Энергопоглощающее устройство

 

Использование: в автомобилестроении, в областях техники, где требуется гашение крутильных колебаний валов. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический корпус 1, концентрично размещенный в нем барабан 2 с кольцевыми выступами , размещенные между барабаном и корпусом ролики 3 и 4 с основными и дополнительными выступами и ленточный упругопластический деформируемый замкнутый элемент 5, последовательно огибающий ролики . Основные выступы роликов взаимодействуют между собой, а дополнительные - с кольцевыми выступами барабана. На всех кольцевых выступах могут быть нарезаны зубчатые венцы 11.3 з.п.ф-лы, 9 ил. ;

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 F 16 F 7/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕН1 СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824477/28 (22) 10.05.90 (46) 23.12.92, 6eri. ¹ 47 (72) М.Р,Закарян и С.К.Иван,ов (56) Патент США № 3426869, кл. F 16 F 7/12; 1967. (54) ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: в автомобилестроении, в областях техники, где требуется гашение крутильных колебаний валов. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндриЯХ» 1783189 А1 ческий корпус 1, концентрично размещенный в нем барабан 2 с кольцевыми выступами, размещенные между барабаном и корпусом ролики 3 и 4 с основными и дополнительными выступами и ленточный упругопластический деформируемый замкнутый элемент 5, последовательно огибающий ролики. Основные выступы роликов взаимодействуют между собой, а дополнительные — с кольцевыми выступами барабана. На всех кольцевых выступах могут быть нарезаны зубчатые венцы 11. 3 з.п.ф-лы, 9 ил.

1783189 ной деформации, определяемой радиусами контактирующих с ленточным элементом роликов. Это обеспечивает высокую энергоемкость устройства.

5 На цилиндрических поверхностях всех кольцевых выступов могут быть нарезаны зубчатые венцы, это исключит проскальзывание опорных поверхностей взаимодействующих выступов и обеспечит надежное

10 пропускание ленточного элемента через ролики при вращении барабана.

Кроме того, на внутренней и наружной поверхностях замкнутого упруго-пластического деформируемого элемента могут быть

15 выполнены выступы, а на боковых поверхностях роликов и барабана — соответствующие им впадины, это исключает проскальзывание роликов относительно ленточного элемента при их вращении.

20 Кроме того, барабан, ролики и замкнутый упругопластический деформируемый элемент могут быть выполнены в продольном сечении с идентичным ломаным профилем прилегающих поверхностей, что

- 25 обеспечивает до пол нител ьн ы и изгиб замк. нутого упругопластического деформируемо- . го элемента.

Ха фиг.1 изображено энергопогло4ающее устройство, продольный разрез; на

- 30 фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.З.—.то же, для случая выполнения кольцевых выступов с зубчатыми венцами; на фиг.4 — то же, для случая выполнения ленточного элемента с выступами на его внутренней и на- 35 ружной поверхностях, а роликов, барабана — с впадинами на их боковых поверхностях; о на фиг.5 — сечение А-А на фиг,4; на фиг,6— то же, для случая выполнения роликов, барабана и замкнутого ленточного элемента в я 40 продольном сечении с ломаным профилем прилегающих поверхностей; на фиг.7 — ролики, барабан и замкнутый ленточный элес мент в изометрии; на фиг.8 — то же, для в случая выполнения ленточного элемента с

- 45 выступами, а роликов и внутреннего цилиндра — с впадинами; на фиг.9 — то же, для случая исполнения роликов барабана и замкнутого ленточного элемента в продольном сечении с ломаным профилем прилегающих — 50 поверхностей.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для поглощения механической энергии за счет пластической деформации материала, и может найти применение в амортизаторах и системах противоударной защиты объектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является амортизатор, который обеспечивает поглощение энергии путем пластической циклической, деформации текучих металлических элементов (например в виде замкнутой ленты), происходящей при относительном перемещении двух устройств (например цилиндрического корпуса с закрепленными в. нем с возможностью вращения роликами и концентрично разме щенного в нем для взаимодействия с валоь приводного устройства с возможностью вращения барабана, так что замкнутый лен точный упругопластический элемент после довательно огибает ролики), циклически деформирующих эти элементы, Недостатком данного амортизатора яв ляется малая энергоемкость, так как устрой ства, деформирующие текучие металлические элементы, имеют локальные точки взаимодействия с деформируемыми элементами и при этом обеспечивают не значительную величину пластической де формации, локализованной в местах контакта, так что большая часть материала элемента остается недеформированной.

Цель изобретения — повышение энерго емкости энергопоглощающего устройства, Поставленная цель достигается тем, чт в энергопоглощающем устройстве, содер жащем цилиндрический корпус, концент рично размещенный в: нем дл взаимодействия с валом приводного уст ройства с возможностью вращения бара . бан, размещенные между ними возможностью вращения и закрепленные корпусе ролики, и замкнутый ленточный уп

pyro-пластический деформируемый эле лент, последовательно огибающий ролики барабан имеет кольцевые выступы, все ро лики, а также кольцевые выступы для азаи модействия между собой и через один . дополнительные кольцевые выступы для взаимодействия с кольцевыми выступами барабана, а часть замкнутого ленточного упругопластического деформируемого элемента предназначена для взаимодействия с барабаном. Гакое исполнение энергопоглощающего устройства способствует равномерному распределению пластической деформации по длине деформируемого ленточного элемента со значительной величиЭ нергопоглощающее устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с концентрично размещенными в..нем барабаном 2 и

55 установленными между ними роликамй 3 и

4, через которые пропущен замкнутый ленточный упругопластический деформируемый элемент 5. Барабан 2 и ролики 3 и 4 закреплены в корпусе 1 с возможностью вращения, например на подшипниках 6.

1783189

15 трения перемещаться в одном направлении между роликами 3 и 4 и, огибая их, циклически пластически деформироваться {изги-. баться), поглощал при этом энергию.

20 Муфта свободного хода (обгонная муф30

40 тройства за счет исключения проскальзыва45 ния роликов и барабана относительно друг

Барабан 2 имеет выходной вал 7, который через обгонную муфту соединен с валом приводного устройства, снабженного возвратным механизмом (обгонная муфта, приводное устройство и возвратный меха. низм на . рисунках не показаны).

Ролики 3 и 4 взаимодействуют между собой через кольцевые выступы 8, а ролики

4 через свои дополнительные кольцевые выступы 9 взаимодействуют с барабаном 2, который для этих целей снабжен своими кольцевыми выступами 10, Ролики 3 и 4 и барабан 2 своими цилиндрическими поверхностями взаимодействуют с замкнутым ленточным упругопластическим деформируемым элементом 5, пропущенным через ролики 3 и 4, при этом контактируют с ним (с ленточным элементом 5) по всей его длине. Взаимодействия роликов 3 и 4 между собой и взаимодействие роликов 4 с барабаном 2 осуществляется таким образом, что при вращении барана 2 ролики 3 и 4 приобретают такое направление вращения, что силами трения обеспечивают протягивание ленточного элемента 5 через себя, цикличе- 2

-ски деформируя его и огибал по своим цилиндрическим поверхностям с большой величиной пластической деформации, Для исключения проскальзывания опорных поверхностей кольцевых выступов

8, 9, 10 и ри вращении они могут быть снабжены зубчатыми венцами 11 (см. фиг,3).

Для исключения проскальзытвания роликов 3, 4 относительно ленточного элемента 5 на его внутренней и внешней 3 поверхностях могут быть выполнены выступы 12, а на боковых поверхностях роликов

3, 4 и барабана 2 — соответствующие им впадины 13 (см; фиг.4, 5 и 8).

Для уве ичеиия деформирования замкнутого ленточного упругопластического элемента 5 барабан 2,. ролики 3 и 4 и ленточный элемент 5 могут быть выполнены в продольном сечении с идентичным ломаным профилем прилегающих поверхностей (см, фиг.6 и.

9). Это приводит при протягивании ленточного элемента 5 через ролики 3 и 4 к дополнительному циклическому изгибу ленточного элемента 5 в поперечном направлении.

Изготовление ленточного элемента 5 из материала, обладающего эффектом памяти. формы, позволяет повысить ресурс работы энергопоглощающе о устройства.

Работает энергопоглощающее устройство следующим образом.

От приводного устройства, преобразующего поступательное движение (например за щищаемого объекта) во вращательное, через обгонную муфту вращение передается через вал.7 барабану 2, который в результате этого начинает вращаться, опираясь своим валом 7 на подшипники 6, установленные в корпусе 1.

Через кольцевые выступы 10 барабана

2, которые взаимодействуют с дополнительными кольцевыми выступами 9 роликов 4, вращение передается роликам 4, а через кольцевые выступы 8 роликов 4 и 3 вращение передается роликам 3. При этом направление вращения роликов 3 и 4 внутреннего цилиндра 2 такое, что взаимодействующий с ними по всей своей длине замкнутый ленточный упругопластический деформируемый элемент 5 начинает под действием сил та) обеспечивает поглощение энергии только при работе муфты в одном направлении, а возвратный механизм обеспечивает возврат s cxo Ho o o ;åíèå приводного устройства после каждого цикла поглощения энергии.

-: Положительный эффект предлагаемого изобретения заключается в существенном увеличении энергоемкости энергопоглощающего устройства за счет увеличения пластической деформации замкнутого ленточного упруго-пластического деформируемого элемента и обеспечения равномерного распределения пластического изгиба по всей длине ленточного элемента при его протягивании через ролики. Кроме того, увеличение энергоемкости обеспечивается за счет деформирования ленточного элемента в поперечном направлении в случае исполнения роликов, внутреннего барабана и ленточного элемента профилированными. Положительный эффект заключается также в повышении надежности работы усдруга и ленточного элемента относительно роликов и барабана при поглощении энергии

Формула изобретения

1. Энергопоглощающее устройство, содержащее цилиндрический корпус, концентрично размещенный в нем барабан, размещенные между ними с возмо>кностью вращения и закрепленные в корпусе ролики, и замкнутый ленточный упругопластический деформируемый элемент, последовательно огибающий ролики, о т л ич а ю щ е е с л тем, что, с целью повышения. энергоемкости, барабан имеет кольцевые выступы, все ролики — также кольцевые выступы для взаимодействия между собой, и

1783189 через один — дополнительные кольцевые выступы для взаимодействия с кольцевыми выступами барабана, а часть замкнутого ленточного упругопластического деформируемого элемента предназначено для взаимодействйя с барабанами.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на цилиндрических поверхностях всех кольцевых выступов нарезаны зубчатые венцы, 3. Устройство по п.1, от л и ч а ю щ е ес я тем, что на внутренней и наружной поа Д Д

8 верхностях замкнутого ленточного упругопластического деформируемого элемента выполнены выступы, а на боковых поверхностях роликов и барабана -соответ5 ствующие им впадины, 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что барабан, ролики и замкнутый ленточный упругопластический деформиру10 емый элемент выполнены в продольном сечении с идентичным ломаным профилем, прилегающих поверхностей.

1783189

А-А

1783189

Составитель М.Закарян .

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4500 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5