виброизолятор

Формула изобретения

Виброизолятор, содержащий корпус с отверстием, установленную в него ось и размещенный между осью и корпусом кольцевой упругий элемент, отличающийся тем, что образующая контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также образующая контактирующих поверхностей оси и кольцевого упругого элемента выполнены в виде одинаковых синусоид, равноудаленных друг от друга в радиальном направлении на величину толщины кольцевого упругого элемента и построенных для 1,25 основного периода функции, наибольшие диаметры указанных поверхностей выполнены в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора, посередине его корпуса, а соотношение параметров этих поверхностей определяется следующей зависимостью:

где b - ширина контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также кольцевого упругого элемента и оси;

d_{О max}, d_{O min} - соответственно максимальный и минимальный диаметр поверхности оси, контактирующей с кольцевым упругим элементом;

d_{k max}, d _{k min} - соответственно максимальный и минимальный диаметр поверхности отверстия корпуса, контактирующей с кольцевым упругим элементом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и касается конструкции амортизаторов, предназначенных преимущественно для крепления кузова или кабины на раме транспортного средства.

Известен цилиндрический резинометаллический шарнир, содержащий корпус с цилиндрическим отверстием, установленную в него ось и размещенный с натягом между осью и втулкой кольцевой упругий элемент /Ляпунов В.Г., Лавендел Э.Э., Шляпочников С.А. Резиновые виброизоляторы: Справочник: - Л.: Судостроение, 1988, с.32, рис.2.1, г; с.34-35 // Авт. свид. №1242664, кл. F 16 F 15/04, // Авт. свид. №1710362, кл. B 60 G 11/04/. Недостатком его является малая эффективность виброизоляции, так как кольцевой упругий элемент работает лишь на сжатие.

Известен также конический резинометаллический шарнир, содержащий корпус с коническим отверстием, установленную в него коническую ось и размещенный между осью и корпусом кольцевой конический упругий элемент /Ляпунов В.Г., Лавендел Э.Э., Шляпочников С.А. Резиновые виброизоляторы: Справочник: - Л.: Судостроение, 1988, с.32, рис.2.1, д; с.35/. Однако этот виброизолятор также имеет малую эффективность виброизоляции, так как кольцевой упругий элемент, работая на сжатие и на сдвиг, воспринимает лишь односторонне действующие осевые составляющие нагрузки.

Задачей изобретения является повышение амортизационных свойств упругого элемента.

Технический результат - повышение эффективности виброизоляции кузова или кабины, закрепленной на раме транспортного средства, достигается тем, что образующая контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также образующая контактирующих поверхностей оси и кольцевого упругого элемента выполнены в виде одинаковых синусоид, равноудаленных друг от друга в радиальном направлении на величину толщины кольцевого упругого элемента и построенных для 1,25 основного периода функции, наибольшие диаметры указанных поверхностей выполнены в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора посередине его корпуса, а соотношение параметров этих поверхностей определяется следующей зависимостью:

где b - ширина контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также кольцевого упругого элемента и оси;

d_{О max}, d_{О min} - соответственно максимальный и минимальный диаметр поверхности оси, контактирующей с кольцевым упругим элементом;

d_{k max}, d _{k min} - соответственно максимальный и минимальный диаметр поверхности отверстия корпуса, контактирующей с кольцевым упругим элементом.

Выполнение образующей контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также образующей контактирующих поверхностей оси и кольцевого упругого элемента в виде одинаковых синусоид, равноудаленных друг от друга в радиальном направлении на величину толщины кольцевого упругого элемента и построенных для 1,25 основного периода функции, а также выполнение наибольших диаметров указанных поверхностей в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора посередине его корпуса при принятом соотношении параметров этих поверхностей, обеспечивает одновременную работу кольцевого упругого элемента на сжатие и на сдвиг при любом направлении действующих осевых составляющих нагрузки. Это позволяет расширить диапазон частот, на которых производится поглощение колебательной энергии, и выполнять поглощение колебательной энергии более эффективно. По сравнению с известными устройствами при одинаковых габаритных размерах площадь поверхности сопряжения кольцевого упругого элемента с деталями виброизолятора у предлагаемого устройства больше, поэтому габаритные размеры предлагаемого устройства по сравнению с известными устройствами при тех же нагрузках можно уменьшить. Выполнение образующей контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также образующей контактирующих поверхностей оси и кольцевого упругого элемента в виде синусоид с принятыми параметрами определено на основе бионических принципов оптимизации конструктивных систем. Аналогичную форму имеет образующая сопряженных поверхностей коленного сустава человека /Темнов В.Г. Конструктивные системы в природе и строительной технике. - Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние. - 1987. – 256 с./. Биоаналогом конструктивного решения предлагаемого изобретения является сустав соединения второй и третьей фаланг ноги лошади.

На фиг.1 представлен виброизолятор в разрезе вертикальной плоскостью. На фиг.2 - вид слева на виброизолятор.

Виброизолятор содержит корпус, состоящий из нижней части 1 и верхней части 2. В отверстие корпуса установлена ось 3 и размещенный между корпусом и осью 3 кольцевой упругий элемент 4. Нижняя часть 1 и верхняя часть 2 корпуса соединены четырьмя винтами 5.

Образующая "К" контактирующих поверхностей корпуса и кольцевого упругого элемента, а также образующая "О" контактирующих поверхностей оси и кольцевого упругого элемента выполнены в виде одинаковых синусоид, равноудаленных друг от друга в радиальном направлении на величину толщины кольцевого упругого элемента и построенных для 1,25 основного периода функций; наибольшие диаметры указанных поверхностей выполнены в плоскости, перпендикулярной оси виброизолятора посередине его корпуса, а соотношение параметров этих поверхностей определяется следующей зависимостью:

где b - ширина контактирующих поверхностей отверстия корпуса и кольцевого упругого элемента, а также кольцевого упругого элемента и оси;

d_{О max}, d_{0 min} - соответственно максимальный и минимальный диаметр поверхности оси, контактирующей с кольцевым упругим элементом;

d_{k max}, d _{k min} - соответственно максимальный и минимальный диаметр поверхности отверстия корпуса, контактирующей с кольцевым упругим элементом.

Нижняя часть 1 корпуса может быть, например, жестко закреплена на раме транспортного средства, а ось 3 жестко закреплена на кузове или кабине.

Виброизолятор работает следующим образом. При движении транспортного средства происходит виброизоляция кабины или кузова за счет виброизолирующих свойств кольцевого упругого элемента 4, изготовленного, например, из резины. Для кабины или кузова транспортного средства реакция в опоре может иметь произвольное направление и величину, которые зависят от кинематических параметров движения и от нагрузки транспортного средства. От радиальной составляющей реакции кольцевой упругий элемент работает на сжатие. Одновременно от осевой составляющей реакции кольцевой упругий элемент 4 работает на сдвиг. Повышение амортизационных свойств упругого элемента обеспечено принятой формой образующих контактирующих поверхностей корпуса 1 и 2, кольцевого упругого элемента 4 и оси 3. Синусоидальная форма этих образующих "О" и "К" позволяет виброизолятору воспринимать осевые составляющие нагрузки произвольного направления.

При действии радиальной нагрузки симметричное расположение указанных образующих по отношению к вертикальной оси симметрии виброизолятора обеспечивает компенсацию возникающих осевых сил.

Выполнение синусоидальных образующих "О" и "К" для 1,25 основного периода функции препятствует выдавливанию кольцевого упругого элемента 4 в осевом направлении при работе виброизолятора.

Изготовление корпуса из двух частей (нижней 1 и верхней 2) обеспечивает возможность сборки или разборки виброизолятора.