Устройство для гашения ударных нагрузок Советский патент 1992 года по МПК F16F9/06 

закрепленный на поршне (4) плунжер (6). В поршне (4) выполнено дроссельное отверстие (11) для сообщения газовой полости (9) с атмосферой. На дне (2) корпуса (1) закреплена кольцевая перегородка (3) с каналами (21) для сообщения между собой кольцевой (20) и центральной (19) гидравлических полостей и. по крайней мере, двумя каналами (12) и (18) для сообщения дополнительной газовой полости (10) с атмосферой, один из которых дроссельный, а в другом установлен обратный клапан (17).Между поршнем (4) и плавающим поршнем (t) размещена пружина (8) 1 ил.

Использование: машиностроение, для безударной остановки поступательно движущихся звеньев машин и механизмов. Сущность изобретения: устройство для гашения ударных нагрузок содержит корпус

Изобретение относится к машинрстро- ению, а именно к тормозным устройствам, способным безударно останавливать поступательно движущиеся звенья машин и механизмов.5

Известно пневмогидравлическое устройство, использующее для смягчения жес- ткостной -характеристики .

гидродемпфирующего элемента пневмопо- душку и динамическое (по величине давле- 10 кия в камере) изменение площади проходного сечения гидродросселирующе- го элемента.

Недостатком его является то, что их динамическая реакция напрямую не опреде- 15 яяется энергией ударной нагрузки. Поэтому оно применимо только в узком диапазоне уровней энергии ударных нагрузок - за его пределами либо энергия возвращается объекту в виде отдачи из-за неучастия гидрр- 20 демпфирующего элемента, либо возникают, динамические перегрузки объекта ввиду большой инерЦии, Тйдродросселй(эующёг6 элемента. В то же время, желательно получение жесткостной характеристики, обёс- 25 пёчивающей величину ускорения торможения в зависимости непосредственно от уровня энергии (величины ускорения) объекта нагрузки, а характер его изменения независимо от этого уровня следующий: по- 30 степенное нарастание (вплоть до гашения основной энергии удара), во избежание перегрузок объекта в начальный момент, с рассеиванием энергии удара на всех участках рабочего хода, и постепенное уменыле- 35 кие в конце хода во избежание возникновения отдачи на обратном ходе. Как следствие, устройство будет иметь и адекватный нагрузке рабочий ход в широком диапазоне энергий нагрузок, при без- 40 ударном торможении объекта.

Наиболее близким по технической сущ- .„. ности является устройство для гашения колебаний объекта, в котором динамическое 45 изменение площади проходного сечения гидродросселя с помощью перепускного электроклапана определяется программно- аппаратной цепочкой в виде датчика ускорения объекта и электронного блока управления (2).

Недостатком данного устройства является невысокая надежность, обусловленная чувствительностью электронного блока к механическим ударам и климатическим воздействиям, а также потребностью в электрической связи между датчиком, блоком управления и электроклапаном и требованием бесперебойности электроснабжения.

Целью изобретения является повышение надежности устройства для гашения ударных нагрузок при сохранении рациональной жесткостной характеристики.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем корпус с дном, заполненный рабочей жидкостью, размещенные в нем поршень со штоком и плавающий поршень в виде стакана, обращенного дном к поршню, между которыми расположена газовая полость, и аккумулятор давления, связанный посредством дросселя с гидравлической полостью, новым является выполнение в виде стакана отверстия, а в поршне - дроссельного отверстия для сообщения газовой полости с атмосферой. Кроме того, устройство снабжено закрепленным на поршне и проходящим через отверстие с уплотнением относительно дна стакана плунжером, закрепленной на дне корпуса, делящей гидравлическую полость на кольцевую и центральную полости, установленной с дополнительным уплотнением относительно плунжера и внутренней поверхности стенки стакана и образующей с ними и дном стакана дополнительную газовую полость кольцевой перегородкой с каналами для сообщения между кольцевой и центральной полостей и, по крайней мере, двумя каналами для сообщения дополнительной газовой полости с атмосферой, один из которых дроссельный, обратным клапаном, установленным в другом канале, и пружиной, размещенной между поршнем и дном стакана.

При этом жесткостная характеристика устройства реализуется не программно-аппаратными средствами, а специальным объединением в одном устройстве нескольких

пн евмо- и гидравлических элементов, задействование и степень взаимной коррекции жесткостных характеристик которых в ходе работы зависит именно от уровня энергии ударной нагрузки, причем суммарная жесткостная характеристика устройства в целом, близкая к рациональной (описанной выше), в широком диапазоне величин энергии ударных нагрузок, получается за счет динамического перераспределения ударной нагрузки между пневмо- и гидродемпфирующими элементами.

На чертеже изображено устройство для гашения ударных нагрузок, продольный разрез.

Устройство содержит корпус 1 с дном 2, и образованной на дне кольцевой перегородкой 3. Внутри корпуса расположен поршень 4, выполненный заодно со штоком 5 и плунжером 6, а также установленный через уплотненное отверстие на плунжере плавающий поршень 7, выполненный в виде стакана, уплотненный относительно перегородки 3 и отжатый от поршня 4 пружиной 8. Образующиеся между корпусом 1, поршнем 4 и дном стакана 7 полость 9 и между внутренней поверхностью стакана 7, плунжером б и кольцевой- перегородкой 3 дополнительная газовая полость 10 заполнены атмосферным воздухом, поступающим по дроссельному отверстию 11 и дроссельному каналу 12 через дроссельные отверстия 13 и 14 резьбовых шайб 15 и 16. Обратный клапан 17 установлен в канале 18 и сообщает полость 10 с атмосферой. Кольцевая перегородка 3 образует с дополнительно уплотненным относительно- нее плунжером б центральную полость 19, а нижний торец поршня 7, корпус 1 и перегородка 3 образуют кольцевую полость 20, заполненную жидкостью из полости 19 по каналам 21. Гидравлические полости 19 и 20 связаны с полостью 22 аккумулятора давления 23, образованной дном корпуса 2 и поршнем 24, посредством дросселя 25. В исходное состояние устройство возвращается пружиной 8, необходимое усилие которой и аккумулятора дав ления 23 обеспечивается поджатием резьбовых шайб 26 ц 27. Поджатие пружины 28 обратного клапана обеспечивается резьбовой шайбой 29.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на шток осевой ударной нагрузки, шток 5 перемещает поршень 4 и плунжер 6 вниз. При этом происходит перетекание жидкости из полости 19 через каналы 21 в полость 20. Несмотря на малую

50 площадь проходного сечения дросселя 25. гидроудара не происходит, так как скачок давления в полости 19 компенсируется вытеснением жидкости через каналы 21 в полость 20. Давление жидкости в полости 20

55 растет и плавающий поршень 7 начинает двигаться навстречу поршню 4. Происходит уменьшение обьема и увеличение давления в полости 9, что повышает эффективность дросселирования газа через дроссельное отверстие 11. Поскольку это дросселирование в самом начале процесса малоэффективно, то рассеивание энергии удара происходит на этом участке, главным образом за счет перетечек через клапан 17 при 5 наполнении газом дополнительной полости 10. Однако, по мере уменьшения объема полости 9 роль дросселирования через отверстие 13 все более возрастает и становится гораздо существенней. Таким образом,

10 обеспечивается равномерность жесткост- ной характеристики устройства на первом этапе.

Постепенно давление в полости 19 достигает величины, необходимой для начала

15 дросселирования жидкости через дроссель 25 в полость 22 аккумулятора давления, в тоже время давление газа в полости 9 достигает такого значения, что поршень 7 начинает обратное движение вместе с поршнем 4,

0 вытесняя жидкость из полости 20 в полость 19. Таким образом, происходит постепенное переключение от дросселирования газа к дросселированию жидкости, чем обеспечивается ограничение скачка давления газа

5 в конце процесса дросселирования из полости 9 и плавность нарастания жесткости устройства, поскольку объем полости 9 на этом этапе меняется незначительно, а в процессе дросселирования жидкости все более

0 участвует плавающий поршень 7.

При дальнейшем движении штока 5 устанавливается стабильный процесс истечения жидкости через дроссель 25 и усилия

5 пружины 23 недостаточно, чтобы обеспечить требуемый рост жесткости устройства. Увеличение жесткости устройства и рассеивание энергии нагрузки достигается на этом этапе сжатием газа в полости 10 при закры0 том клапане 17 и дросселированием его через отверстие 14 по каналу 12. В конце рабочего хода происходит резкое возрастание жесткости устройства за счет скачка давления в конце процесса сжатия газа в

5 полости 10 и сжатия оставшегося газа в полости 9. Однако, этот участок рабочего хода реализуется при воздействии ударных нагрузок с энергией выше расчетной, что повышает надежность системы.

Формула изобретения

Устройство для гашения ударных нагрузок, содержащее корпус с дном, заполненный рабочей жидкостью, размещенные в нем поршень со штоком и плавающий поршень в виде стакана, обращенного дном к поршню, между которыми расположена газовая полость, и аккумулятор давления, свя- занный посредством дросселя с гидравлической полостью, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности, в дне стакана выполнено отверстие, а в поршне - дроссельное отверстие для сообщения газовой полости с атмосферой, устройство снабжено закрепленным на поршне и1 проходящим через отверстие с

уплотнением относительно дна стакана плунжером, закрепленной на дне корпуса, делящей гидравлическую полость на кольцевую и центральную полости, установленной с дополнительным уплотнением относительно плунжера и внутренней поверхности стенки стакана и образующей с ними и дном стакана дополнительную газовую полость кольцевой перегородкой с каналами для сообщения между собой кольцевой и центральной полостей, и по крайней мере двумя каналами для сообщения дополнительной газовой полости с атмосферой, один из которых дроссельный,

обратным клапаном, установленным в другом канале, и пружиной, размещенной между поршнем и дном стакана,