міцності залишається практично незмінною. Задачею винаходу є підвищення несучої здатності оболонкового пружного елемента без шкоди для його демпфуючих властивостей в умовах обмеженого поперечного габариту. Для цього у пружному елементі, що складається з несучої циліндричної оболонки з розрізом вздовж твірної, заповнювача, який трансформує поздовжні переміщення поршнів в радіальні деформації цієї оболонки та поршнів, які встановлені по торцях заповнювача, додатково між торцями оболонки та буртами поршнів встановлюють пружини стиску, товщина яких не перевищує товщини оболонки. В такому разі при навантаженні пружного елемента усі три несучі ланки (оболонка з розрізом і заповнювач та дві пружини стиску) працюватимуть паралельно, тобто їх несуча здатність підсумовується, а кожна з цих ланок нестиме частку зовнішнього навантаження пропорційну своїй жорсткості при деформуванні. Отже, маємо забезпечення підвищення несучої здатності оболонкового пружного елемента без шкоди для його демпфуючих властивостей, при цьому не змінюється поперечний габарит пристрою. Зазначимо, що тепер, коли зовнішнє навантаження розподіляється між ланками пружного елемента, застосування технологічної втулки, яка запобігала виходу заповнювача крізь розріз несучої оболонки стає непотрібним. На доданому кресленні зображено загальний вигляд пружного елемента. Він складається з циліндричної оболонки із розрізом вздовж твірної 1, поршнів 2, які розміщені по торцях заповнювача 3, та пружин стиску (наприклад гвинтових пружин) 4, що встановлені коаксіально поршням між торцями оболонки і буртами поршнів. Пружний елемент працює таким чином. Зовнішнє осьове навантаження сприймають поршні 2, які стискають заповнювач 3 та пружини стиску 4. Заповнювач трансформує поздовжні переміщення поршнів 2 в радіальні деформації оболонки 1. Оболонка з розрізом 1 та пружини стиску 4, деформуючись в межах пружності, накопичують енергію, а при зникненні (чи зниженні) зовнішнього навантаження повертають поршні 2 у вихідне (чи проміжне) положення, при цьому частина енергії розсіюється переважно за рахунок конструкційного демпфування. Важливо те, що усі три несучі ланки пружного елемента (оболонка з розрізом 1 та дві пружини стиску 4) працюватимуть паралельно, тобто загалом їх несуча здатність додається, а кожна з цих ланок нестиме частку зовнішнього навантаження, пропорційну власній жорсткості (для гвинтових пружин це жорсткість при центральному стисканні, а для оболонки з розрізом це жорсткість при її згинанні в коловому напрямку внаслідок контактної взаємодії із заповнювачем). Вочевидь таке виконання пружного елемента забезпечує підвищення його несучої здатності без шкоди для демпфуючих властивостей та без збільшення поперечного габариту конструкції, що розширює його функціональні можливості. 1 UA 108295 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Пружний елемент, що містить циліндричну оболонку з розрізом вздовж твірної, в якій розміщений заповнювач, та поршні, що встановлені по торцях заповнювача, який відрізняється тим, що між кожним торцем оболонки та буртом відповідного поршня, коаксіально до поршня, встановлено пружину стиску, діаметр якої не перевищує діаметра циліндричної оболонки. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2