Демпфер крутильных колебаний

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: демпфер содержит маховик в виде кольца, коаксиально установленные относительно маховика и запрессованные в нем упругую втулку и гильзу. Оппозитные поверхности маховика и гильзы выполнены наклонными относительно оси симметрии, перпендикулярной оси вращения. Угол наклона поверхностей равен или больше угла трения. Расстояние между точками наклонных поверхностей гильзы и маховика монотонно убывает от оси симметрии к торцовым поверхностям. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве демпферов крутильных колебаний.

Известен демпфер крутильных колебаний [1] содержащий маховик в виде кольца, установленные в нем коаксиально внутреннюю гильзу, охватывающую ее упругую втулку и наружную гильзу, охватывающую последнюю и запрессованную в маховик.

Одним из существенных недостатков такого демпфера является снижение надежности за счет наличия промежуточных деталей между маховиком и упругой втулкой, так как при работе двигателя при наличии продольных колебаний возможна выпрессовка маховика.

Известен демпфер крутильных колебаний [2] содержащий маховик в виде кольца, запрессованные в нем коаксиально внутреннюю гильзу и охватывающую ее упругую втулку. Обычно упругая втулка приклеивается или привулканизируется к маховику и кольцу. Этот демпфер принят за прототип.

Однако в демпфере крутильных колебаний происходит отслаивание упругого элемента от гильзы и маховика, что существенно снижает надежность демпфера крутильных колебаний. При работе двигателя внутреннего сгорания возможна выпрессовка маховика с упругой втулки, так как от осевого смещения ее удерживает только вулканизация или клей.

Целью изобретения является повышение надежности демпфера крутильных колебаний путем центрирования маховика относительно оси симметрии, перпендикулярной оси вращения.

Это достигается тем, что в демпфере крутильных колебаний, содержащем маховик в виде кольца, коаксиально установленные и запрессованные в нем упругую втулку и гильзу, оппозитные поверхности маховика и гильзы относительно оси симметрии, перпендикулярной оси вращения, выполнены наклонными к торцовым поверхностям с углом наклона, равным или большим угла трения для маховика или гильзы и упругой втулки, а расстояние между точками наклонных поверхностей гильзы и маховика, равноудаленными от оси симметрии упругой втулки, параллельной оси вращения, монотонно убывает от оси симметрии, перпендикулярной оси вращения, к торцовым поверхностям.

Выполнение оппозитных поверхностей гильзы и маховика относительно оси симметрии, перпендикулярной оси вращения, наклонными к торцовым поверхностям с углом наклона, равным или большим угла трения для поверхностей маховика или гильзы и упругой втулки, позволяет удерживать маховик строго по оси симметрии, параллельной торцовым поверхностям, так как при запрессовке втулки она больше деформируется ближе к торцовым поверхностям и меньше к оси симметрии, перпендикулярной оси вращения. В результате происходит центрирование маховика, так как перемещение его может произойти только в сторону меньшей деформации упругой втулки, т.е. к оси симметрии.

Выполнение расстояния между точками наклонных поверхностей гильзы и маховика, равноудаленными от оси симметрии упругой втулки, параллельной оси вращения, монотонно убывающим от оси симметрии, перпендикулярной оси вращения, к торцовым поверхностям центрирует маховик, так как его смещение в любую сторону от оси симметрии должно вызывать деформацию упругой втулки. Под действием упругих сил маховик смещается к оси симметрии.

Повышается надежность демпфера крутильных колебаний путем центрирования маховика относительно оси симметрии, что уменьшает возможность выпрессовки его при работе двигателя.

На чертеже изображен демпфер крутильных колебаний, продольный разрез.

Демпфер крутильных колебаний содержит маховик 1, коаксиально установленные и запрессованные в нем упругую втулку 2 и гильзу 3. Поверхность 4 маховика 1, контактирующая с упругой втулкой 2, выполнена наклонной от оси симметрии ОО, перпендикулярной оси вращения, к торцевым поверхностям 6 и 7, с углом наклона α равным или чуть большим угла трения между поверхностью 4 и упругой втулкой 2.

Поверхность 5 внутренней гильзы 3, контактирующая с упругой втулкой 2, выполнена наклонной от оси симметрии ОО, перпендикулярной оси вращения, к торцевым поверхностям 6 и 7 с углом наклона α равным или чуть большим угла трения между поверхностью 5 и упругой втулкой 2. Расстояние между точками наклонных поверхностей 5 и 4 гильзы 3 и маховика 1, равноудаленными от оси симметрии упругой втулки 2 О₁О₁, параллельной оси вращения, монотонно убывает от оси симметрии ОО, перпендикулярной оси вращения, к торцовым поверхностям 6 и 7.

Для испытаний были изготовлены демпферы, у которых угол наклона поверхностей маховика и гильзы равен α 10^о. Момент инерции маховика I_g 0,085 кг ˙м². Угол наклона поверхностей маховика и гильзы выбирается равным или большим угла трения для данных контактирующих поверхностей, так как при большом угле затрудняется возможность запрессовки гильзы вместе с упругой втулкой в маховик.

Демпфер работает следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания и равномерном вращении коленчатого вала (не показан) демпфер крутильных колебаний вращается с ним как одно целое. При возникновении крутильных колебаний коленчатого вала маховик 1 стремится продолжить равномерное вращение, вследствие чего упругая втулка 2 то скручивается, то раскручивается. При этом часть энергии возмущающих моментов, действующих на коленчатый вал, поглощается внутренним трением упругой втулки, а затем рассеивается в окружающую среду. Соединение упругой втулки 2 с гильзой 3 и маховиком 1 осуществляется за счет натяга, при этом часть материала упругой втулки, размещенного относительно оси симметрии, имеет меньшую деформацию, чем у торцовых поверхностей. Ввиду этого происходит центрирование маховика относительно оси симметрии и при работе двигателя маховик не выпрессовывается. Это обеспечивает надежность демпфера в целом.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет обеспечить надежный контакт между маховиком, упругой втулкой и гильзой, обеспечивает центрирование маховика и, следовательно, надежность демпфера крутильных колебаний в эксплуатации.

Формула изобретения

ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий маховик в виде кольца, коаксиально установленные и запрессованные в нем упругую втулку и гильзу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, оппозитные поверхности маховика и гильзы относительно оси симметрии, перпендикулярной к оси вращения, выполнены наклонными к торцевым поверхностям с углом наклона, равным или большим угла трения для поверхностей маховика или гильзы и упругой втулки, а расстояние между точками наклонных поверхностей гильзы и маховика, равноудаленными от оси симметрии упругой втулки, параллельной оси вращения, монотонно убывает от оси симметрии, перпендикулярной к оси вращения, к торцевым поверхностям.

РИСУНКИ

Рисунок 1