Амортизатор

1. Амортизатор, що містить основи, до яких притиснутий сполучними елементами та розташований між ними пружнодемпфірувальний елемент у вигляді кільця з одного витка плоскої стрічки, кінці якої сполучені з однією з основ за допомогою сполучного елемента, і виконаної з гумотканинного матеріалу з чергуванням шарів, в якому частина або всі шари тканини розміщені між нейтральним шаром і зовнішньою боковою поверхнею кільця, а нитки основи тканини розташовані уздовж розгортки обода кільця, при C2 2 (19) 1 3 джерело: 2. - Авт. свід. СРСР №1566112, опубл. 23.05.90 р., Бюл. №19]. Недоліками прототипу є: 1. Торцева поверхня кільцевого елементу амортизатора після збірки без зовнішнього навантаження має форму круга. Це відбувається при ширині сполучних елементів менше величини 0,5 радіуси до нейтрального шару і завдовжки менше ширини кільця амортизатора. При цьому попереднє натягнення шарів тканого матеріалу і стиснення внутрішнього товстішого шару пружного матеріалу виявляється недостатнім, що знижує несучу і демпфуючу здатність амортизатора. 2. Для підвищення несучої здатності амортизатора доводиться збільшувати товщину і ширину кільцевого елементу амортизатору. Проте при цьому зростає не тільки жорсткість розтягування-стиснення кільця і підвищення несучої здатності амортизатора, але і жорсткості "перекочування" і "зрушення" амортизатора в поперечних напрямах, оскільки їх величина пропорційна товщині обода кільця в третьому ступені [див. джерела: 3. - Громадский А.С. Особенности расчета коэффициента статической жесткости кольцевых резинокордовых виброизоляторов при растяжении-сжатии // Вибрации в технике и технологиях. - 2003. - №1 (27). - С.30-34; 4. - Громадский А.С. Расчет коэффициента статической жесткости кольцевых резинокордовых виброизоляторов при деформациях "перекатывания" и "сдвига" // Науковий вісник національної гірничої академії України. - 2002. №6 - С.61-63ъ. Із збільшенням жорсткості амортизатору в трьох взаємно перпендикулярних напрямах, погіршується ефективність гасіння вібрації амортизатором, оскільки величина коефіцієнта вібропередачі залежить від частотного відношення (відбудови) g=f/f0, де f - частота вібраційного збудження основи, f0 - власна частота коливань об'єкту віброізоляції масою m, кг, встановленого на амортизаторі жорсткістю с, Н/м: = 1/ 2p c / m , Гц, (Див. джерело: 5. f0 Громадский А.С. Анализ качественных характеристик, обоснование направления создания виброизоляторов и виброзащитных систем карьерных экскаваторов // Вибрации в технике и технологиях. - 2004. - №1 (33). - С.6165). Із збільшенням жорсткості зменшується відбудова g, збільшується коефіцієнт вібропередачі h і погіршується ефективність гасіння вібрації. 3. При вибраних параметрах амортизатора прототипу по несучій здатності і жорсткості розтягування-стиснення його поперечні жорсткості "перекочування" і "зрушення" приймають певні постійні величини. Це є недоліком, оскільки часто необхідно зменшити жорсткість в одному з поперечних напрямів, щоб забезпечити максимальну ефективність гасіння вібрації в цьому напрямі, при збереженні несучої здатності 80759 4 амортизатора і незмінної жорсткості розтягуваннястиснення. Задачами винаходу є: удосконалення амортизатора і підвищення ефективності гасіння вібрації шляхом оптимізації ширини і форми сполучних елементів; збільшення попереднього натягнення тканих шарів за рахунок придання амортизатору оптимальної форми після його збірки без навантаження об'єктом віброізоляції; підвищення несучої і демпфуючої здатності амортизатора, а також зменшення жорсткості поперечного "зрушення" без зниження жорсткості розтягування-стиснення і несучої здатності амортизатора з метою забезпечення максимальної ефективності гасіння вібрації в поперечному напрямі. Поставлена задача розв'язується за рахунок того, що сполучні елементи виконані шириною b по відношенню до радіусу R до нейтрального шару кільця амортизатора - в межах 0,75R£b£1,25R, а завдовжки рівній ширині кільця, таким чином, що торцева поверхня кільця ненавантаженого амортизатора в зборі має форму еліпса, при чому в бокових поверхнях кільця між сполучними елементами, виконані крізні щілини-регулятори поперечної жорсткості амортизатора, розподільні створені еліптичні поверхні меншого радіусу кільця на дві або декілька смуг. У альтернативному варіанті виконання амортизатора в еліптичних поверхнях більшого радіусу кільця виконані щілини, сполучені з щілинами-регуляторами поперечної жорсткості амортизатора, утворюючи два або декілька окремі еліптичні кільця, еквідистантно відокремлених один від одного Тобразними виступами, пов'язаними із сполучними елементами і вставленими в щілині еліптичних поверхонь більшого радіусу. На фіг.1 зображений амортизатор, вигляд з верху; на фіг.2 - перетин по А-А на фіг.1; на фіг.3 перетин по Б-Б на фіг.2; на фіг.4 - варіант 2 виконання амортизатора. Амортизатор складається з основ 1, 2, до яких притиснутий сполучними елементами 3, 4, розташований між ними пружнодемпфуючий елемент 5 у вигляді кільця з одного витка плоскої стрічки, кінці якої сполучені з однією з основ 1 за допомогою сполучного елементу 3. Протилежна частина кільця притиснута до основи 2 сполучним елементом 4. Стрічка виконана з резинотканого матеріалу з чергуванням шарів, один або декілька шарів тканини б, якій розміщені між нейтральним шаром 7 і зовнішнім тоншим гумовим шаром 8 кільця 5 (один шар тканини при кількості тканих шарів до 3-х і 1,5-2 шари при кількості тканих шарів більш 4-х). Амортизатор виконаний з відрізка транспортерної стрічки із зовнішніми гумовими шарами неоднакової товщини. При цьому шар 9 більшої товщини розміщується з боку внутрішньої поверхні обода кільця. Між сполучними елементами виконані крізні щілини 10, розподільні створені еліптичні поверхні меншого радіусу кільця на смуги 11. У альтернативному виконанні амортизатору, фіг.4, смуги 11 еквідистантно відокремлені один від одного за рахунок Т-образних виступів 12, пов'язаних із 5 сполучними елементами 3, 4, утворюючи щілину 10. Амортизатор реалізується таким чином. При збірці амортизатору завдяки тому, що сполучні елементи 3, 4 виконані шириною b по відношенню до радіусу R до нейтрального шару 7 кільця 5 амортизатору залежно від товщини кільця h - в межах 0,75R£b£1,25R, а завдовжки рівній ширині кільця, торцева поверхня кільця 5 ненавантаженого амортизатора в зборі набуває форму еліпса. Це дозволяє забезпечити підвищене розтягування кордових (тканих) шарів і шару гуми, розташованих над нейтральним шаром і підвищене стиснення всіх шарів, розташованих під нейтральним шаром. В цілому амортизатор після збірки опиняється в заздалегідь підвищеному напруженому стані, що збільшує його несучу здатність. Амортизатор витримує максимальну вагу зовнішнього навантаження об'єкту віброізоляції при мінімальній жорсткості розтягування-стиснення по осі z кільцевого пружного елементу. На зразок ангарів з пневматичними оболонками, накачаних стислим повітрям або підвищеної стійкості Останкінської телевежі з натягнутими усередині неї сталевими тросами. Завдяки підвищеному натягненню кордових шарів тканини, розташованих над нейтральним шаром і підвищеному стисненню шарів тканини, розташованих під нейтральним шаром збільшується сила тертя волоконних структур тканини. Тертя між волокнами ниток кордових шарів покращує поглинання енергії резонансних коливань, забезпечуючи коефіцієнт поглинання Y³0,41, в 1,2-1,3 рази вище, ніж у прототипу. При цьому сухе тертя в кордових шарах виявляється тільки при великих амплітудах резонансних коливань, а при малих амплітудах зарезонансних коливань виявляється тільки поглинання енергії в гумових шарах амортизатора. Ця особливість дозволяє забезпечити максимальну ефективність гасіння вібрації в зарезонансному діапазоні частот, що наближається до віброізоляторів з нульовою дисипацією (мінімальним розсіюванням енергії в матеріалі віброізолятора). Таким чином, пропонований амортизатор дозволяє гасити широкосмугову вібрацію з розподілом енергії збудливих коливань практично від нуля Гц, коли відбудова частоти власних коливань в область низьких частот не можлива. В цьому випадку амортизатор за рахунок підвищеного демпфування забезпечує мінімальні амплітуди резонансних коливань на власних частотах (коефіцієнт вібропередачі h