Изобретение относится к устройствам, позволяющим гасить крутильные колебания, и может быть использовано в двигателестроении.The invention relates to devices for damping torsional vibrations, and can be used in engine manufacturing.
Известны два основных типа демпферов крутильных колебаний, использующих эффект гашения колебаний за счет внутреннего трения, возникающего в деформируемом под воздействием динамических нагрузок упругом теле из эластомерного материала, соединяющем ведущую и ведомую части демпфера. Упругое тело демпферов первого, наиболее распространенного типа представляет собой варианты эластомерной прослойки, коаксиально соединяющей привулканизованные к ней металлические части демпфера. Основным достоинством данной конструкции является ее простота, достигаемая совмещением в упругом теле функционального (обеспечивающего демпфирование) и конструктивного (обеспечивающего взаимную ориентацию частей демпфера) назначения. Недостатками является: ограниченные возможности передачи крутящего момента - в пределах сил адгезии эластомера к металлу, возможность разрушения при нагреве в процессе эксплуатации, неремонтнопригодность, а также высокая стоимость технологического процесса подготовки контактирующих с эластомерной прослойкой поверхностей и самой вулканизации.Two main types of torsional vibration dampers are known that use the damping effect of vibrations due to internal friction that occurs in an elastic body of elastomeric material that is deformed under the influence of dynamic loads and connects the leading and driven parts of the damper. The elastic body of the dampers of the first, most common type is a variant of the elastomeric layer, coaxially connecting the metal parts of the damper vulcanized to it. The main advantage of this design is its simplicity, achieved by combining functional (providing damping) and constructive (providing relative orientation of the damper parts) functions in an elastic body. The disadvantages are: limited torque transmission capabilities - within the adhesion forces of the elastomer to the metal, the possibility of destruction during heating during operation, unrepairability, as well as the high cost of the process of preparing surfaces in contact with the elastomeric layer and vulcanization itself.
Этих недостатков лишены демпферы, использующие в качестве упругого тела комплект из нескольких независимых, устанавливаемых путем механической сборки упругих элементов из эластомерного материала, однако они требуют усложнения конструкции демпфера за счет применения дополнительных деталей, обеспечивающих крепление упругих элементов и коаксиальность ведущей и ведомой частей. Кроме того, упругие элементы и места контакта с ними имеют, как правило, достаточно сложную форму и нетехнологичны в изготовлении.These disadvantages are deprived of dampers, using as a resilient body a set of several independent ones installed by mechanical assembly of elastic elements from an elastomeric material, however, they require complicating the design of the damper through the use of additional parts that ensure the fastening of the elastic elements and the coaxiality of the driving and driven parts. In addition, elastic elements and places of contact with them have, as a rule, a rather complex shape and are not technologically advanced to manufacture.
Целью изобретения является создание максимально простой, технологичной в изготовлении и эффективной конструкции демпфера, объединяющей достоинства аналогов и обеспечивающей по сравнению с ними конкурентоспособность в массовом производстве.The aim of the invention is the creation of the simplest, most technologically advanced in manufacturing and efficient damper design, combining the advantages of analogues and ensuring competitiveness in mass production compared to them.
Изобретение иллюстрируется фиг.1-3. Этим требованиям отвечает предлагаемая конструкция демпфера (фиг.1) с металлическими (литыми или горячештампованными) ведущей 1 и ведомой 2 частями, в которой независимые упругие армированные элементы 3 (условно показана конструкция с 6 элементами) из эластомерного материала, представляющие собой тела вращения в форме соединенных вершинами усеченных конусов, запрессованы за счет собственной упругой деформации в гнезда той же геометрической формы, совместно расточенные в ведущей и ведомой частях. Оси гнезд (фиг.2) (упругие элементы условно не показаны) совпадают по направлению с осью вращения демпфера и равномерно расположены на окружности, являющейся средней линией зазора между его частями. При этом противоположно направленные конические поверхности упругих элементов не только препятствуют осевому смещению самих элементов, но и фиксируют взаимное расположение частей демпфера в осевом и радиальном направлениях. The invention is illustrated in figures 1-3. The proposed damper design (Fig. 1) with metal (cast or hot-stamped) drive 1 and driven 2 parts, in which independent elastic reinforced elements 3 (design with 6 elements is conventionally shown, made of elastomeric material, which are bodies of revolution in the form), meets these requirements. connected by vertices of truncated cones, are pressed due to their own elastic deformation into nests of the same geometric shape, jointly bored in the leading and driven parts. The axis of the nests (figure 2) (elastic elements are not shown conditionally) coincide in direction with the axis of rotation of the damper and are evenly spaced on a circle, which is the middle line of the gap between its parts. In this case, the oppositely directed conical surfaces of the elastic elements not only prevent the axial displacement of the elements themselves, but also fix the relative position of the damper parts in the axial and radial directions.
Таким образом, упругие элементы совмещают как функциональное (демпфирование и передача крутящего момента), так и конструктивное (обеспечение взаимной ориентации частей демпфера) назначение, позволяя избежать применения дополнительных деталей, а наличие в них осевых отверстий позволяет не только облегчить запрессовку элементов в гнезда, но и путем последующей запрессовки в них арматуры 4 в виде цилиндрических стержней с диаметром большим, чем диаметр отверстий, обеспечить статическую деформацию упругих элементов, позволяя изменять таким образом частотные характеристики демпфера.Thus, elastic elements combine both functional (damping and torque transmission) and constructive (ensuring mutual orientation of the damper parts) designation, avoiding the use of additional parts, and the presence of axial holes in them allows not only to ease the insertion of elements into sockets, but and by subsequent pressing in reinforcement 4 in them in the form of cylindrical rods with a diameter larger than the diameter of the holes, to ensure the static deformation of the elastic elements, allowing you to change m way the frequency characteristics of the damper.
Наличие зазора между ведущей и ведомой частями демпфера и фасок 5 на кромках гнезд позволяют избежать среза упругих элементов при пиковых нагрузках, заменяя его на деформацию.The presence of a gap between the leading and driven parts of the damper and the chamfers 5 at the edges of the nests allows you to avoid a cut of the elastic elements at peak loads, replacing it with deformation.
Поскольку все металлические детали демпфера имеют форму тел вращения, то их изготовление, а также изготовление оснастки для формования упругих элементов весьма технологично и обеспечивается высокопроизводительными методами токарной обработки. Расточка конических поверхностей гнезд выполняется многошпиндельным станочным приспособлением с одновременной совместной обработкой ведущей и ведомой частей демпфера. Небольшие габариты упругих элементов позволяют изготавливать их в высокопроизводительных многоместных пресс-формах, а сборка демпфера с одновременной запрессовкой гидро- или пневмопрессом всех упругих элементов возможна в любом месте, оптимальном с точки зрения организации производства и минимизации производственных затрат.Since all the metal parts of the damper are in the form of bodies of revolution, their manufacture, as well as the manufacture of tooling for forming elastic elements is very technological and is ensured by high-performance turning methods. Boring of the conical surfaces of the sockets is carried out by a multi-spindle machine tool with simultaneous joint processing of the leading and driven parts of the damper. The small dimensions of the elastic elements allow them to be manufactured in high-performance multi-seat molds, and the assembly of a damper with the simultaneous pressing of all elastic elements with a hydraulic or pneumatic press is possible at any place that is optimal in terms of organizing production and minimizing production costs.