Гидроамортизатор

 

1. ГИДРОАМОРТИЗАТОР, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень , разделяющий цилиндр на две полости, шток соединенный с поршнем и имеющий осе вое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собой, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования, гидроамортизатор снабжен дополнительными также подпружиненными с двух сторон в осевом направлении грузами, установленными коаксиально один относительно другого и основного груза с совмещением радиальных отверстий в исходном положении. 2. Гидроамортизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности при нагреве рабочей жидкости выше допустимого предела, каждая пружина выя полнена биметаллической.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зсю F 16 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСЛНИК ИЭОЬРЕтеНия 3: .. (21) 3574566/25-28 (22) 07.04.83 (46) 23.12.84. Бюл. № 47 (72) А. В. Андрейчиков, А. К. Аронов, В. A. Гришин и С. В. Никитин (71) Брянский ордена «Знак Почета» институт транспортного машиностроения (53) 621. 567.2 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 511446, кл. F 16 F 9/52, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 842293, кл. F 16 F 5/00, 1979 (прототип) (54) (57) 1. ГИДРОАМОРТИЗАТОР, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, шток соединенный с поршнем и имеющий осе вое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собой, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекти ности демпфирования, гидроамортизатор снабжен дополнительными также подпружиненными с двух сторон в осевом направлении грузами, установленными коаксиально один относительно другого и основного груза с совмещением радиальных отверстий в исходном положении.

2. Гидроамортизатор по п. !, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности при нагреве рабочей жидкости выше допустимого предела, каждая пружина выполнена биметаллической.

113О7О1 ка (21

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний подресоренных частей железнодорожных экипажей.

Известен гидравлический амортизатор, содержащий цилиндр, размещенные в нем шток с поршнем, разделяющим цилиндр на две полости, сообщаемые между собой через дроссельное отверстие, сечение которого изменяется с изменением температуры с помощью биметаллического элемента (1).

Недостатком данного амортизатора является то, что он не обеспечивает эффективного демпфирования колебаний амортизируемых объектов, так как его сила сопротивления не увеличивается при резонансных колебаниях. При длительной работе в режиме интенсивных резонансных колебаний возможен перегрев рабочей жидкости выше допустимого предела, что уменьшает надежность амортизатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидроамортизатор, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, шток, соединенный с поршнем и имеющий осевое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собой, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и. радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штоНедостатками его являются недостаточная надежность в эксплуатации и то, что он не обеспечивает эффективного демпфирования колебаний виброизолируемых объектов, обладающих несколькими собственными частотами колебаний при полигормоническом характере возбуждающего воздействия, вследствие того, что его клапанное устройство, выполненное в виде подпружиненного груза, не обеспечивает изменения силы сопротивления гидроамортизатора в зависимости от частоты возбуждения по требуемому закону.

Для эффективной виброизоляции объектов с несколькими собственными частотами гидроамортизатор должен создавать наибольшую силу сопротивления на частотах возбуждения, соответствующих собственным частотам колебаний виброизолируемого объекта, т.е. на резонансных частотах, в то время, как на частотах возбуждения, отличающихся от резонансных, его сила сопротивления должна быть минимальной, что позволит значительно уменьшить амплитуды перемещений и ускорений виброизолируемого объекта в значительном частотном диапазоне.

Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования колебаний и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что гидроамортизатор, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, разделяющий . цилиндр на две полости, шток, соединенный с поршнем и имеющий осевое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собой, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штока, снабжен дополнительными также подпружиненными с двух сторон в осевом направлении грузами, установленными коаксиально один относительно другого и основного груза с совмещением радиальных отверстий в исходном положении.

Кроме того, каждая пружина выполнена биметаллической.

На чертеже изображен общий вид гидроамортизатора, продольный разрез.

Гидроамортизатор содержит корпус 1, размещенный в нем цилиндр 2, один конец которого закрыт фланцем 3 с отверстиями

4, закрытыми клапанным диском 5, поджатым пружиной 6. В отверстии фланца 3 размещен клапан 7, поджатый пружиной 8.

Второй конец цилиндра закрыт колпаком 9.

Корпус 1 закрыт снизу колпаком 10, имеющим серьгу 11 для крепления амортизатора к неподрессоренной части транспортного средства (не показано). Другой конец корпуса 1 закрыт колпаком 12. Резиновое кольцо 13 с корпусом 14, поджатое пружиной 15, служит для уплотнения штока 16. Серьга

17 служит для крепления амортизатора к подресоренной части транспортного средства. Уплотнение 18 позволяет герметизировать полость для жидкости между корпусом

1 и цилиндром 2.

Гидроамортизатор также содержит подвижный в осевом направлении поршень 19, уплотняемый по внутренней поверхности цилиндра 2 кольцом 20. В поршне 19 выполнена полость 21, закрытая кольцом 22. Полость 21 соединена с надпоршневой полостью 23 цилиндра 2 отверстиями 24 и 25.

Отверстия 24 закрыты клапанным кольцом

26, поджатым пружиной 27, опирающейся на кольцо 28. Отверстия 25 закрыты клапанным кольцом 29, поджатым пружиной 30.

Шток 16 выполнен составным и имеет осевое 31 и радиальные 32 и 33 отверстия и пазы 34, через которые надпоршневая 23 и подпоршневая 35 полости амортизатора сообщаются между собой..На штоке 16 коаксиально относительно друг друга установлены основной груз 36 и дополнительные грузы 37 и 38, подпружиненные с двух сторон биметаллическими пружинами 39 — 44.

1130701

На грузах выполнены кольцевые проточки 45 — 4(и радиальные отверстия 48 — 50, совмещенные между собой в исходном положении.

Гидроамортизатор работает следующим образом.

При движении штока 6 вверх жидкость из надпоршневой полости 23, отжимая пружину 30, открывает клапанное кольцо 29 и попадает в полость 21. Из этой полости

21 через отверстия 32, 31 и 33 жидкость 1О попадает в пазы 34. Из пазов 34 жидкость через кольцевые проточки 45 — 47 и радиальные отверстия 48 — 50 попадает в подпоршневую полость 35 цилиндра 2.

tipè движении штока 16 вниз жидкость из подпоршневой полости 35 движется в обратном направлении и из полости 21 попадает в надпоршневую полость 23, отжимая пружину 27 и открывая клапанное кольцо 26.

При движении штока 16 вниз излишний объем жидкости, определяемый различием рд надпоршневой и подпоршневой полостей, отжимая пружину 8, открывает клапан 7 и попадает в полость между корпусом 1 и цилиндром 2.

При движении штока 16 вверх жидкость отжимает пружину 6 и, открывая клапанный диск 5, попадает из полости между корпусом 1 и цилиндром 2 в подпоршневую полость 35.

Работа гидроамортизатора в случае, когда динамическая система имеет три собственные частоты колебаний и работает в частотном диапазоне, перекрывающем все три указанные собственные частоты колебаний, осу ществляется следуюшим образом.

Известно, что при совпадении частоты Ç5 возбуждающего воздействия с собственной частотой колебаний виброизолируемого объекта наступает явление резонанса. Поэтому для обеспечения эффективной виброизоляции динамических систем с несколькими 40 собственными частотами гидроамортизатор должен иметь значительную демпфируюгцую силу в резонансных частотных зонах, а в дорезонансной, межрезонансных и зарезонансной частотных областях демпфируюгцая сила гидроамортизатора должна быть не- 45 значительной.

Жесткость пружин 39 — 44 подбирается такой, чтобы собственная частота колебаний каждого груза 36 — 38 совпадала с одной из частот собственных колебаний виброизолируемого объекта, то есть с одной из резонансных частот подвески транспортного средства. В этом случае, при совпадении частоты возмущения с одной из частот собственных колебаний виброизолируемой системы, один из грузов, собственная частота колебаний которого также совпадала с частотой возбуждения, например груз 38 начинает работать в резонансном режиме, что приводит к значительным отклонениям последнего от положения статического равновесия. Поэтому начиная с некоторых положений, груз 38 перекрывает радиальное отверстие 49. Сечение дроссельного отверстия

49 при этом изменяется обратно пропорционально перемешению груза 38, чем обеспечивается плавное увеличение силы демпфирования, что позволяет снизить на резонансной частоте амплитуды перемещений и ускорений виброизолируемого объекта.

Аналогичным образом в работу включаются грузы 36 и 37 при совпадении частоты возбуждения со второй и третьей собственными частотами виброизолируемого объекта. Таким образом, осуществляется плавное увеличение демпфируюшей силы на втором и третьем резонансах.

На частотах, отличающихся от резонансных, все грузы колеблются с незначительными амплитудами и не перекрывают радиальных отверстий 48 — 50 и паза 34. Поэтому в указанных частотных ооластях демпфирующей силы не происходит, что повышает эффективность виброизоляции на этик частотах.

Работа гидроамортизатора при недопустимо высокой теспературе рабочей жидкости осуществляется следуюгцим образом. При длительной работе гидроамортизатора в рсжиме резонанса, когда амплитуды перемешений виброизолируемого объекта максимальны, рабочая жидкость в нем нагревается. При достижении заданной температуры каждая биметаллическая пружина 39—

44 начинает скручиваться относительно продольной оси, так как в витках пружин возникают внутренние напряжения. Скручивание пружин сопровождается уменьшением их диаметров d,, d>, d и увеличением их высоты. Однако вследствие того, что биметаллические пружины 39 — 44 поджимают грузы 36 — 38 с двух сторон, высота пружин остается постоянной, а увеличивается лишь степень закручивания пружин. Это приводит к еще большему увеличению внутренних напряжений в витках и повышению жесткости пружин. Причем жесткость всех пружин увеличивается до такой степени, что грузы 36 — 38 выключаются из работы и не колеблются на всех частотах, оставаясь в среднем положении, и не перекрывают радиальных отверстий 33 и 49 и паза 34. Рабочая жидкость в этом случае протекает из надпоршневой полости 23 в подпоршневую 35 и обратно через указанные отверстия с минимальным сопротивлением. Это снижает сопротивление гидроамортизатора в целом и уменьшает поглощаемую им энергию, и, следовательно, приводит к ограничению температуры жидкости.

Таким образом, клапанное устройство гидроамортизатора, состоящее из подпру113070!

Составите;if> В. »1иопон

Текред И. Hi:pe« Корректор.й., !еонтюк

Тираж 9!2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Лосева

Заказ 9!26/27 жиненных и коаксиально установленных друг относительно друга трузов с кольцевыми проточками и радиальными отверстиями выполняет две функции,: обеспечивает регулирование демпфирующей силы гидроамортизатора в зависимости от частоты виб11 — — -—

Д

29

Z5

21

11 ровоздействия по требуемому закону, что расширяет функциональные возможности гидроамортизатора, а также предотвращает перегрев рабочей жидкости, заключенной в гидроамортизаторе, что повышает надежность его работы.

28

27

26

22

29

1!2 !

19

М .78