ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ Российский патент 2006 года по МПК F16F5/00 F16F9/34 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к гидравлическим телескопическим амортизаторам для транспортных средств, преимущественно рельсового подвижного состава.

Известен гаситель колебаний, содержащий резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, размещенный в цилиндре поршень со штоком, и закрывающую цилиндр и резервуар направляющую с отверстием для прохода штока, при этом в поршне установлены обратные клапаны хода растяжения и обратные клапаны хода сжатия, и установленный в днище цилиндра впускной клапан, соединяющий рекуперативную полость резервуара с поршневой полостью цилиндра (SU 1235758 А2, 07.06.1986).

Недостатком известного гасителя колебаний является то, что клапаны, установленные в поршне, не обеспечивают одинаковой демпфирующей силы при ходе растяжения и сжатия, другим недостатком является сложность конструкции направляющей штока и ее крепления.

Наиболее близким изобретением к предлагаемому изобретению является гаситель колебаний, содержащий резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, размещенный в цилиндре поршень, установленный своим осевым отверстием на проточке штока, образующей ступень меньшего диаметра, направляющую с отверстием для прохода штока, закрывающую цилиндр и резервуар, при этом в поршне установлены обратные клапаны хода растяжения и обратные клапаны хода сжатия, и соединяющий рекуперативную полость резервуара с поршневой полостью цилиндра впускной клапан (SU 1746090 А1, 07.07.1992).

Недостатком данного технического решения является параболическая зависимость демпфирующего усилия от скорости, характеризующаяся низкой эффективностью демпфирования на малых скоростях и чрезмерно большими демпфирующими усилиями на высоких, что может вызвать поломку мест крепления, а также ненадежность фиксации клапанов и сложность настройки клапанов днища.

Задачей изобретения является оптимизация демпфирующих свойств при линейной с изломом рабочей характеристике демпфирующего усилия от скорости, ограничение максимальных нагрузок, действующих на места крепления, повышение надежности фиксации поршня и установочных винтов клапанов, а также повышение точности и удобства настройки и контроля клапанного блока в днище цилиндра.

Поставленная задача решена и технический результат достигнут за счет того, что гаситель колебаний недифференциального типа (с мало различающимися площадями поршневой и штоковой полостей), содержащий резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, содержащим демпфер, обратный и предохранительный клапаны, размещенный в цилиндре поршень с демпфером и предохранительными клапанами ходов сжатия и растяжения, который установлен на проточке штока и связан с ним резьбой, и направляющую с отверстием для прохода штока, закрывающую цилиндр и резервуар, при этом новым является то, что гаситель колебаний снабжен дополнительно установленными в поршне переливными клапанами ходов сжатия и растяжения со статическими характеристиками, соответствующими наклону рабочей характеристики гасителя до точки излома, а на цилиндрической поверхности поршня с обоих его концов выполнены пары оппозитных лысок, открытых с торцов поршня и перпендикулярно плоскости лысок выполнено по паре сквозных отверстий, причем одна из пар проходит через пружинные полости переливного и предохранительного клапанов хода сжатия, а другая - растяжения.

Дополнительно поставленная задача решается и за счет того, что в торец штока ввернут винт с головкой, частично перекрывающей установочные винты клапанов растяжения, а с противоположной стороны поршня установлена шайба с наружным диаметром, также частично перекрывающим установочные винты клапанов сжатия, причем со стороны поршневой полости гасителя перпендикулярно плоскости лысок в поршне выполнено проходящее через резьбовой конец штока и винт сквозное диаметральное отверстие, в которое установлен шплинт или штифт.

Поставленная задача решается также тем, что демпфер, обратный и предохранительный клапаны днища выполнены в виде клапанного блока, причем давление настройки предохранительного клапана блока превышает давление настройки клапанов поршня.

Технический результат, достигаемый при этом, - повышение надежности в целом гасителя колебаний.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

На фиг.1 показан общий вид гасителя колебаний.

На фиг.2 показано место I.

На фиг.3 показан поршень со штоком в изометрии.

На фиг.4 показана рабочая характеристика гасителя колебаний.

Гаситель колебаний недифференциального типа содержит резервуар 1, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости 2 цилиндр 3 с днищем 4, содержащим демпфер 5, обратный 6 и предохранительный 7 клапаны, размещенный в цилиндре 3 поршень 8 с демпфером 9 и предохранительными клапанами 10 и 11 ходов сжатия и растяжения, который установлен на проточке штока 12 и связан с ним резьбой, а также направляющую 13 с отверстием для прохода штока 12, связанную с резервуаром 1 с помощью резьбы.

Поршень 8 размещен в цилиндре 3 с образованием поршневой полости 14 и штоковой полости 15. В поршне установлены переливные клапаны хода сжатия 16 и хода растяжения 17. Предохранительные 10, 11 и переливные 16, 17 клапаны содержат запорно-регулирующие элементы конусной формы, пружины, размещенные в пружинных полостях поршня, и установочные винты, фиксация которых в поршне 8 обеспечивается головкой винта 18 и шайбой 19, частично перекрывающими установочные винты, причем окончательная фиксация реализуется шплинтом (или штифтом) 20, проходящим через сквозное диаметральное отверстие, выполненное в поршне 8, штоке 12 и винте 18.

На цилиндрической поверхности поршня 8 с обоих его концов выполнены пары оппозитных лысок 21, открытых с торцев поршня 8 и перпендикулярно плоскости лысок - по паре сквозных отверстий 22, причем одна из пар проходит через пружинные полости переливного 16 и предохранительного 10 клапанов сжатия, а другая - клапанов 17 и 11 растяжения.

Демпфер 5, обратный 6 и предохранительный 7 клапаны днища выполнены в виде единого клапанного блока 23 (Патент РФ №2145010). Рекуперативная полость 2 сообщена с полостью 24 под днищем 4 каналами 25.

Гаситель колебаний работает следующим образом.

При колебаниях кузова транспортного средства шток 12 гасителя вместе с поршнем 8 совершает возвратно-поступательное движение относительно цилиндра 3. При ходе растяжения уменьшается объем штоковой полости 15, и масло вытесняется из нее в поршневую полость 14 через демпфер 9, клапаны 17 и 11 поршня. При минимальной скорости движения масло проходит только через демпфер 9. При увеличении скорости (˜0,05 м/с) начинает открываться переливной клапан 17. За счет подбора определенного соотношения между углом конуса запорно-регулирующего элемента и жесткостью пружины обеспечивается статическая характеристика клапана (зависимость давления от расхода), соответствующая желаемому наклону рабочей характеристики (зависимости усилия демпфирования F от скорости v) гасителя колебаний. По мере увеличения скорости (расхода масла через клапан) запорно-регулирующий элемент смещается вниз и дополнительно сжимает пружину. В результате давление в штоковой полости 15 (или усилие демпфирования) возрастает примерно пропорционально скорости движения вплоть до скорости, соответствующей точке «А» излома, показанной на графике фиг.4 (так, например, при v˜0,3 м/с, F≈4500 Н, расход масла через клапан ˜50 л/мин). При дальнейшем увеличении скорости открываются оба клапана 11 и 17, и наклон характеристики F=f(v) существенно уменьшается, чему способствует также значительное снижение потерь давления в сливном тракте клапанов благодаря наличию отверстий 22. Таким образом, при v=0,6 м/с (расход ˜100 л/мин) усилие демпфирования не превышает 6000 Н, и надежно ограничивается максимальная нагрузка, действующая на места крепления гасителей колебаний. Поскольку площадь штоковой полости немного меньше площади поршневой, в последней образуется вакуум, и масло в небольшом количестве из рекуперативной полости 2 поступает в поршневую полость 14 через каналы 25, полость 24 и обратный клапан 6 клапанного блока 23.

При ходе сжатия клапаны 16 и 10 работают аналогично, однако излишек масла из поршневой полости 14 вытесняется в рекуперативную полость 2 через предохранительный клапан 7 блока, который во избежание образования вакуума в штоковой полости 15 настроен на давление, превышающее давление настройки клапанов 16 и 10.

В случае отказа клапанного блока или для его регулировки при помощи ключа вывинчивают корпус клапанного блока 23. При этом, поскольку все детали клапанного блока закреплены в его корпусе, блок легко заменить на новый, сняв его с гасителя колебаний, произвести проверку, наладку и регулировку на стенде без дальнейшей проверки вместе с гасителем. Аналогичная стендовая проверка возможна и для поршня в сборе с клапанами.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к гидравлическим телескопическим амортизаторам для транспортных средств, преимущественно рельсового подвижного состава. Гаситель колебаний недифференциального типа содержит резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, содержащим демпфер, обратный и предохранительный клапаны, размещенный в цилиндре поршень с демпфером и предохранительными клапанами ходов сжатия и растяжения, который установлен на проточке штока и связан с ним резьбой, и направляющую с отверстием для прохода штока, закрывающую цилиндр и резервуар. Гаситель колебаний снабжен дополнительно установленными в поршне переливными клапанами ходов сжатия и растяжения со статическими характеристиками, соответствующими наклону рабочей характеристики гасителя до точки излома. На цилиндрической поверхности поршня с обоих его концов выполнены пары оппозитных лысок, открытых с торцов поршня, и перпендикулярно плоскости лысок выполнено по паре сквозных отверстий. Одна из пар проходит через пружинные полости переливного и предохранительного клапанов хода сжатия, а другая - растяжения. Технический результат - повышение надежности гасителя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гаситель колебаний недифференциального типа, содержащий резервуар, коаксиально установленный в нем с образованием рекуперативной полости цилиндр с днищем, содержащим демпфер, обратный и предохранительный клапаны, размещенный в цилиндре поршень с демпфером и предохранительными клапанами ходов сжатия и растяжения, который установлен на проточке штока и связан с ним резьбой, и направляющую с отверстием для прохода штока, закрывающую цилиндр и резервуар, отличающийся тем, что гаситель колебаний снабжен дополнительно установленными в поршне переливными клапанами ходов сжатия и растяжения со статическими характеристиками, соответствующими наклону рабочей характеристики гасителя до точки излома, а на цилиндрической поверхности поршня с обоих его концов выполнены пары оппозитных лысок, открытых с торцов поршня и перпендикулярно плоскости лысок выполнено по паре сквозных отверстий, причем одна из пар проходит через пружинные полости переливного и предохранительного клапанов хода сжатия, а другая - растяжения.2. Гаситель по п.1, отличающийся тем, что в торец штока ввернут винт с головкой, частично перекрывающей установочные винты клапанов растяжения, а с противоположной стороны поршня установлена шайба с наружным диаметром, также частично перекрывающим установочные винты клапанов сжатия, причем со стороны поршневой полости гасителя перпендикулярно плоскости лысок в поршне выполнено проходящее через резьбовой конец штока и винт сквозное диаметральное отверстие, в которое установлен шплинт или штифт.3. Гаситель по п.1 или 2, отличающийся тем, что демпфер, обратный и предохранительный клапаны днища выполнены в виде клапанного блока, причем давление настройки предохранительного клапана блока превышает давление настройки клапанов поршня.