Гаситель механических колебаний

 

сеюе севею ев j О П И C А Н И E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

-3! 5639

К АВТОРСКОМУ СВйДЕТЕЛЬСТВУ

За..исимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х1.1969 (И 1379468/27-11) е с присоединением заявки №

Приоритет

МПК В 611 5/10

В 60g 11/26

F 16! 15/16

Комитет оо делам иаобретеиий и отирытий ори Совете Мииистров

СССР

Опуоликог,апо 01.Х.1971. Бюллетень ¹ 29

УДК 62-752.2

Автор изобретения

И. В. Астахов

Заявитель

ГАСИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

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

Известны гасители механических колебаний, содержащие корпус и размещенный в нем поршень, разделяющий полость корпуса па два заполненных рабочим телом объема, взаимосвязанные посредством двух управляющих блоков, и прикрепленный к поршню шток. Рабочим телом в таком гасителе яв:. я ется ж идкост ь.

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

Цель настоящего изобретения — повышение стабильности силовой характеристики гасителя при изменении температуры окружающей срсдье и получение неодинаковых силовых характеристик при ходах сжатия и отбоя.

Зтс достигается тем, что в качестве рабочего тела пспользустся сжатый газ, а каждый управля ощий блок выполнен в виде герметичного корпуса с нссколькимп камерами, сообп.,ающимися или разобщающимися между собой посредством смонтированных в корпусе— гибкой диафрагмы с толкателем, перепускного жиклера, осратного и управляющего клачанов, причем жиклеры, сообщающие камеры времени с камерами обратного клапана двух управляющих блоков, выполнены различного проходного сечения.

5 На фиг. изображен предлагаемый гаситель в разрезе; на фиг. 2 — температурный компенсатор.

Основными узлами пневматического гасителя являются силовой цилиндр 1, управляю10 щие блоки 2 и 8 и температурный компенсатор 4. Узлы гасителя соединены трубопроводами 5, б, 7 и 8. В корпусе 9, закрытом с обеих сторон крышками 10 и 11, расположен поршень 12, переходящий в шток 18. Гермети1s зация рабочих объемов 14 и 15 произведена с помощью гибких оболочек lб и 17, например резинокордных, диафрагменного типа. На поршне гибкие оболочки укреплены прижимными кольцами 18 и 19. Уплотнение между

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

25 кольцом 19, а на крышке 11 — при помощи направляющего цилиндра 21. На крышке 10 и штоке 18 имеются головки, предназначенные для установки гасителя в экипаже.

Все детали блоков 2 и 8 объединяются их

30 корпусами. В корпусе 22 блока 8 размещены10

50

65 31

3 управляющий клапан 28 и обратный клапан

24, диафрагма 25 с толкателем 2б. Клапан 28 в нейтральном положении не доходит до седла на величину l = 0,1 — 0,5 мм. Внутреннее пространство блока разделено на три камеры: камеру. 2/ управляющего клапана, камеру 26 ооратного клапана и камеру 29 времени. Камеры

28 и 29 разделены диафрагмой 25 и сообщены каналом 80 с установленным в нем жиклером

81. Такоe же устройство имеет блок 2. Блоки

2 и 8 с рабочими объемами 14 и 15 соединены при помощи трубопроводов 5, б и 7. Рабочий объем 15 трубопроводом 7 сообщается с камерой 28 блока 8, камера 27 блока 8 сообщается с камерой 82 блока 2 трубопроводом

6 и, наконец, камера 88 блока 2 трубопроводом 5 сообщается со вторым рабочим объемом 14, 1-1а трубопроводе б установлен штуцер 84, через который в пневматическом гасителе создается необходимое начальное давление с помощью внешнего источника сжатого воздуха. Для практического исключения колебаний начального давления при изменении температуры воздуха в гасителе предусматривается установка компенсатора 4, возможное конструктивное исполнение которого схематически показано на фиг. 2. Основные детали компенсатора: корпус 85, гибкая оболочка 85, крышка 87, поршень 88 и мягкая пружина 89.

Стержень 40 может использоваться для контроля давления в гасителе при зарядке, а также для обнаружения утечек воздуха в эксплуатации. Компенсатор к трубопроводу 8 присоединяется подводящим патрубком 41.

Трубопровод 8 подключается к трубам 5 и 7 через буферные жиклеры 42 и 48.

Пневматический гаситель колебаний работает следующим образом.

Предположим, 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 И— возрастать. Одновременно давление начнет возрастать в камере 28 блока 8. Так как камеры 28 и 29 соединены жиклером 81, 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 поэтому прогнется вверх. Связанный жестко с диафрагмой толкатель 2б также переместится вверх и клапан 28 закроется, полностью разобщив рабочие объемы 15 и 14. При дальнейшем перемещении поршня вниз изменение давления в рабочих объемах будет происходить в соответствии с величиной и скоростью (частотой) деформации гасителя. В конце хода поршня разность давлений в рабочих объемах 14 и И достигает максимума, чему соответствует наибольшее (при данной площади поршня) значение гасящего усилия. К этому моменту возрастание давления в рабочем

4 объеме 15 и камере 28 блока 8 постепенно прекращается, что приводит к выравниванию давлений, действующих на диафрагму 25 сверху и снизу, а она под деиствием сил упругости возвращается в нейтральное положение, При этом толкатель 2б отрывает клапан

28 от седла на величину l. Через зазор воздух начинает выходить из камеры 28 в камеру 27 и далее в трубопровод б, в результате чего давление в камере 28 падает. В этот момент давление в камере 29 соответствует давлению конца деформации гасителя, т. е, имеет наибольшую при данной амплитуде колебаний величи ну, поэтому падение давления в камере 28, возникающее за счет приоткрытого клапана 28, приведет к тому, что давление в камере 29 станет выше, чем в камере 28. Под деиствием разницы этих давлений диафрагма

25 прогнется вниз и .при помощи толкателя

2б увеличит отрыв клапана 28 от седла, что ускорит падение давления в камере 28 и т. д.

1 аким образом, процесс падения давления в камере 26 и в связанном с ней рабочем объеме 15 происходит импульсивно. При выравнива нии давлений после открытия клапана 28 воздух протекает через трубопровод б, камеру

82 и клапан 44. Потери энергии, возникающие при 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 рабочем объеме), площадью поршня, а также величиной первоначально созданного в гасителе давления. Особенности термодинамических процессов сжатия — расширения определяют нелинейную 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 транспортных средств, содержащий корпус и размещенный в нем поршень, разделяющий полость корпуса на два заполненные 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 корпуса с несколькими камерами, сообщаю315639

78

7á

77

19

11

27

\/ 75 27 7

?4 25 22

@иг. 7

5б 58 59 55 ри г.?

Составитель Б. Левин

Техред 3. Н. Тараненко

Корректоры: А. Абрамова

М. Коробова

Редактор К. Шанаурова

Заказ 3094/2 Изд. № 1305 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5 типография, пр. Сапунова, 2 щимися или разобщающимися между собой посредством смонтированных в корпусе гибкой диафрагмы с толкателем, перепускного жиклера, обратного и управляющего клапанов.

2. Гаситель по п. 1, отличающийся тем, что полость корпуса управляющего блока разделена на три размещенные одна над другой камеры, верхняя из которых — камера времени — отделена от сред|ней — камеры обратного клавдиана — гибкой диафрагмой с толкателем и соединена с ней жи клером, а камера обратного клапана соединена с рабочим объемом гасителя и отделена от нижней камеры— камеры управляющего клапана — перегородкой с перепускными отверстиями, закрытыми обратным клапаном, пропускающим газ из нижней камеры в среднюю, и управляющим клапаном, связанным с толкателем, установленным в седле с зазором, при этом камера управляющего клапана сообщается с идентичной камерой второго блока.

5 3. Гаситель по пп. 1 — 2, отличающийся тем, что он снабжен связанным с рабочими объемами посредством буферных жиклеров компенсатором, выполненным в виде корпуса с размещенным в нем подпружиненным порш10 нем.

4. Гаситель по пп. 1 2, отличающийся тем, что, с целью получения неодинаковых силовых характеристик при ходах сжатия и отбоя, жиклеры, сообщающие камеры времени с ка1S мерами обратного клапана двух управляющих блоков, выполнены с различным проходным сечением.