Гидравлический амортизатор

 

Изобретение касается средств защиты объектов от действия ударных нагрузок и сейсмических колебаний. Цель - обеспечение возможности восприятия высокоскоростных нагрузок и постоянства отслеживания реакции амортизатора в широком диапазоне изменяемых нагрузок. Для этого полосУЗ 2Q (Л САЭ СП . с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (50 4 F 16 F 5/00

/pe;ср,-,»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

GNF;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3902607/25-28 (22) 11.04.85 (46) 15.05.87. Бюл. У 18 (72) А.И.Забегаев, Д.К.Драгун, Ю.M.Màëüöåâà, Т.М.Притуманова и Б.В.Пшеннов (53) 621-567,2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 613940, кл. F 16 Р 5/00, 1976. (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР (57) Изобретение касается средств защиты объектов от действия ударных нагрузок и сейсмических колебаний.

Цель — обеспечение возможности восприятия высокоскоростных нагрузок и постоянства отслеживания реакции амортизатора в широком диапазоне изменяемых нагрузок. Для этого полос1310543

35 ти корпуса 1, из которых полость А высокого давления отделена в нем перегородкой 4, а полость Б низкого .давления образована плавающим поршнем 6, связаны между собой зазором между отверстием 5 в перегородке 4 и тарелью 13. Последняя установлена с возможностью осевого перемещения в отверстии 5 перегородки 4 и их относительное положение зависит от равновесного состояния подвижных частей демпферного клапана, включающих про- . ходящую через полость А высокого давления иглу 9 и расположенные на ее противоположных концах тарель 13 и

Изобретение относится к машиностроению и касается средств защиты объектов, имеющих ограниченный уровень допустимых механических нагрузок, от действия интенсивных ударно- 5 вибрационных воздействий и сейсмичес-. ких колебаний.

Целью изобретения является обеспечение восприятия высокоскоростных нагрузок, постоянства отслеживания реакции амортизатора в широком диапазоне изменения нагрузок, устранения эффектов пульсаций давлений в гид— равлическом тракте амортизатора,увеличение полноты диаграммы энергопоглощения и уменьшение габаритов за счет постоянства восстанавливающей силы в клапане амортизатора.

На фиг.1 показана схема гидравлического амортизатора, продольный раз- 20 реэ", на фиг.2 — схема узла демпфирующего клапана амортизатора; на фиг.3 демпфирующая составляющая рабочей характеристики амортизатора, реализуемой при работе на растяжение—

25 выдвижении плунжера иэ исходного положения.

Амортизатор содержит коаксиально расположенные корпус 1, цилиндр 2, размещенный в последнем с возможностью поступательного перемещения полый плунжер 3, жестко закрепленную в корпусе 1 перегородку 4 с отверстием 5, образующую с корпусом 1 подополнительный поршень 12. При этом подпоршневая полость Г клапана гидравлически связана с полостью Б низкого давления корпуса 1 через осевой канал и радиальное отверстие иглы 9.

Зависимость перемещения тарели 13 только от перепада давлений, площади дополнительного поршня 12 и давления, действующего на него, обеспечивает стабильность реакции амортизатора.

Постоянная восстанавливающая сила в клапане амортизатора существенно расширяет диапазон скоростей воспринимаемых внешних нагрузок. 3 ил. лость А высокого давления, и плавающий поршень 6, образующий с перегородкой 4 и корпусом 1 гидравлическую полость Б низкого давления. В торце 7 корпуса 1 со стороны плунжера 3 размещен демпфирующий клапан, включающий обойму 8, пропущенную через рабочую полость А высокого давления и от-. верстие 5 в перегородке 4, иглу 9 с осевым каналом 10 и радиальным сгверстием 11, дополнительный поршень 12 и тарель 13, закрепленные на противоположных концах иглы 9. В полом плунжере 3 выполнено отверстие 14, соединяющее его полость В с рабочей полостью высокого давления.

Дополнительный поршень 12 расположен в обойме 8 и его подпоршневая полость Г связана осевым каналом 10 и радиальным отверстием 11 иглы 9 с гидравлической полостью Б низкого давления корпуса 1, а тарель 13 установлена с возможностью осевого перемещения относительно отверстия 5 в перегородке 4. Демпфирующий клапан снабжен также упругими элементами 15 и 16, регулировочной гайкой 17, шток

18 которой посредством упругого элемента l5 поджат в исходном состоянии амортизатора к дополнительному поршню 12. В полом плунжере 3 с возможностью осевого перемещения относительно него размещен следящий шток 19, связанный с амортизируемым объектом

131О5

20. На конце следящего штока 19, помещенном в полом плунжере 3, выполнен дроссельный узел, состоящий из перекидной шайбы 21, дроссельного отверстия 22 и канала 23 свободного перето- 5 ка жидкости. Между плунжером 3 и аккумулятором давления, состоящим из корпуса 1, плавающего поршня 6, размещенного вокруг цилиндра 2, и упругого элемента (пружина или газ) в по- 0 лости 24, образована цилиндрическая кольцевая полость Д, сообщенная с рабочей полостью А высокого давления.

Упругий элемент полости 24 подпружинивает плавающий поршень 6 в сторону f5 перегородки 4. Амортизатор снабжен также узлами 25 крепления к основанию или сооружению.

Гидравлический амортизатор работает следующим образом. 20

При движении следящего штока 19 внутрь полости В рабочая жидкость через отверстие 14 вытесняется в кольцевую полость Д, из которой поступает в рабочую полость А высокого давления и оттуда через зазор между отверстием 5 и тарелью 13 в гидравлическую полость Б низкого давления.

Увеличение объема полости Б вследствие поступления в нее жидкости приво- 30 дит к перемещению плавающего поршня 6 и обжатию упругого элемента полости

24, например газа. Давление жидкости в полости Б и связанной с ней каналом

10 и отверстием 11 полости Г возрастает.

Площади тарели 13 и отверстия 5 выбирают таким образом, чтобы получить требуемый закон демпфирующей реакции на участке до выхода на ограни-40 чение. При этом зазор может быть равен нулю в случае полного перекрытия тарелью 13 отверстия 5. Площадь f зазора для свободного перетока жидкости из полости А в полость Б зависит от 45 перепада АР давлений Р, и Ро соответственно в полостях А и Б. При равенстве давлений Р, и Р в полости А и Б результирующая сила давления на клапан воспринимается пружиной 15 и гай-50 кой 17. Ввиду ограниченной площади перетока жидкости в исходном положении перед тарелью 13 давление будет повышаться.

При достижении расчетного перепада давления игла 9 клапана перемещается вниз, тарель 13 открывает переток увеличенной площади и давление в

43 4 полости А ограничивается. Это обеспечивается тем, что система сил, действующих на подвижные части клапана, находится в равновесии, так как давление P в полости A на площадь, равную разности площадей тарели 13 и иглы 9, уравнивается давлением Ро на площадь тарели 13 и площадь поршня

12 соответственно в полостях Б и Г.

При увеличении скорости движения плунжера 3 возрастает расход жидкости через клапан, за счет чего тарель 13 с поршнем 12 перемещаются вниз.

Таким образом, смещение иглы 9 клапана будет ограничивать практически величину перемещения поршня 12 во втулке l8. Роста демпфирующей ре- акции при этом не происходит. В результате достигается строгое ограничение реакции демпфирования за счет постоянной восстанавливающей силы, не зависящей от хода клапана, как показано на фиг.3 где участок нелинейной зависимости реализуется при перетоке жидкости через постоянную площадь f зазора в отверстии 5 (йР меньше расчетного), а горизонтальный участок соответствует переменной площади f после "открытия" клапана— смещения тарели 13 при достижении расчетного перепада давлений. Далее плунжер 3 совершает рабочий ход и перемещается на величину, необходимую для восприятия внешнего нагружения.

После, уменьшения внешней нагрузки скорость о плунжера снижается, расход жидкости и перепад давлений hP падает, тарель 13 возвращается в исходное положение. Далее под действием давления P в гидравлической полости о

Б, создаваемым рабочим упругим элементом полости 24 (жидкостью или газом), происходит запитка полостей А и Д жидкостью. Жидкость поступает через кольцевой зазор площадью f между отверстием 5 и тарелью 13, в случае исполнения амортизатора с нулевой площадью зазора — через обратные клапаны (не показаны),которые обеспечи-. вают заполнение освобождающихся в амортизаторе полостей А и Д жидкостью

В случае, если при возврате плунжера

3 в исходное положение возрастает внешняя нагрузка, прикладываемая в направлении возврата плунжера 3, срабатывает шток 19. При работе амортизатора на сжатие из исходного положения (в направлении верх), следящий

1310543 шток 19 входит в полость В плунжера 3, и работа амортизатора происходит аналогично указанному выше режиму.

При перетекании жидкости через зазор между тарелью 13 и отверстием 5 5 в перегородке 4 величина смещения тарели 13 и иглы 9 зависит только от перепада давлений дР, площади дополнительного поршня 12 и давления Р о действующего на поршень 12. Давление

P в полости Б при максимальном расо ходе жидкости через клапан практически не изменяется. Это связано с тем, что при максимальном расходе смещение плунжера 3 не превышает, как пра- 1> вило, 10-15Х от максимального, и рост давления P не превосходит 1-1,5Х от номинального. Величина перепада давления Р оказывается строго ограниченной, так как восстанавливающая сила, действующая на тарель 13, не зависит от величины смещения ее. Соответственно достигается строгое ограничение демпфирующей составляющей реакции амортизатора. 25

Постоянная восстанавливающая сила в клапане амортизатора существенно расширяет диапазон скоростей эффективно воспринимаемых внешних нагрузок, а непосредственная связь рабо- 30 чих полостей Д и А высокого давления позволяет с высокой стабильностью локализовать рабочие гидравлические сопротивления амортизатора в одном узле — демпфирующем клапане. Одновре- 35 менно обеспечивается устранение колебательных процессов жидкости и внутренних элементов амортизатора и связанных с этим явлением пульсаций давлений в гидродинамическом тракте 40 амортизатора.

Применение гидравлического амортизатора позволяет решать задачу амортизационной защиты в условиях качественно более высокого уровня нагрузок 45 и в ограниченных объемах пространств под размещение амортизирующих устройств и защищаемых объектов. формулаизобретения

Гидравлический амортизатор, со— держащий коаксиально расположенные корпус, цилиндр и размещенный в нем с возможностью поступательного перемещения полый плунжер, перегородку с отверстием, образующую с корпусом рабочую полость высокого давления, плавающий поршень, подпружиненный в сторону перегородки и образующий с ней и корпусом гидравлическую полость низкого давления,демпфирующий клапан, включающий установленную в торце корпуса обойму и пропущенную через рабочую полость высокого давления и отверстие в перегородке иглу с осевым каналом и радиальным отверстием> а в полом плунжере выполнено отверстие, соединяющее его полость с рабочей полостью высокого давления, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения восприятия высокоскоростных нагрузок, постоянства отслеживания реакции амортизатора в широком диапазоне изменения нагрузок, устранения динамических эффектов пульсаций в гидравлическом тракте амортизатора, увеличения полноты диаграммы энергопоглощения и уменьшения габаритов, перегородка жестко закреплена на корпусе, демпфирующий клапан расположен со стороны плунжера и имеет дополнительный поршень и тарель, закрепленные на противоположных концах иглы, дополнительный поршень расположен в обойме и его подпоршневая полость свя- . зана осевым каналом и радиальным отверстием иглы с гидравлической полостью низкого давления корпуса, а тарель установлена с возможностью осевого перемещения относительно отверстия в перегородке.

1310543

131О543

Слорость олуняерц

Составитель Г.Смирнова

Техред М.Ходанич Корректор А. Тяско

Редактор Э.Слиган

Заказ 1876/31 Тираж 812 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4