Гидравлический буфер Советский патент 1982 года по МПК F16F9/18 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БУФЕР

1

Изобретение относится к машиностроэнию, а именно к устройствам, спо- собным воспринимать динамическиё нагрузки..

По основному авт. св. М 9ОГ683 известен гидравлический буфер, содержащий корпус, заполненный вязкой средой, поршень со штоком, разделяющий корпутз на две полости, установленные параллельно, гидравлическое сопротивление и обратный клапан, расположенные в поршне, дополнительное переменное гидравлическое сопротивление, установленное в подпоршвевой полости корпуса и выполненное в виде пакета упругих элементов, каждый вз которых образован двумя обращеншлми друг к другу большими основаниями тарелками, внутренняя полость пакета связана с выходом обратного клапава, а наружная полость его сообщена через гвдравпичесжое сопротивление с надворп невой полостью корпуса, и плавающий поршень, расположенный в надцоршневой

ПОЛОСТИ корпуса и подпружиненный в осевом направлении {11.

Недостатком известного гвдравпвяеокого буфера является то, что сшротиьпенве его зависшг от положетш н скорости перемещения поршня. При постоянной скорости движения сопротивление нелинейно зависит от положения порщвя. Однако степень нелинейности невысокая и не зависит от положения (хода) поршня, 4to обусло

10 лено параллельной работой всех упругих элементов и одинаковой толщиной обратзующих ИХ тарелок. Это ограничивает о ласть применения гидравлического буфера, так как его использование при атом можно только раздельно для восприятия или мощных толчков, janH небольших ударм вых нагрузок.

Целью изобретения является щшышегние аффект1юности.

20

Поставленная дель достигается тем, что гидравлический буфер снабжен проставками с осевыми каналами, установлеины3976ми между упругими элементами и обраэу ющими попарно между собой и с опорным поверхностями поршня и корпуса нормально открытые запорные клапаны, а тарелки для различных ytipjirux элементов пакета выполнены различной толщины. На чертеже изображен гидравлический буфер, продольный разрез. Гидравлический буфер содержит корпус 1, заполненкый вязкой средой, поршень 2 со штоком 3, разделяющий корпус 1 на две полости - надпоршневую 4 и подпоршневую 5. В поршне 2 расположены уотановленные параллельно гидравлическое сопротивпение 6 и обратный клапан 7. В надпоршневой полости 4 корпуса 1 рас положен плавающий поршень 8, подпружиненЕый в осевом напр.авлении пружиной 9 и служащий-для компенсации умень шения объема рабочей (заполненной вязкой средой) полости штоком 3 при ежатии буфера. Дополнительное переменное гидравлическое сопротивление выполнено в виде пакета упругих элементов 10, каждый из которых образован двумя обращенными друг к другу большими основаниями - тарелками 11, и установлено в подпоршневой полости 5 корпуса 1. Под поршневая полость 5 пакеток упругих элементов 10 разделена на две полости 12и 13. Внутренняя полость 12 пакета упругих элементов 1О связана с выходом обратного клалана 7, а наружная полость 13между корпусом 1, упругими элементами 10 и поршнем 2 сообщена через гидравлическое сопротивление 6 с надпоршневой полостью 4 корпуса 1. Тарелки 11 для различных упругих элементов пакета Ю выполнены различной толщины. Между упругими элементами l6 установлены проставки 14 с осевыми каналами 15, образующгю попарно между собой и с опорными поверхностями поршня 2 и корпуса 1 нормально открытые запорные клапаны (клапанные пары кладай-седло). Гидравлический буфер работает следующий образом. При ударном воздействии на шток 3 с определенной скоростьювязкая среда в подпоршневой полости 5 сжимается, ее давление повышается. Причем повышается давление средь как во внутренней полости 12 пакета упругих элементов 10 так ив полости 13 (вне пакета упругих элементов 10). Среда через гидравлическое сопротивление 6 перетекает из полости 13 в надпоршневую полость 4 4, определяя зависимость сопротивления сжатия буфера от скорости перемещения поршня 2. Одновременно вязкая среда перетекает из полости 12 в полость 13 через зазор 16 между тарелками 11с наименьшей толщиной, сгык между которыми под действием повышенного внутреннего давления раскрывается. По мере сжатия пакета упругих элементов Ю сжатие упругого элемента 10, образованного тарелками 11 с наименьшей толщиной, увеличивается в большей степени, чем деформация упругих элементов 1О, образованных тарелками 11 большей толщины. Клапанная пара клапант-седло (верхняя проставка 14 и порше 1ь 2) закрывается, перетечки вязкой среды между тарелками 11 с наименьшей толщиной прекращаются. Дальнейшее воздействие Удара по штоку 3 приводит к открытию стыка между тарелками 11 следующего упругого элемента 1О пакета. Так как толщина этих тарелок 11 больше, чем толщинса тарелок 11, работающих до этого, то раскрытие стыка между ними,происходит при более высоком давлении в полости 12. Это определяет возрастающую нелинейную характеристику сопротивления буфера при данной скорости его сжа« тия от положения поршня 1 (от величины хода поршня 2). При дальнейшем ежатии упругих элементов 10 аналогично выключается из работы и второй упругий элемент Ю, и включается в работу следующий упругий элемент, раскрытие стыка между тарелками11 которого происходит еще при более высоком давлении в полости 12. И так далее. Усилие сопротивления буфера по мере его сжатия резко (нелинейно) увеличивается. Если ударное воздействие на шток 3 происходит с другой скоростью, то сила сопротивления буфера будет иметь другую постоянную составляющую, переменная же . составляющая опять будет иметь резко выра.женный нелинейный возрастающий ха-. рактер. Это достигнуто за счет резкого нелинейного (по мере сжатия упругих элементов 10) увеличения ттздравлическо. . сопротивления перетеканию вязкой ср&ды ю полости 12 в полость 13. Стык между тарелками 11 упругих элементов 10 в буфере является дополнительным сопротивлением, величина которого нелинейно зависит от деформации упругих элементов 10. Нелинейность дополнительного гидравлического сопротивления обусловлена тем, что тарелки 11 различных упругих элементов Ю пакета имеют разпич-ную толщину, ;И упругиб элементы 10 nt очередно выключаются из работы, их клапанные пары поочередно закрываются.

При снятии нагрузки со штока 3 упругне элементы 10 разжимаются, поршень 2 поднимается вверх, вязкая среда из полости 4 через гидравлическое сопротивление 6 перетекает в полость 13, а через обратный клапан 7, который отч крывается, среда поступает-в попость 12 Поршень 2 со штоком 3 плавно поднимаются вверх, занимая свое первоначгшь- ное положение.

Гидравлический буфер обеспечивает высокую степень нелинейности усилия сопротивления от внешней нагрузки, что заметно расширяет его область возможного использования. Гидравлический буфер может использоваться для ударовиброзашиты различных объектов. Для ограничен силы удара на различные объекты между неподвижной опорой и ударяющимся объектом устанавливают описанный буфер, который обеспечит, необходимое прглощение энергии ударов и ограничение ударны воздействий в равной степени для слабых и мощных; ударов. Все это свидетельствует о большей универсальности предлагаемого гидравлического буфера, о более широкой области его возможного использования. Кроме того, устанавливая

(при сборке) между упругими элементами проставки различной высоты (толщины), можно легко обеспечивать требуемую характеристику буфера, та& как при этом достигаются требуемые моменты (величины ходов поршня), при которых происходит ( выключение из работы упругих элемевтов, что позволяет обеспечить изменение характеристики сопротнвлёнвя в широких пределах. Это создает благоприятные условия для стандартизации и унификации гидравлических амортизаторов.

Формула изобретения

Гидравлический буфер по авт. св. № 901683, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективноти, буфер снабжен проставками с осевыми кашлами, установленными между упругими элементами и образующими аопарно между собой и с, опорными поверхностями поршня и корпуса нормально от крытые запорные клапаны, а тарелкн для различных упругих элементов пакета выполнены различной толщины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 901683, кл. F 16 F 9/18, 1980 (прототип).