стопорное устройство

Формула изобретения

1. Стопорное устройство, содержащее корпус, в котором расположены перемешающаяся масса и запирающий элемент, отличающееся тем, что на внутренней торцевой поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка, запирающий элемент выполнен в виде наружного или внутреннего пружинного конического стопорного кольца с уклоном конической поверхности к его посадочной поверхности, при этом пружинное коническое стопорное кольцо установлено в кольцевой канавке плоским торцом в сторону перемешающейся массы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя торцевая поверхность корпуса на участке, прилегающем к кольцевой канавке со стороны посадочной поверхности, выполнена конической, соответствующей конической поверхности пружинного конического стопорного кольца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в термокомпенсационных и амортизирующих устройствах, преимущественно осесимметричных и подвергаемых ударным воздействиям.

Известно стопорное устройство под названием "Пружинный блок для активного участка ядерного реактора" [1]. Стопорное устройство удерживает подвижную массу и выполнено в виде пружинного блока, содержащего системы пружин малой и высокой упругости, соединенные между собой и размещенные между корпусом и поддерживаемой массой.

Недостатком такой конструкции стопорного устройства является ее сложность, а также резкое увеличение динамичности на внутренних элементах при и после действия перегрузок, превышающих усилие, создаваемое упругим элементом (пружиной), т. к. в результате действия перегрузок может произойти обмятие внутренних элементов и, как следствие, расслабление пружин из-за увеличения зазоров. Последующее действие перегрузок, включая "отдачу", может привести к поломке внутренних элементов конструкции.

Известен "Амортизатор" [2] , который содержит корпус с внутренней полостью, заполненной демпфирующей средой, являющейся запирающим элементом, и упругий элемент (витая пружина).

Данное техническое решение позволяет при достаточной плотности демпфирующей среды уменьшить динамичность внутренних элементов конструкции, установленных с термокомпенсационным зазором относительно корпуса, благодаря невозможности быстрого прохождения (при действии короткодействующих перегрузок) плотной демпфирующей среды через профилированный канал. Вместе с этим при и после действия значительных перегрузок, при которых, кроме упругих, возникают пластические деформации и обмятие внутренних элементов, в конструкции появляется дополнительный зазор, резко увеличивающий динамичность внутренних элементов при действии последующих нагрузок, т.к. плотная демпфирующая среда не успеет пройти через канал с малым проходным сечением.

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является стопорное устройство под названием "Пружинный амортизатор с автоматическим стопорным механизмом" [3], в которое с целью жесткой фиксации перемещающейся внутри корпуса массы введен запирающий элемент в виде подпружиненного выдвижного клина с углом наклона, обеспечивающим самостопорение.

Данное техническое решение позволяет ликвидировать расслабления (зазоры), возникающие в результате пластических деформаций и обмятий внутренних элементов конструкции. Однако недостатком конструкции является ее сложность, обусловленная наличием системы рычагов, и для устранения перекосов (осенесимметричное заклинивание), появляющихся при использовании предлагаемого клина, требуется дополнительный элемент - пружина и место для ее размещения.

Таким образом, настоящее изобретение направлено на решение задачи по упрощению конструкции стопорного устройства. Технический результат выражается в повышении надежности конструкции стопорного устройства за счет снижения динамичности внутренних элементов конструкции. Это достигается тем, что в стопорном устройстве, содержащем корпус, перемещающуюся массу и запирающий элемент, согласно изобретению на внутренней торцевой поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка, запирающий элемент выполнен в виде наружного или внутреннего пружинного конического стопорного кольца с уклоном конической поверхности к его посадочной поверхности, при этом пружинное коническое кольцо установлено в кольцевой канавке плоским торцом в сторону перемещающейся массы, внутренняя торцевая поверхность корпуса на участке, прилегающем к кольцевой канавке со стороны посадочной поверхности, выполнена конической, соответствующей конической поверхности пружинного конического стопорного кольца.

Наличие признаков, отличающих заявляемое изобретение от прототипа, позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

На фиг.1 приведен общий вид стопорного устройства; на фиг.2 - общий вид стопорного устройства после воздействия на него критической перегрузки (удара) в направлении P; на фиг.3 - поперечное сечение запирающего элемента.

Стопорное устройство содержит (см. фиг.1) корпус 1 с крышкой 2, перемещающуюся массу 3, пружины 4 и запирающий элемент 5. На внутренней торцевой поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка 6 (см. фиг.2). В изображенном примере запирающий элемент 5 выполнен в виде наружного пружинного конического стопорного кольца, устанавливаемого на вал. Одна из торцевых поверхностей кольца - коническая с уклоном конической поверхности в сторону посадочной поверхности А (см. фиг.3). В свободном состоянии диаметр отверстия кольца 5 меньше внутреннего диаметра канавки 6, поэтому при монтаже кольцо 5 разжато так, чтобы оно разместилось на внутренней цилиндрической поверхности канавки 6. Причем кольцо 5 установлено плоским торцом к перемещающейся массе 3. Внутренняя торцевая поверхность корпуса 1 имеет участок, прилегающий к кольцевой канавке 6 со стороны посадочной поверхности, выполненный коническим.

При использовании в качестве запирающего элемента 5 внутреннего пружинного стопорного кольца его при монтаже нужно сжать так, чтобы оно после установки сопрягалось с наружной цилиндрической поверхностью канавки 6. Угол наклона конусной поверхности для такого стопорного кольца изменяется на противоположный.

Работает стопорное устройство следующим образом. При действии перегрузки в направлении P (см. фиг.2) в случае, если в процессе хранения, эксплуатации или от действия перегрузки произошло обмятие перемещающейся массы 3 и, как следствие, увеличение размера больше допустимой для данной конструкции величины, кольцо 5 за счет массовых сил выходит из кольцевой канавки 6, прижимается к поверхности В и за счет собственных сил упругости заходит в зазор который больше размера S. При этом кольцо 5 устанавливается своей конической поверхностью Г по торцу корпуса 1. Последующее действие отдачи и перегрузок не вызывает внутри конструкции увеличение перегрузок за счет динамичности. Трапецеидальное сечение запирающего элемента обеспечивает плотное замыкание зазора по конусной поверхности, обеспечивая при этом его надежное заклинивание.

Таким образом, при введении в конструкцию стопорного устройства сохраняется прежнее термокомпенсирование элементов конструкции в процессе хранения, перевозок и эксплуатационных перепадов температур и в то же время обеспечивается снижение динамических воздействий на внутренние элементы конструкции в случае воздействий перегрузок, значительно превышающих термокомпенсационное усилие. Сборка и изготовление стопорного устройства не сложны.

Стопорное устройство в соответствии с заявляемым изобретением изготовлено и прошло испытания в составе нескольких макетов, результаты испытаний положительные.