Пневматический амортизатор Советский патент 1983 года по МПК F16F9/04 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно транспортному, и может быть использовано в рессорном подвешивании локомотивов и вагонов, а такжр в систе ах виброзащиты человека-оператора.

Известно устроство для антиударной и антивибрационной защиты, содержащее раму, внутри котдрой расположен корпус опоры в виде усеченного конуса, на меньшем основании которого жестко закреплен диск, выступающий за контуры конуса, пневмоамортизаторы, расположенные межу корпусом и рамой, причем сопрягаемая опорная часть рамы выполнена в виде конусообразного гнезда с вершиной, обращенной противоположно конусу опоры, а соп1зягаемые конические поверхности конуса опоры и рамы имеют эллиптическую форму .

Недостатком указанного устройства является то, что оно не обеспечивает постоянства собственной частоты колебаннй в вертикальной и горизонтальной плосксктях при различной массе амортизируемого объекта вследствие того, что вертикальная и горизонтальная жесткость устройства при изменении статической нагрузки остается постоянной из-за неизмениости объема газа, участвующего в работе. Для изменения же жесткости устройства путем увеличения или уменьшения давления воздуха в нем требуется специальная система регулирования, что в целом усложняет конструкцию и снижает надежность ее работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пневматический амортизатор содержащий пневмокамеру для восприятия вертикальной нагрузки, образованную верхним н нижним фланцами и резикэкордной оболочкой, упругий элемент в виде эластичной среды для восприятия горизонтальной нагрузки, резервуар, имеющий в стенках каналы к жестко связанный с нижним фланцем, в котором выполнено осевое отверстие, и проходящий через него и жестко связанный одним концом с верхним фланцем шнток, имеющий осевое н радиальные отверстия, сообщающие пневмокамерус резервуаром f2.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не беспечивает постоянства собственной частоты колебаний в вертикальной и горизонтальной плоскостях при различной массе виб|юизолнруемого объекта, что увеличивает вероятность работы устройства в условиях резонанса с недопустимо большими амплитудами перемещений и ускорений.

; Цель изобретения - автоматическое поддержание неизменной собственной частоты ; колебаний пневмоа дортизатора одновременно в вертикальной к горизонтальной плоскостях при раэшичкой статической нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что , в пневматическом амортизаторе, содержащем пнсвмокамеру для восприятия вертикальной нагрузки, образованпую верхним и нижним фланцами и резинокордной оболочкой, упругий элемент для восприятия горизонтальной нагрузки, резервуар, имеющий в стенках каналы и жестко Связанный с нижним фланцем, в котором выполнено осевое отверстие, и проходящий через него и жестко связанный одним концом с верхним фланцем щток, имеющий осевое и радиальные отверстия, сообщающие пневмокамеру с резервуаром, упругий элемент выполнен в виде пиевмобаллона, а амортизатор снабжен порщнем, закрепленным на втором конце щтока и образующим подпоршневую полость связанную отверстиямив штоке с пневмокамерой и каналами с пневмобаллоном.

На чертеже изображен нлевматический

0 амортизатор, разрез.

J Пневматический амортизатор содержит пневмокамеру I для восприятия вертика.11ьной нагрузки, образованную верхним 2 и нижним 3 фланцами и резинокордной обо.лочкой 4, упругий элемент в виде пневмобаллона 5 для восприятия горизонтальной нагрузки, резервуар 6, имеющий в стенках каналы 7 и жестко связанный с нижним фланцем 3, в котором -выполнено осевое orверстие 8, и проходящий через него и жестко связанный одним концом с верхним фланцем 2 шток 9, имеющий осевое 10 и радиальные И отверстия, сообщающие пкевмокамеру 1 с резервуаром 6. Амортизатор снабжен поршнем 12, закрепленным на втором конце штока 9 и образующим подпорщневую полость 13 связанную отверстиями 0 и П в штоке 9 с пневмокамерой 1 и каналами 7 с пневмобаллоном 5. Стакан 14 обеспечивает передачу вертикальной нагрузки на пневмокамеру I и горизонтальной нагрузки на пневмс)баллон 5. Стакан 14 установлен с возможностью перемещения относительно верхнего фланца 2 в горизон- тальной плоскости.

В осевом отверстии 8 и поршне 12 установлены уплотняющие элементы 16 и б

5 соответственно. Над поршнем 12 расположена надпоршневая камера 17, сообщенная посредством дoпoлннтeльнofo канала 18 и отверстия. 19, выполненных соответстаеино в резервуаре 6 и стакане 14, с атмосферой. Поэтому надпоршяевая камера 17 не при0 ,нимает участия в изменении вертикальной ,и горизонтальной жесткости пневмоа моргизатора.

Пневматический амортизатор работает следующим образом.

При номинальной статической нагрузке, действующей на пневмоамортизатор, поршень 12 находится в среднем положении,, В этом случае вертикальная жесткость пневмоамортизатора определяется суммой объемов рабочей среды, заключеннойв пневмокамере 1 и подпоршневой полости 13, а горизонтальная жесткость определяется суммой объемов рабочей среды, заключенной в пневмобаллоне 5 и подпоршневой полости 13Увеличение статической нагрузки- на пневмоамортизатор выше номинальной приводит к тому, что шток 9 с поршнем 12 перемешаются вниз. При этом часть воздуха из подпоршневой полости 13 перетекает в полость пМевмокамеры I через осевое 10 и радиальное 11 отверстия, а другая часть перетекает в полость пневмобаллона 5 через каналы 7. Объем подпоршневой полости 13 при этом уменьшается. Таким образом, при увеличении статической нагрузки на пневмоамортизарор его .вертикальная и горизонтальная жесткости увеличиваются из-за уменьшения объема рабочего тела, участвующего в работе, и увеличения давления при сжатии поршнем 12 газа, заключенного в подпоршневой полости 13. Собственная же частота колебаний пневмоамортмзатора в вертикальной и горизонтальмой плоскостях не изменяется, так как

при увеличении статической автомагически увеличивается вертикальная и горизонтальная жесткости пневмоамортизатора.

Аналогично, при уменьшении статической нагрузки меньше номинальной прогиб пневмоамортизатора уменьшается, шток 9 с поршнем 12 перемещаются вверх, что приводит

амортизаторе. Причем регулирование давления воздуха за счет изменения рабочего объема пневмоамортизатора, определяющего его собственную частоту колебаний, осуществляется автоматически н без использования внешнего источника сжатого газа, что существенно упрощает н удешевляет конструкцию.; к увеличению подпоршневой полости 13 и уменьшений жесткости пневмоамортизатора. Собственная частота колебаний пневмоамортизатора в вертикальной и горизонтальной плоскостях и в этом случае остается неизменной. Уплотняющие элементы 15 и 16 обеспечивают надежную-герметизацию полости пневмокамеры I и п.одпоршневой полости 13 от надпоршневой полости 17, давление в которой равно атмосферному. Следовательно, надпоршневая полость 17 не оказывает влияния на вертикальную и горизонтальную жесткость пневмоамортиэатора. Для восприятия динамических нагруаок .в горизонтальной плоскости стакан 14 имеет возможность перемещаться относительно верхнего фланца 2, а трущиеся поверхности стакана 14 и фланца 2 выполнены из антифрикционного материала. Таким образом, в пневматическом амортизаторе требуемая частота собственных колебаний поддерживается постоянной в вертикальной и горизонтальной плоскостях при изменении в широком диапазоне массы амортизируемого объекта за счет регулирования объема и давления газа, заключенного в

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР, содержащий пневмокамеру для восприятия вертикальной нагрузки, образованную верхним и нижним фланцами и резинокордной оболочкой, упругий элемент для восприятия горизонтальной нагрузки, резервуар .имеющий в стенках каналы и жестко свя,.занный с нижним фланцем, в котором выполнено осевое отверстие, и проходящий через него и жестко связанный одним концом с верхним фланцем шток, имеюший осевое и радиальные отверстия, сообщающие пнев мокамеру с резервуаром, отучающийся тем, что, с целью автоматического поддержания неизменной с бственной частоты Колебаний пневмоамортизатора одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях при различной статической нагрузке, упругий элемент выполнен в виде пневмобаллона, амортизатор снабжен поршнем, закрепленным на е S втором конце штока и образующим подяоршневую полость, связанную отверстиями в штоке с, пневмокамерой и каналами с пневмобаллоном. 4:аь 00 а