Гидравлический демпфер

 

Гидравлический демпфер относится к устройствам виброзащитной техники и применяется в системах виброзащиты дорожно-строительных машин. Гидравлический демпфер содержит резервуар, расположенный в резервуаре цилиндр с двумя радиальными отверстиями, установленный в цилиндре шток с поршнем, два клапана, предназначенных для пропускания жидкости из над- и подпоршневой полостей цилиндра в резервуар, гидравлический канал, соединяющий над- и подпоршневую полости и встроенный в гидравлический канал дросселирующий элемент, выполненный в виде подпружиненного конусного клапана с втулкой, регулирующей поджатие пружины конусного клапана, ход которого ограничен градуированным винтом. Технический результат - повышение эффективности демпфирования за счет обеспечения регулировки ее величины в зависимости от условий работы. 4 ил.

Заявляемое изобретение относится к устройствам виброзащитной техники. Область применения - в системах виброзащиты дорожно-строительных машин.

Известен гидравлический демпфер [1], содержащий цилиндр, расположенный в нем шток с закрепленным на нем поршнем, гидравлический канал, соединяющий над- и подпоршневые полости цилиндра, дросселирующий элемент и два клапана, один из которых расположен в торцевой части цилиндра.

Данная конструкция гидравлического демпфера не позволяет осуществлять регулировку демпфирования. Кроме того, включение и выключение демпфирования происходит соответственно на прямом и обратном ходе поршня, и, поэтому изменение диссипативной силы во времени не является оптимальной - при обратном ходе поршня активная составляющая диссипативной силы как компенсационное воздействие не реализуется.

Известен гидравлический демпфер [2], содержащий резервуар с установочным элементом, предназначенным для крепления на основании, расположенный в резервуаре цилиндр, установленный в цилиндре и предназначенный для связи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем, выполненные в средней части цилиндра радиальные отверстия, поочередно перекрываемые поршнем, два клапана, предназначенных для пропускания жидкости из над- и подпоршневой полостей цилиндра в резервуар, и дросселирующий элемент, посредством которого сообщены над- и подпоршневая полости цилиндра с получением при этом ступенчатой характеристики диссипативной силы.

Поскольку дросселирующий элемент встроен в поршень, то (как и для аналога) невозможно оперативно регулировать демпфирование при изменении условий работы.

Все это ухудшает динамические свойства гидравлического демпфера как устройства виброзащитной техники.

Цель изобретения - повышение эффективности демпфирования за счет обеспечения регулировки ее величины в зависимости от условий работы.

Указанная цель достигается тем, что гидравлический демпфер, содержащий резервуар с установочным элементом, предназначенным для крепления на основании, расположенный в резервуаре цилиндр, установленный в цилиндре и предназначенный для связи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем, выполненные в средней части цилиндра радиальные отверстия, поочередно перекрываемые поршнем, два клапана, предназначенных для пропускания жидкости из над- и подпоршневой полостей цилиндра в резервуар, и дросселирующий элемент, посредством которого сообщены над- и подпоршневая полости цилиндра с получением при этом ступенчатой характеристики диссипативной силы, дополнительно снабжен гидравлическим каналом, в который встроен дросселирующий элемент, выполненный в виде подпружиненного конусного клапана со втулкой, регулирующей поджатие пружины конусного клапана, ход которого ограничен градуированным винтом.

На фиг. 1 изображен общий вид гидравлического демпфера; на фиг. 2 изображен дросселлирующий элемент; на фиг. 3 показана установка гидравлического демпфера в системе виброзащиты; на фиг. 4 представлены графики перемещений и скоростей объекта и основания, а также осциллограмма диссипативной силы.

Гидравлический демпфер содержит резервуар 1, расположенный в резервуаре цилиндр 2, установленный в цилиндре 2 шток 3, закрепленный на штоке 3 поршень 4, делящий цилиндр 2 на над- и подпоршневую полости, два радиальных отверстия 5 и 6, выполненных в средней части цилиндра 2, два клапана 7 и 8, гидравлический канал 9, соединяющей над- и подпоршневую полости и встроенный в гидравлический канал 9 дросселирующий элемент 10.

Дросселирующий элемент 10 выполнен в виде конусного клапана 11, поджатого пружиной 12. Поджатие пружины 12 регулируется втулкой 13. Ход конусного клапана 11 ограничивается градуированным винтом 14.

Клапаны 7 и 8 имеют отверстия 15 и 16, перекрываемые подпружиненными шариками 17 и 18.

Гидравлический демпфер посредством проушин 19 и 20 соединяется, соответственно, с объектом 21 и основанием 22, между которыми установлены упругие элементы 23.

В положении статического равновесия поршень 4 находится в средней части цилиндра 2 между радиальными отверстиями 5 и 6. Соответствующее положение объекта 21 и основания 22 определяется точками a, b, c, d на графиках перемещений.

В начале промежутка a-b - от a до ζ₁ объект 21 и основание 22 сближаются друг с другом (x'-y' < 0). При этом поршень 4 перемещается от средней части цилиндра 2 вниз. Давление в подпоршневой полости возрастает и жидкость через отверстие 16 в клапане 8, отжимая шарик 18, поступает в резервуар 1 и далее через отверстия 5 и 6 в надпоршневую полость. Поскольку основной объем жидкости свободно выдавливается через клапан 8, то дросселирующий элемент 10 выключен из работы и диссипативная сила равна нулю (участок 0-1 на осциллограмме).

В конце промежутка a-b - от ζ₁ до b объект 21 и основание 22 удаляются друг от друга (x'-y' > 0). При этом поршень 4 начинает перемещаться вверх к средней части цилиндра 2. Давление в надпоршневой полости и резервуаре 1 возрастает и клапан 8 закрыт (шарик 18 перекрывает отверстие 16). Жидкость из надпоршневой полости выдавливается в подпоршневую полость только через конусный клапан 11 дросселирующего элемента 10, т.е. он включен в работу и развиваемая при этом диссипативная сила уменьшает скорость x' объекта 21.

В начале промежутка b-c - от b до ζ₂, поршень 4 продолжает перемещаться вверх (x'-y' > 0) от средней части цилиндра 2, и жидкость через отверстие 15 в клапане 7, отжимая шарик 17, поступает в резервуар 1 и далее через отверстия 5 и 6 в подпоршневую полость. Поскольку основной объем жидкости свободно выдавливается через клапан 8, то дросселирующий элемент 10 выключен из работы и диссипативная сила равна нулю (участки 3-4, 4-5 на осциллограмме).

В конце промежутка b-c - от ζ₂ до c поршень 4 начинает перемещаться вниз к средней части цилиндра 2 (x'-y' < 0). Давление в подпоршневой полости и резервуаре 1 возрастает и клапан 7 закрыт (шарик 17 перекрывает отверстие 15). Жидкость из подпоршневой полости выдавливается в надпоршневую полость только через конусный клапан 11 дросселирующего элемента 10, т.е. он включен в работу и развиваемая при этом диссипативная сила уменьшает скорость x' объекта 21 (участки 5-6, 6-7 на осциллограмме).

При дальнейшем движении объекта 21 и основания 22 от точки c к d, и далее, описанная последовательность работы гидравлического демпфера повторяется.

При включенном в работу дросселлирующем элементе - в промежутках ζ₁-b,ζ₂-c и т.д., ступенчатая характеристика на осциллограмме диссипативной силы обеспечивается за счет предварительного поджатия пружины 12 (участки 1-2, 5-6 на осциллограмме). Форма кривой участка 2-3 и 6-7 осциллограммы обуславливается величиной зазора Δ между конусным клапаном 11 и градуированным винтом 14, а также жесткостью пружины 12.

Выполнение дросселирующего элемента 10 в виде конусного клапана 11, поджатого пружиной 12, ход которого ограничивает градуированный винт 14, позволяет обеспечить заданную ступенчатую характеристику диссипативной силы.

Размещение дросселирующего элемента 10 в гидравлическом канале 9 позволяет осуществлять регулировку величины диссипативной силы в зависимости от условий работы.

Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР N 511446, кл. F 16 F 5/00, 1975.

2. Патент РФ N 2002983, кл. F 16 F 9/48, 1993 - прототип.

Формула изобретения

Гидравлический демпфер, содержащий резервуар с установочным элементом, предназначенным для крепления на основании, расположенный в резервуаре цилиндр, установленный в цилиндре и предназначенный для связи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем, выполненные в средней части цилиндра отверстия, поочередно перекрываемые поршнем, два клапана, предназначенные для пропускания жидкости из над- и поршневой полостей цилиндра в резервуар, и дросселирующий элемент, посредством которого сообщены над- и поршневая полости цилиндра с получением при этом ступенчатой характеристики диссипативной силы, отличающийся тем, что он снабжен гидравлическим каналом, в который встроен указанный дросселирующий элемент, выполненный в виде подпружиненного конусного клапана с втулкой, регулирующей поджатие пружины конусного клапана, ход которого ограничен градуированным винтом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4