SU1717872A1 - Shock-absorbing member - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  амор/ тизации элементов конструкции в машинах и механизмах. Целью изобретени   вл етс  повышение энергопоглощени  при ограничении нагрузки в пределах рабочего хода и увеличени  нагрузки в пределах рабочего хода и увеличение рабочего хода. При действии силы Р амортизирующий элемент 1 деформируетс  только за счет сжати , при достижении силы определенного значени  Рмакс участки 2 трубы между прорез ми 3 тер ют устойчивость как стержни и начинают изгибатьс , при этом сила Р остаетс  близкой к посто нной, пока Л 0,4 I, что позвол ет реализовать большой ход амортизирующего .элемента и обеспечить близкое к максимальному энергопоглощение. 1 з.п.ф-лы, 3 ил..The invention relates to mechanical engineering and can be used for amortization of structural elements in machines and mechanisms. The aim of the invention is to increase energy absorption while limiting the load within the working stroke and increasing the load within the working stroke and increasing the working stroke. Under the action of force P, the damping element 1 is deformed only by compression, when a force reaches a certain value Pmax, the pipe sections 2 between the slots 3 lose stability as the rods and begin to bend, while the force P remains close to constant while I, which makes it possible to realize a large stroke of the damping element and to ensure energy absorption close to maximum. 1 hp ff, 3 silt ..

Description

4 004 00

чh

ЮYU

Фиг.ГFig.G

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  амортизации элементов конструкции в машинах и механизмах.The invention relates to mechanical engineering and can be used for depreciation of structural elements in machines and mechanisms.

Большинство амортизирующих элементов реализует линейную или близкую к. ней зависимость (характеристику) сопротивлени  Р амортизатора от его удлинени  или укорочени  АI (крива  1 на фиг. 3), например , металлические пружины, рессоры и т.п. Однако при амортизации машин и приборов от ударных нагрузок часто требуетс  см гчить характеристику амортизатора. Гидравлические амортизаторы, решающие такого рода задачу  вл ютс  сложными, высокопрецизионными и, следовательно, дорогосто щими устройствами.Most of the cushioning elements realize a linear or close dependence (characteristic) of the resistance P of the shock absorber on its elongation or shortening of AI (curve 1 in Fig. 3), for example, metal springs, springs, etc. However, when depreciating machinery and devices from shock loads, it is often necessary to dampen the characteristic of the shock absorber. Hydraulic shock absorbers that solve this type of problem are complex, high precision and, therefore, expensive devices.

Известен упругий элемент подвески транспортного средства,См гчение его характеристики достигаетс  совместной деформацией сфер в противоположных направ- лени х при входе одной в другую/Характеристика такого амортизатора имеет вид кривой 2 на фиг. 3.The elastic suspension element of a vehicle is known. Its characteristic is achieved by joint deformation of spheres in opposite directions when entering one into another. The characteristic of such a shock absorber has the form of curve 2 in FIG. 3

Известен амортизатор от ударов, изготовленный из упругого материала в форме цилиндра с отверстием в центре. В данном устройстве выполнены также отверсти  в осевом направлении, причем часть из них соединены радиальными прорез ми с центральным отверстием. Характеристика такого амортизатора близка к пр мой 1 на фиг. 3, а- изменение размеров и числа отверстий позвол ет измен ть только наклон его характеристики к оси Д1, что позвол ет см гчить характеристику амортизатора без изменени  ее линейного характера.Known shock absorber made of elastic material in the form of a cylinder with a hole in the center. The device also has holes in the axial direction, some of which are connected by radial slots with a central hole. The characteristic of such a shock absorber is close to straight line 1 in FIG. 3, a - changing the size and number of holes allows only a change in its characteristic to the axis D1, which allows to dampen the characteristic of the shock absorber without changing its linear character.

. Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому устройству  вл етс  известный упругий амортизирующий элемент, который состоит из тонкостенной оболочки, выполненной с прорез ми вдоль образующей, поршней, снабженных разрезными кольцами, втулки м упругого наполнител . Наличие продольных прорезей во втулке и оболочке позвол ет см гчить характеристику упругого элемента, но она остаетс  близкой к линейной характеристике вида 1 на фиг. 3.. The closest in design features to the proposed device is the well-known elastic shock-absorbing element, which consists of a thin-walled shell, made with cuts along the generator, pistons, equipped with split rings, bushings and an elastic filler. The presence of longitudinal slits in the sleeve and shell allows the characteristic of the elastic element to be softened, but it remains close to the linear characteristic of type 1 in FIG. 3

Недостатком этого упругого элемента  вл етс  то, что из-за незначительных деформаций оболочки он имеет малый ход. Кроме того, его энергопоглощающие свойства из-за линейности характеристики неоптимальные .The disadvantage of this elastic element is that due to minor deformations of the shell, it has a small stroke. In addition, its energy-absorbing properties due to the linearity of the characteristics of non-optimal.

При амортизации машин и приборов от ударных нагрузок необходимы ограничени  по действующим на них перегрузкам, что равносильно ограничению по максимальному сопротивлению амортизатора. Наиболее эффективно эту задачу решал бы амортизатор с характеристикой вида 3 на фиг. 3. Такой амортизатор при деформации поглощает максимальное количество энергии, которое вдвое больше энергии поглощаемой амортизатором с линейной характеристикой при одинаковых максимальном усилии и рабочем ходе.When depreciating machines and devices from shock loads, restrictions on the overloads acting on them are necessary, which is equivalent to a limit on the maximum resistance of the shock absorber. This problem would most effectively be solved by a shock absorber with a characteristic of type 3 in FIG. 3. Such a shock absorber during deformation absorbs the maximum amount of energy, which is twice the energy absorbed by the shock absorber with a linear characteristic with the same maximum force and working stroke.

Цель изобретени  - повышение энергопоглощени  при ограничении нагрузки в пределах рабочего хода и увеличение рабочего хода, т.е. реализаци  такой характеристики амортизатора, котора  наThe purpose of the invention is to increase the energy absorption while limiting the load within the working stroke and increasing the working stroke, i.e. implementation of such a shock absorber characteristic which

значительном участке была бы близка к характеристике вида 3, а именно имела вид кривой 4 на фиг. 3.a significant area would be close to the characteristic of type 3, namely, it would look like a curve 4 in FIG. 3

На фиг. 1 изображен амортизирующий элемент; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; наFIG. 1 shows a cushioning element; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; on

фиг, 3 - кривые зависимости сопротивлени  амортизатора пт его удлинени  или укорочени .Fig. 3 shows the curves of the resistance of the shock absorber and its elongation or shortening.

Амортизирующий элемент выполнен в виде эластичной цилиндрической трубы 1 изThe damping element is designed as an elastic cylindrical tube 1 of

упругого материала с регул рными продольными прорез ми 3 и участками 2 трубы между прорез ми.an elastic material with regular longitudinal slits 3 and pipe sections 2 between the slits.

Сущность изобретени  состоит в том, что ширина участка между прорез ми выбрана из соотношени  л:0The essence of the invention is that the width of the area between the slits is selected from the ratio l: 0

где b - ширина участка между прорез ми по среднему диаметру трубы;where b is the width of the section between the slots along the average diameter of the pipe;

д- толщинатрубы; d- thickness of the pipe;

D - средний диаметр трубы, а число прорезей по крайней мере три. В этом случае сечение участка (элемента) трубы между прорез ми близко к пр моугольному. Цилиндрическа  труба из упругого материала эластична.D is the average diameter of the pipe, and the number of slots is at least three. In this case, the section of the pipe section (element) between the slits is close to rectangular. The cylindrical tube of elastic material is elastic.

При сжатии амортизирующего элемента 1 силами Р сначала он деформируетс  только за счет сжати , но при достиженииWhen a shock-absorbing element 1 is compressed by forces P, at first it is deformed only due to compression, but when

силой определенного значени  Рмакс участки 2 трубы между прорез ми 3 тер ют устойчивость как стержни и начинают изгибатьс , принима  показанную пунктиром форму 4 (фиг. 1), при этом сила Р остаетс  близкой кby the force of a certain value Pmax, the tube sections 2 between the slits 3 lose stability as rods and begin to bend, assuming the shape 4 shown in dotted line (Fig. 1), while the force P remains close to

посто нной, пока Д 0,4 I, что позвол ет реализовать большой рабочий ход амортизирующего элемента (характеристика вида 4 на фиг. 3) и обеспечить близкое к максимальному энергопоглощение.constant, while D 0.4 I, which allows for a large working stroke of the damping element (a characteristic of type 4 in Fig. 3) and to ensure near-maximum energy absorption.

Если сечение участков трубы между прорез ми не близко к пр моугольному, то становитс  существенным эффект изменени  формы поперечного сечени  при потере устойчивости каждого из стержней (участкиIf the cross section of the pipe sections between the notches is not close to rectangular, then the effect of changing the shape of the cross section becomes significant with the loss of stability of each of the rods (sections

трубы между прорез ми). Сечение, представл ющее до потери устойчивости сектор кольца, в процессе потери устойчивости распр мл етс .pipes between the slits). The cross section, which represents the ring sector before buckling, is straightened in the buckling process.

Тогда характеристика амортизирующе- то элемента имеет вид 6 на фиг. 3.Then the characteristic of the damping element has the form 6 in FIG. 3

Крива  5 на фиг. 3 соответствует характеристике трубы, если прорези в ней отсутствуют .Curve 5 in FIG. 3 corresponds to the characteristics of the pipe, if there are no slots.

Если ширина b участка между прорез - ми меньше толщины трубы д, то потер  устойчивости стержней (участков между прорез ми) будет происходить в касательной к поверхности трубы плоскости и возможно взаимодействие стержней друг с другом, что помешает достигнуть поставленной цели, т.е. реализовать характеристику вида 4 на фиг. 3.If the width b of the section between the slots is less than the pipe thickness d, then the loss of stability of the rods (the sections between the slots) will occur in a plane tangential to the pipe surface and the rods may interact with each other, which will prevent to achieve the goal, implement the characteristic of type 4 in FIG. 3

Чтобы избежать сваливани  элемента на бок и других нежелательных форм потери To avoid storing the item on its side and other undesirable forms of loss.

/-// - /

гтахgtah

гталgtal

Раг.2Par.2

устойчивости необходимо иметь не менее трех прорезей.stability must have at least three slots.

Claims (2)

1.Амортизирующий элемент в виде цилиндрической трубы из упругого материала с продольными прорез ми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  энергопоглощени  при ограничении нагрузки в пределах рабочего хода, ширина участка между прорез ми выбрана из соотношени 1. The shock-absorbing element in the form of a cylindrical tube of elastic material with longitudinal slits, characterized in that, in order to increase energy absorption while limiting the load within the working stroke, the width of the section between the slits is chosen from the ratio д Ь JtD/6,d b JtD / 6, где Ь - ширина участка между прорез ми по среднему диаметру трубы;where b is the width of the section between the slots along the average diameter of the pipe; б - толщина трубы;,,b - pipe thickness; ,, D - средний диаметр трубы, а число прорезей по крайней мере три.D is the average diameter of the pipe, and the number of slots is at least three. 2.Элемент по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью увеличени  рабочего хода, цилиндрическа  труба из упругого материала эластична.2. An element according to claim 1, characterized in that, in order to increase the stroke, the cylindrical tube of elastic material is elastic. ftie.Jftie.J utoAlutoAl