Пружинный амортизатор

 

Использование: вибро-, сейсмозащитная техника. Сущность изобретения: пружинный амортизатор содержит подвижное и неподвижное основания. Стержень закреплен на неподвижном основании. Ограничитель подвижного основания образует со стержнем резьбовую пару. Упругие элементы расположены между основаниями и по крайней мере два из них выполнены в виде кольцевых волнистых пружин, каждая из которых имеет два ряда выступов на вершинах волнистой поверхности. Подвижное основание выполнено со сферическими углублениями, в которых размещены выступы внешнего ряда одной из волнистых пружин, и цилиндрической проточкой. Ограничитель перемещения подвижного основания выполнен в виде втулки с фланцем, имеющим отверстие, в котором размещены выступы внутреннего ряда волнистых пружин, и размещенным в цилиндрической проточке подвижного основания. Металлические шайбы установлены между упругими элементами в чередующейся последовательности. 1 ил.

Изобретение относится к вибро- и сейсмозащитной технике и может быть использовано в энергетике, строительных сооружениях и других областях техники. Известен амортизатор /1/, применяемый для защиты объектов от внешних механических колебаний, содержащий две опоры нижнюю и верхнюю пластины, между которыми заключены пружинящие элементы в виде участков двух резиновых лент, образованных переплетением их во взаимно перпендикулярных направлениях с двумя стальными лентами (промежуточные жесткости), с отверстиями по оси амортизатора, и ограничительный (резьбовой) стержень, жестко связанный с нижней пластиной и расположенный в отверстиях лент. В рабочем положении амортизатора пружинящие элементы сжаты навинченной на резьбовой хвостовик стержня гайкой, которая упирается в верхнюю пластину. При воздействии на нижнюю пластину амортизатора внешних боковых (горизонтальных) динамических нагрузок стержень изгибается, при этом большая часть энергии внешних колебаний поступает на защищаемый объект. Надежность амортизатора снижается в большей степени при незастопоренной гайке. Известен также пружинный амортизатор /2/, содержащий два основания, размещенный между ними набор упругих элементов, стержень, закрепленный на неподвижном основании, ограничитель перемещения подвижного основания, установленный на стержне с образованием резьбовой пары, принятый за прототип.

Недостатком известного пружинного амортизатора является низкая надежность при горизонтальных нагрузках.

Технический результат предложенного технического решения заключается в повышении надежности пружинного амортизатора, защищающего объект от внешних динамических нагрузок. Для этого в известном пружинном амортизаторе, содержащем подвижное и неподвижное основания, стержень, закрепленный на неподвижном основании, ограничитель перемещения подвижного основания, установленный на стержне с образованием резьбовой пары, и упругие элементы, расположенные между основаниями, подвижное основание выполнено со сферическими углублениями и цилиндрической проточкой, ограничитель перемещения подвижного основания выполнен в виде втулки с фланцем, имеющим отверстие и размещенным в цилиндрической проточке подвижного основания, по крайней мере, два упругих элемента выполнены в виде кольцевых волнистых пружин, каждая из которых имеет два ряда выступов на вершинах, волнистых поверхностей, выступы внешнего ряда одной из пружин размещены в сферических углублениях подвижного основания, а выступы внутреннего ряда в отверстиях фланца, другая пружина установлена на неподвижном основании, а амортизатор снабжен плоскими металлическими шайбами, установленными между упругими элементами в чередующейся последовательности.

Авторам неизвестна конструкция пружинного амортизатора с указанными выше признаками ни из патентной, ни из научно-технической литературы.

На чертеже изображен предлагаемый пружинный амортизатор.

Он содержит неподвижное основание 1, снабженную сквозным центральным отверстием 2, подвижное основание 3 с углублениями (лунками) 4, расположенными в кольцевом ряду на нижней опорной поверхности, и сквозной двухступенчатой цилиндрической полостью, расширенная полуполость (выточка) 5 которой обращена к неподвижному основанию 1, три пакета пружинящих элементов, набранные из кольцевых волнистых пружин 6 с двухрядным размещением опорных выступов 7 (наружный ряд) и 8 (внутренний) и двух плоских шайб (колец) 9, резьбовую втулку, образованную концентрично расположенными ступицей 10 и фланцем 11, на бурте 12 которого выполнены углубления (сквозные отверстия) 13, размещенные в кольцевом ряду, стержень 14 с выступающей из амортизатора головкой и резьбовым хвостовиком 15, стяжные шпильки (болты) и гайки (на чертеже не показаны).

В силовой связи с верхней пружиной 6 верхнего пакета пружин находится подвижное основание 3 и фланец 11 втулки. Связь осуществлена путем размещения выступов 7 этой пружины в лунках 4 подвижного основания 3 и выступов 8 в углублениях 13 бурта фланца втулки. Последняя навинчена на хвостовик 15 стержня 14, ее фланец образует радиальный "а" и торцевой "б" зазоры с полуполостью 5 подвижного основания. Средняя (гладкая) часть стержня 14 помещена в отверстие 2 неподвижного основания, а его головка расположена снаружи последней и приварена к ней. Оба основания амортизатора стянуты между собой с помощью вспомогательных деталей.

Размещение опорных выступов волнистых пружин в углублениях прилежащих деталей обеспечивает их взаимное стопорение. При этом когда выступы опираются о кромки "глубоких" углублений (типа сквозного отверстия), неразъемность такого соединения при работе амортизатора сохраняется. Если углубления "мелки" (типа лунок), то их контакт с выступами происходит по донышкам, благодаря чему при воздействии сдвигающей силы в рабочем положении амортизатора одна из прилежащих к пружине деталей имеет ограниченную возможность для перемещения относительно другой детали.

Сборку амортизатора начинают с жесткого присоединения стержня 14 к основанию 1. Затем формируют пакеты пружин 6, на них помещают шайбу 9, на нее следующую группу пружин, шайбу и т.д. Далее на хвостовик 15 стержня навинчивают резьбовую втулку, повернув вперед ее ступицу 10, и следя за тем, чтобы ее торец свободно входил в отверстия пружин и разъединительных шайб. Когда пакеты начнут сопротивляться навинчиванию втулки, процесс продолжают с помощью специального (например, квадратного) стержня, помещаемого в паз фланца, и цилиндрического стержня, устанавливаемого в отверстие головки стержня 14. При достижении нормированной осевой силы, определяемой по расстоянию от торца фланца втулки до неподвижного основания 1, навинчивание прекращают.

Сборку завершают присоединением подвижного основания 3 к амортизатору. Для этого его устанавливают на верхнюю пружину верхнего пакета, совместив углубления 4 с выступами 7 пружины, стягивают основание 1 и 3 с помощью технологических шпилек (болтов) и гаек, используя отверстия на пластинах, предназначенные для присоединения их к фундаменту (платформе) и опорной детали защищаемого объекта. По ходу стягивания проверяют величину торцевого зазора "б" путем измерения расстояния от подвижного основания 3 до торца фланца втулки. В рабочем положении амортизатора внешние боковые (горизонтальные колебания вызывают возвратно-поступательные перемещения всех его деталей, за исключением подвижного основания. Это возможно благодаря тому, что опорные выступы наружного ряда верхней пружины скользят по пологим донышкам углублений подвижного основания, возвращаясь при каждом цикле колебаний в исходное положение. Максимальное расстояние пробега выступов ограничено радиальным зазором "а". Вертикальные же колебания, воздействуя на пакеты пружин, передаются объекту ослабленными, т.к. часть их энергии поглощается пружинами. Величина максимального сжатия пакетов ограничена величиной торцевого зазора "б".

Формула изобретения

Пружинный амортизатор, содержащий подвижное и неподвижное основание, стержень, закрепленный на неподвижном основании, ограничитель перемещения подвижного основания, установленный на стержне с образованием резьбовой пары, и упругие элементы, расположенные между основаниями, отличающийся тем, что подвижное основание выполнено со сферическими углублениями и цилиндрической проточкой, ограничитель перемещения подвижного основания выполнен в виде втулки с фланцем, имеющим отверстие и размещенным в цилиндрической проточке подвижного основания, по крайней мере два упругих элемента выполнены в виде кольцевых волнистых пружин, каждая из которых имеет два ряда выступов на вершинах волнистых поверхностей, выступы внешнего ряда одной из пружин размещены в сферических углублениях подвижного основания, а выступы внутреннего ряда в отверстиях фланца, другая пружина установлена на неподвижном основании, а амортизатор снабжен плоскими металлическими шайбами, установленными между упругими элементами в чередующейся последовательности.

РИСУНКИ

Рисунок 1