Гидравлический демпфер

 

Ъ (11), 597886

Союз Советских

Соцналнстннескнх

Респубянк (61) Дополнительное к авт. свил-ву— () аявлеио04.01.76 (21)2306880/25-28 (51) М. Кл, У 16 Р 9/34

/В 64 С 27/54 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано. 15.03.78. Ьоллетеиь }а 10

1 осу)барственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621-752. .2(088.8} (4б} Дата опубликования описания22.02.7& (72) Авторы изобретения

М. А. Лейканд, В. А. Минин, С. B. Львов и Ю. М. Дорошенко (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР

Изоб зетение относится к средствам для поглощения энергии колебаний, а именно к гидравлическим демпферам, применяемым например, во втулках несущих винтов вертолетов.

Известен гидравлический демпфер.. со-держащий цилиндр, размещенные в нем шток с поршнем и установленнце в поршне клапаны, в стенках которых выполнены перекрывающиеся проходные отверстия в виде равнобедренного треугольника (1)

Ю

Недостатком демпфера является то, что он имеет требуемую форму характеристики в недостаточно широком диапазоне скоростей поршня.

Наиболее близким по технической сущно- 15 сти к предлагаемому изобретению являетая гидравлический демпфер, содержащий циличдр, шток с .поршнем и размещенные в поршне клапаны встречно-направленного действия, каждый из которых выполнен в виде оа двух элементов - гильзы и прилегающего к ее основанию подпружиненного плунжера, на боковой поверхности одного из элементов разметпены в виде нескольких поперечных рядов радиальные проходные отверстия, имею-25 шие малую относительную протяженность н острую входную кромку, отверстия выполнены одинаковыми и расположены с равным шагом в окружном и осевом направлениях

Благодаря малой протяженности отверстий в них сохраняется турбулентный режим течения, и характеристика демпфера не зависит от темлературы в, широком диапазоне ее изменения. Последовательное открытие проходных отверстий обеспечивает постепенное возрастание усилия демпфера при увеличении скорости поршня. Однако недостатком известного демпфера является то, что его характеристика отличается от линейной.

Целью изобретения является получение характеристики демпфера, близкой к линейной.

Для этого в предлагаемом демпфере про-ходные отверстия выполнены с последовательно убывающими в направлении оси клапана суммарными плошадями в каждом ряду, а ряды отверстий расположены с последовательно возрастающим в том же направлеHHH шагом> при этом суммарные площади отвер стий в каждом ряду и расстояние кв:.алого ряда до основания гильзы i определяются из системы уравнений

А„„А " л) „

1.— "-„ к а и

„- — "-ڄ— (-I: ) ° Ю

К у Ку у ц..

III(0

II nA, где Р„- усилие демпфера, определяемое иэ, уравнения (- нн-((": -(—

" ":* j. @ (,.

F„3$ p) (+ Ь Р - 9II 3 д Р„

K A )sI j P„ ) ф „

:-де Ъх - расстояние между осью, отверстий к -ro ряди и основанием гильзы;

/ йР - допускаемое отклонение усилия от заданной характеристики, - суммарная площадь отверстия к к -ro ряди, 25

К - заданный коэффициент демпфирования, Ре - заданное начальное усилие демпфери

Fr(- эффективная площадь поршня, 39 д„- площадь плунжера, С - жесткость пружины клапана, н = )Н Л ф7à — и нанон нннн, — удельный вес рабочей н идкости, ь - коэффициент истечения, зз

На фнг. 1 изображен предлагаемый гидравлический демпфер, нродэльный разрез; на фиг. 2 — клапан, продольный разрез; as фиг. Э вЂ” разрез A-A фиг. =; на фиг.4график зависимости усилия демнфера от ик - рости перемещения поршня относительно цилиндра демпфера.

Гидравлический демпфер содержит цилиндр

1,. внутри которого расположен шток 2 с поршнем 3 (I$

Пэпости по обе стороны поршня 3 сооб щаются между собой через клапаны 4, каждый из которых работает в одном направлении.

Клапаны также могут быть расположены в штоке, или в специальной клапанной коробке, %) установленной на цилиндре.

Клапан 4,установленный в поршне демпфера, содержит неподвижную наружную гильзу

5, внутри которой находится плунжер 6, прижатый пружиной 7 к ее основанию 8.

На боковой поверхности гильзы 5 выполиены поперечные ряды радиально расположенных цилиндрических отверстий 9, разделенных промежутками определенной длины.

В частном случае каждый ряд может со4 стоять иэ одного отверстия. Отверстия,имеют острую входную кромку и малую относительйую протяженность (

Отверстия смежных рядов. смещены одно относительно щ угогэ ио окружности и расположены в шахматном порядке.

Снаружи гильзы 5 имеется кольцевая аолость 10 (фиг. 2), служащая для сообщения отверстий 9 с одной из полостей демпфера через отверстие 11. Отверстия могут быть выполнены и в подвижном подпружиненном

anyнжере.

Расстояние каждого ряда отверстий до основания гильзы выбрано из уравнения (Ц а суммарная плошадь отверстий каждого ряда - с помощью формул (2) и (3).

Благодаря наличию промежутков между рядами отверстий характеристика демцфева, т,е. зависимость усилия У демпфера от скорости „Фт перемещения поршня, состоит йз отрезков парабол (фиг. 4), при этом точки пересечения парабол находятся на заданной характеристике демпфера с коэффициентом демпфирования K ° Выбор площадей отверстий по условию (2) обеспечивает получение отклонения or заданной характеристики, не превышающего допустимого его значения

Демпфер работает следующим образом.

При колебаниях поршня 3 относительно цилиндра 1 под действием возникающего перепада давлений в одном из клапанов 4 плунжер 6 отжимается от основания 8 гильзы

5, преодолевая усилие пружины 7, и жидкость перетекает. через.отверстия 9 из одной полости демпфера в другую, создавая демпфирующее усилие. При этом so втором клапане 4 плуижер 6 прижат давлением к основанию гильзы и его отверстия 9 перекрыты.

При малых скоростях йеремещения поршня жидкость протекает только через первый ряд отверстий. По мере увеличения скорости плунжер открывает последующие ряды отверстий .. .Применение отверстий с острой входной кромкой позволяет получить турбулентный режим течения во всей области рабочих чисел Рейнольда и благодаря этому независящую от температуры характеристику демпфера.

Соответствующим выбором жесткости пружины 7 устанавливается ход плунжера относительно гильзы, обеспечивающий удобство настройки и надежность работы.

В рабочем диапазоне температур предлагаемый гидравлический демпфер. имеет, близ897ЬМ

Гу лф у. z у щ=г иа +, j Н ,г », р и

К ° K ii.

5 кую * линейной, Йрактическй не зависящую

m температуры характеристику;

Его отличительной особеииостьЮ являет ся простая и надежная конструкция.

Предлагаемый демпфер может успешно применяться для гашения колебаний лопастей иесушего винта вертолета в плоскости врашения, обеспечивая необходимые заласы по земному резонансу при меньших нагрузках в полете, чем обычные демпферы с фрикпион-t( ной характеристикой, что имеет важное практическое значение для повышения надежно4 ти и ресурс B.

Ф ормула изобретения

Гидравлический демпфер, содержаший цилиндр, шток с поршнем и размешенные в

"поршне клапаны встречно направленного действия, каждый из KQTopbEx выполнен в виде двух элементов - гильзы и прилегающего к ее 20 основанию подпружиненного плунжера, а на боковой поверхности одного из элементов размешены в виде нескольких поперечных рядов радиальные проходные отверстия, имевшие малую относительную протяженность и острую входную кромку, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью получения характеристики демпфера, близкой к линейной", проходные отверстия выполнены с последовательно убываюшими в направлении оси кла- зО пана суммарными плошадями в каждом ряду, а ряды отверстий расположены с последовательно возрастаюшим в том же направлении шагом, при этом суммарные плошади отверстий в каждом ряду и расстояние каждого ряда до основания гильзы! определяют из cuare уравнений где Ри -. усилие демпфера, определяемое из уравнения с

P С 2Fn —;>

r " E„„KA 3=1

Р +ьР-,Р Г, 9, П

У

К -Л д где Ь» - расстояние между осью отверстия

g -го ряда и основанием гильзы, ЬР- допускаемое отклонение усилия от ,заданной характеристики, „-суммарная плошадь. отверстий @-го ряда, * -заданный коэффициент демпфирования — заданное начальное усилие демпо фера, 7„- эффективная площадь поршня, „- плошадь,плунжера, С - жесткость пружины клапана, А Р1(2 /f — постоянная, 1Г - удельный вес рабочей жидкости, P- — коэффициент истечения.

Источники, информации принятые во внн мание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 241826, по кл Р 16 9/18, 1968.

2. Авторское свидетельство N 47548О по кл. F 16 Р 9/34, 1973.

Составитель А. Машкин

Редактор К. Шанаурова Техреду А. Алатырев Корректор С, арасиняк

Заказ 1194/30 Тираж 119Â Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4