ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 2006 года по МПК F16F5/00 F16F9/14 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники.

Так, например, известны гидравлические гасители колебаний, описанные в книге Дербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей - М., Машиностроение, 1969 г., стр. 8, рис. 4. Такой гаситель содержит резервуар, внутри которого подвижно в продольной его плоскости размещены шток с поршнем. Поршень снабжен каналами, в которых расположены перепускные клапаны. Несмотря на свою эффективность работы, такой гаситель обладает рядом недостатков. Во-первых, сложность клапанных устройств, что снижает надежность гасителя в целом; во-вторых, не все детали гасителя участвуют в рассеянии энергии сжатия или растяжения, что снижает эффективность демпфирования динамических нагрузок, возникающих при движении транспортного средства, и, в-третьих, сравнительно высокая стоимость их из-за сложности его конструкции.

Известен также гидравлический гаситель колебаний (гидравлический демпфер), конструкция которого описана в А.С. СССР №1084508 от 8.12.83 г. Такой гаситель в сравнении с аналогом имеет менее сложную конструкцию и повышенную эффективность. Однако и он обладает серьезным недостатком, заключающимся в том, что при резком изменении скорости поршня, вызванной случайной динамической нагрузкой, гаситель не способен в автоматическом режиме создавать ответные силы сопротивления и поэтому происходит или его пробой, или остаточная деформация, или же потеря прочности его деталей.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности демпфирующих способностей гасителя за счет автоматического изменения им сил сопротивления, находящихся в функциональной зависимости от скорости движения поршня.

Поставленная цель достигается тем, что поршень состоит из двух дисков, жестко закрепленных на штоке, один из которых верхний снабжен на своей торцевой поверхности радиальными ребрами и выступами, имеющими изогнутые под прямым углом каналы, а другой нижний выполнен сплошным и между ними подвижно размещены сухари со шлицами, расположенными в пазах штока с внешними цилиндрическими образующими поверхностями, подобными внутреннему диаметру рабочего цилиндра, и с "Г"-образной формы каналами, с одной стороны сопряженными с каналами верхнего диска, а с другой - с "Т"-образной формы каналом, выполненным сквозным в штоке, причем цилиндрические образующие поверхности упомянутых сухарей охвачены, по крайней мере, двумя кольцами, одно из которых внешнее металлическое имеет изгибную жесткость выше, чем у другого неметаллического внутреннего. Продольные оси "Т"-образных сквозных каналов, примыкающих к сухарям со стороны их шлицов, смещены по высоте относительно продольных осей горизонтальных участков "Г"-образной формы каналов, выполненных в последних.

На чертежах фиг.1 показана часть продольного разреза гасителя, на фиг.2 - его сечение по АА, на фиг.3 - его же сечение по ВВ и на фиг.4 - укрупненный вид детали поршня.

Гидравлический гаситель колебаний состоит из рабочего цилиндра 1, в котором подвижно размещен верхний диск 2 и нижний диск 3 жестко при помощи шпонок 4 и 5, закрепленных на упругом штоке 6. Верхний диск 2 снабжен ребрами 7 и выступами 8 с каналами 9, контактирующими с вертикальными каналами 10, переходящими в горизонтальные каналы 11, выполненные в сухарях 12, снабженных шлицами 13, размещенными в радиальных пазах, выполненных на участке 14 штока 6. На участке 15 штока 6 имеются каналы 16 "Т"-образной формы, сопрягаемые с горизонтальными каналами 11 сухарей 12. Между сухарями 12 и рабочим цилиндром 1 установлены металлическое кольцо 17 и неметаллическое кольцо 18. Шток 6 снабжен гайкой 19. Рабочий цилиндр 1 заполнен рабочей жидкостью 20.

Работает гидравлический гаситель колебаний следующим образом. Например, при сжатии гасителя, когда шток 6 поршня, который состоит из верхнего диска 2, нижнего диска 3 и сухарей 12, расположенных между ними, движется по стрелке С (фиг.1), рабочая жидкость 20 поступает в канал 16 участка 15 штока 6 по стрелке Е и в канал 11. При этом за счет того, что "Т"-образные каналы 16 не соосны каналам 11 (см. фиг.1), то движение штока 6 происходит с сопротивлением, так как сечение для прохода рабочей жидкости 20 из канала 16 в канал 11 очень мало. В то же время рабочая жидкость 20 из канала 11 проходит в канал 10 и, истекая из выступов 8, ударяется в ребра 7, что приводит к созданию момента М на штоке 6. Следовательно, энергия хода поршня затрачивается на закрутку штока 6, что и способствует гашению этого рода нагрузки. Если нагрузка на шток 6 возрастет, то давление рабочей жидкости 20 в "Т"-образном канале 16 также поднимется, и тогда под его действием сухари 12 несколько переместятся по стрелкам F и такое их движение создаст радиальные усилия Q (они совпадут с направлением стрелок F), которые упруго сдеформируют неметаллическое кольцо 18 (оно может быть выполнено из резины различной жесткости), а следовательно, и металлическое кольцо 17, прижав его к стенкам рабочего цилиндра 1. Одновременно перемещение сухарей 12 по стрелкам F способствует некоторому перекрытию каналов 9 и 10, и тогда сила сопротивления движению штока 6 по стрелке С еще больше возрастет. В дальнейшем при движении штока 6 в направлении, обратном стрелке С, рабочая жидкость 20 протекает по каналам 9, 10 и 11, при этом под действием упругих сил колец 17 и 18 сухари 12 занимают такое положение, как это показано на фиг.1. Поэтому каналы 11 и 16 пропускают из одного в другой малое количество рабочей жидкости 20, так как оси их не совпадают, и тогда в этой зоне присутствует значительное сопротивление току ее и, следовательно, эффект демпфирования при обратном ходе также присутствует. Вместе с тем, если скорость движения штока 6 в этом направлении возрастет, то возрастет и давление рабочей жидкости 20 за счет взаимодействия ее с наружной поверхностью участка 15 штока 6 и это опять-таки вызовет некоторое перемещение сухарей 12 в направлении стрелок F. Такое их перемещение позволит реализовать силы сопротивления Q, как и в предыдущем случае, что и создаст дополнительные силы сопротивления движению штока 6 в этом направлении. Далее процесс может неоднократно повторяться в широком диапазоне сил, приложенных к штоку 6.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно направлено на эффективное гашение колебаний движения штока гасителя как при прямом, так и при обратном ходе штока.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники. Сущность изобретения заключается в том, что гидравлический гаситель колебаний содержит рабочий цилиндр с размещенным в нем упругим штоком с поршнем, на торце которого выполнены радиальные ребра и выступы, имеющие изогнутые под прямым углом к продольной оси штока каналы. Поршень состоит из двух дисков, жестко закрепленных на штоке, один из дисков - верхний снабжен на своей торцевой поверхности радиальными ребрами и выступами, имеющими изогнутые под прямым углом каналы. Другой диск - нижний выполнен сплошным. Между дисками подвижно размещены сухари со шлицами, расположенными в пазах штока, с внешними цилиндрическими образующими поверхностями, подобными внутреннему диаметру рабочего цилиндра, и с "Г"-образной формы каналами, с одной стороны сопряженными с каналами верхнего диска, а с другой - с "Т"-образной формы каналом, выполненным сквозным в штоке. Цилиндрические образующие поверхности упомянутых сухарей охвачены, по крайней мере, двумя кольцами. Одно из колец - внешнее металлическое имеет изгибную жесткость выше, чем у другого неметаллического кольца - внутреннего. Техническим результатом является повышение эффективности демпфирующих способностей гасителя за счет автоматического изменения им сил сопротивления, находящихся в функциональной зависимости от скорости движения поршня. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гидравлический гаситель колебаний, содержащий рабочий цилиндр с размещенным в нем упругим штоком с поршнем, на торце которого выполнены радиальные ребра и выступы, имеющие изогнутые под прямым углом к продольной оси штока каналы, отличающийся тем, что поршень состоит из двух дисков, жестко закрепленных на штоке, один из которых - верхний - снабжен на своей торцевой поверхности упомянутыми радиальными ребрами и выступами, имеющими изогнутые под прямым углом каналы, а другой - нижний - выполнен сплошным и между ними подвижно размещены сухари со шлицами, расположенными в пазах штока, с внешними цилиндрическими образующими поверхностями, подобными внутреннему диаметру рабочего цилиндра и с Г-образной формы каналами с одной стороны, сопряженными с каналами верхнего диска, а с другой - с Т-образной формы каналом, выполненным сквозным в штоке, причем цилиндрические образующие поверхности упомянутых сухарей охвачены, по крайней мере, двумя кольцами, одно из которых - внешнее металлическое - имеет изгибную жесткость выше, чем у другого неметаллического внутреннего.2. Гидравлический гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что продольные оси Т-образных сквозных каналов, примыкающих к сухарям со стороны их шлицев, смещены по высоте относительно продольных осей горизонтальных участков Г-образной формы каналов, выполненных в сухарях.