ГАСИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ Советский патент 1971 года по МПК F16F9/08 

.1

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и касается устройств для гашения механических колебаний экипажа транснортных средств.

Известны гасители механических колебаний, содержащие корпус и размеш.енный в нем поршень, разделяюш,ий полость корпуса на два заполненных рабочим телом объема, 1ззаимосвязанные посредством двух управляюш,их блоков, и прикрепленный к поршню шток. Рабочим телом в таком гасителе является жидкость.

Недостатки такого гасителя - необходимость использования специальных масел и зависимость его эффективности от температуры окружаюидей среды вследствие изменения вязкости масла.

Цель иастояшего изобретения - повышение стабильности силовой характеристики гасителя при изменении температуры окружаюш,ей среды и получение неодинаковых силовых характеристик при ходах сжатия и отбоя.

Это достигается тем, что в качестве рабочего тела используется сжатый газ, а каждый управляющий блок выполнен в виде герметичного корпуса с несколькими камера:ми, сообш,аюшимися или разобщающимися между собой посредством смонтированных в корпусе- гибкой диафрагмы с толкателем, перепускного жиклера, обратного и управляющего клапанов, причем жиклеры, сообщающие камеры времени с камерами обратного клапана двух управляющих блоков, выполнены различного проходного сечения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гаситель в разрезе; на фиг. 2 - температурный компенсатор.

Основными узлами пневматического гасителя являются силовой цилиндр /, управляющие блоки 2 и 3 и температурный компенсатор 4. Узлы гасителя соединены трубопроводами 5, 6, 7 и 8. В корпусе 9, закрытом с обеих сторон крыщками 10 и 11, расположен поршень 12, переходящий в щток 13. Герметизация рабочих объемов 14 и 15 произведена с помощью гибких оболочек 16 и 17, например резинокордных, диафрагменного типа. На поршне гибкие оболочки укреплены прил имными кольцами 18 и 19. Уплотнение между

корпусом 9 цилиндра гибкими оболочками 16 и 17 и крышками 10 и 11 создается при затяжке элементов крепления крыщек к цилиндру. Выход щтока герметизирован гибкой оболочкой 20, которая укреплена на поршне

кольцом 19, а на крышке 11 - при помощи

направляющего цилиндра 21. На крышке 10 и

штоке 13 имеются головки, предназначенные

управляющий клапан 23 и обратный клапан 24, диафрагма 25 с толкателем 26. Клапан 23 в нейтральном положении не доходит до седла на величину 1 0,1-0,5 мм. Внутреннее пространство блока разделено на три камеры: камеру 2/ управляющего клапана, камеру 2 обратного клапана и камеру 2У времени. Камеры и 29 разделены диафрагмой 25 и сообщены каналом 30 с установленным в нем жиклером J/. Такое же устройство имеет блок 2. Блоки 2 -ц 3 с рабочими объемами 14 и 15 соединены при помощи трубопроводов 5, 6 я 7. Рабочий объем 15 трубонроводом 7 сообщается с камерой 28 блока 3, камера 27 блока 3 сообщается с камерой 32 блока 2 трубопроводом 6 и, наконец, камера 33 блока 2 трубопроводом 5 сообщается со вторым рабочим объемом 14. На трубопроводе 6 установлен штуцер 34, через который в ппевматичеоком гасителе создается необходимое начальное давление с помощью внешнего источника сжатого воздуха. Для практического исключения колебаний начального давления при изменении температуры воздуха в гасителе предусматривается устаповка компенсатора 4, возможное конструктивное исполнение которого схематически показано на фиг. 2. Основные детали компенсатора: корпус 35, гибкая оболочка 36, крышка 37, поршень 38 п мягкая пружина 39. Стержень 40 может использоваться для контроля давления в гасителе при зарядке, а также для обнаружения утечек воздуха в эксплуатации. Компепсатор к трубопроводу 8 присоединяется подводящим патрубком 41. Трубопровод 8 подключается к трубам 5 и 7 через буферные жиклеры 42 и 43.

Пневматический гаситель колебаний работает следующим образом.

Предноложим, что в некоторый момент времени поршень 12 занял верхнее положение, а затем, в соответствии с перемещением в пространстве колеблющейся массы, начал движение вниз. При этом давление в рабочем объеме 14 будет падать, а в рабочем объеме 15- возрастать. Одновременно давление начнет возрастать в камере 28 блока 5. Так как камеры 28 и 29 соединены жиклером 31, обладающим определенным сопротивлением перетеканию воздуха, давление в камере 29 будет нарастать медленнее, чем в камере 28. Это приведет к тому, что диафрагма 25 будет испытывать избыточное давление снизу и ноэтому прогнется вверх. Связанный жестко с диафрагмой толкатель 26 также переместится вверх и клапан 23 закроется, полностью разобщив рабочие объемы 15 и 14. При дальнейшем нере.мещении поршня вниз изменение давления в рабочих объемах будет происходить в соответствии с величиной и скоростью .(частотой) деформации гасителя. В конце хода порш-ня разность давлений в рабочих объемах 14 и 15 достигает максимума, чему соответствует наибольшее (при данной площади поршня) значение гасящего усилия. К этому .мо.менту возрастание давления в рабочем

объеме 15 и камере 28 блока 3 постепенно прекращается, что приводит к выравниванию давлений, действующих на диафрагму 25 сверху и снизу, а она под действием сил упругости возвращается в нейтральное положение. При этом толкатель 26 отрывает клапан 23 от седла на величину /. Через зазор воздух начинает выходить из камеры 28 в камеру 27 и далее в трубопровод 6, в результате чего

давление в камере 28 падает. В этот момент давление в ка.мере 29 соответствует давлению конца деформации гасителя, т. е. имеет наибольшую при данной амплитуде колебаний величину, поэтому падение давления в камере 28, возникающее за счет приоткрытого клапана 23, приведет к тому, что давление в камере 29 станет выше, чем в камере 28. Под действием разницы этих давлений диафрагма 25 нрогнется вниз и при помощи толкателя

26 увеличит отрыв клапана 23 от седла, что ускорит падение давления в камере 28 и т. д. Гаким образом, процесс надения давления в камере 28 Е в связанном с ней рабочем объеме 15 происходит импульсивно. При выравнивании давлений после открытия клапана 23 воздух протекает через трубопровод 6, камеру 32 и клапан 44. Гютери энергии, возникающие нри движении воздуха через клапанные зазоры и по трубопроводам, соответствуют

энергии механических колебаний, рассеянной гасителем. Характеристика гасителя при прочих равных условиях определяется особенностями термодинамических процессов сжатия (в одном рабочем объеме) и расширения газа (в другом ра|бочем объеме), нлощадью поршня, а также величиной первоначально создаппого в гасителе давления. Особенности термодинамических процессов сжатия-расширения определяют пелинейную зависимость

энергии, рассеянной гасителем за один цикл колебаний, в функции его деформации и частоты деформации, что придает пневматическому гасителю колебаний способность устойчиво ограничивать наибольшую величину амплитуды колебаний. Работа гасителя при движении поршня из нижнего положения в верхнее происходит аналогичным образом, только все описанные выше определяющие переключения производятся в блоке 2.

Предмет изобретения

1. Гаситель механических колебаний, например экипажа траиспортпых средств, содержащий корпус и размещенный в нем поршень, разделяющий полость корпуса на два занолпеппые рабочим телом, преимущественно газообразным, объема, взаимосвязанные посредством двух управляющих блоков, и прикрепленный к поршню шток, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности силовой характеристики при изменении температуры окружающей среды, каждый управляющий блок выполнен в виде герметичного