Гидравлический буфер

 

(72) Авторы изобретения

Э.И. Савин и Г. В. Боровиков (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ БУФЕР

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам, способным воспринимать динамические нагрузки.

По основному авт. св. М 901683 известен гидравлический буфер, содер- жащий корпус, заполненный вязкой средой, поршень со штоком, разделяющий корпус на две полости, установленные параллельно, гидравлическое сопротивление и обратный клапан, расположенные в поршне, дополнительное переменное гидравлическое, сопротивление, установленное в подпоршневой полости корпуса и выполненное в виде пакета упругих элементов, каждый из которых образован двумя обращенными друг к другу большими основаниями тарелками, внутренняя полость пакета связана с выходом обратного клапана, а

20 наружная полость его сообщена через гидравлическое сопротивление с надаоршневой полостью корпуса, и плавающий поршень, расположенный в наддоршневой полости корпуса и подпружиненный в осевом направлении 1 1

Недостатком известного гидравличеокого буфера является то, что сопротивле-.. ние его зависиг от положения и скорости перемещения поршня. При постоянной скорости движения сопротивление нелинейно зависит от положения поршня. Однако степень нелинейности невысокая и Be зависю.: от положения (хода) поршня, что обуслов лено параллельной работой всех упругих элементов и одинаковой толщиной образующих их тарелок. Это ограничивает область применения гидравлического буфера, так как его использование при этом возможно только раздельно для восприятия или мощных толчков, Впа небойьших ударных нагрузок.

Белью изобретения является повыше ние эффективности.

Поставленная пель достигается тем, что гидравлический буфер снабжен проставками с осевыми каналами, установленныI

3 9761 5 ми между упругими элементами и образующими попарно между собой и с опорными поверхностями поршня и корпуса нормально открытые запорные клапаны, а тарелки для различных упругих элементов пакета выполнены различной толщины.

На чертеже изображен гидравлический буфер, продольный разрез.

Гидравлический буфер содержит корпус

1, заполненный вязкой средой, поршень 2 10 со штоком 3, разделяющий корпус 1 на две полости - надпоршневую 4 и подпор шневую 5. В поршне 2 расположены установленные параллельно гидравлическое сопротивление 6 и обратный клапан 7.

В надпоршневой полости 4 корпуса 1 расположен плавающий поршень 8, подпружиненный в осевом направлении пружиной 9 и служащий для компенсации уменьшения объема рабочей (заполненной вяз- ро кой средой) полости штоком 3 при сжатии буфера. Дополнительное переменное гидравлическое сопротивление выполнено в виде пакета упругих элементов 10, каждый из которых образован двумя об- 2S ращенными друг к другу большими основаниями - тарелками 11, и установлено в подпоршневой полости 5 корпуса l. Под= поршневая полость 5 пакетоМ упругих элементов 10 разделена на две полости sg

1 2 и 13. Внутренняя полость 12 пакета упругих элементов 10 связана с выходом обратного клапана 7, а наружная полость

13 между корпусом 1, упругими элементами 10 и поршнем 2 сообщена через гидравлическое сопротивление 6 с надпоршневой полостью 4 корпуса 1. Тарелки 11 для различных упругих элементов пакета 10 выполнены различной толщины. Между упругими элементами 10 установлены проставки 14 с осевыми каналами 15, образующие попарно между собой и с опорными поверхностями поршня 2 и корпуса 1 нормально открытые запорные клапаны (клапанные пары "кла- тан-седло").

1Ъдравлический буфер работает следующий образом.

При ударном воздействии на шток 3 с определенной скоростью вязкая среда

50 в подпоршневой полости 5 сжимается, ее давление повышается. Причем повышается давление среды как во внутренней полости 12 пакета упругих элементов

10 так и в полости 13 (вне пакета упSS ругих элементов 10). Среда через гидравлическое сопротивление 6 перетекает из полости 13 в надпоршневую полость

2 4

4, определяя зависимость сопротивления сжатия буфера от скорости перемещения поршня 2. Одновременно вязкая среда перетекает из полости 1 2 в полость 1 3 через зазор 16 между тарелками 11 с наименьшей толщиной, стык между которыми под действием повышенного внутреннего давления раскрывается. По мере сжатия пакета упругих элементов 10 сжатие упругого элемента 10, образованного тарелками 11 с наименьшей толщиной, увеличивается в большей степени, чем деформапия упругих элементов 10, образованных тарелками 11 большей толщины. Клапанная пара "клапан седло" (верхняя проставка 14 и поршень 2) закрывается, перетечки вязкой среды между тарелками ll с наименьшей толщиной прекращаются. Дальнейшее воздействие удара по штоку 3 приводит к открытию стыка между тарелками 11 следующего упругого элемента 10 пакета. Так как толщина этих тарелок 11 больше, чем толщина тарелок 11, работающих до этого, то раскрытие стыка между ними прсисходит при более высоком давлении в полости 12. Это определяет возрастающую нелинейную характеристику сопротивления буфера при данной скорости его сжа тия от положения поршня 1 (от величины хода поршня 2). При дальнейшем сжатии упругих элементов 10 аналогично выключается из работы и второй упругий элемент 10, и включается в работу следующий упругий элемент, раскрытие стыка между тарелками 11 которого происходит еще при более высоком давлении в полости 12. И так далее. Усилие сопротивления буфера по мере era сжатия резко (нелинейно) увеличивается.

Если ударное воздействие на шток 3 происходит с другой скоростью, то сила сопротивления буфера будет иметь другую постоянную составляющую, переменная же, составляющая опять будет иметь резко выраженный нелинейный возрастающий ха-: рактер. Это достигнуто за счет резкого нелинейного (по мере сжатия упругих элементов 10) увеличения тидравлического сопротивления перетеканию вязкой среды из полости 12 в полость 1 3. Стык между тарелками 11 упругих элементов

10 в буфере является дополнительным со противлением, величина которого нелинейно зависит от деформапии упругих элементов 10. Нелинейность дополнительного гидравлического сопротивления обусловлена тем, что тарелки 11 различных упру5 0761 гих элементов 10 пакета имеют различ ную толщину, .и упругие элементы 10 поочередно выключаются из работы, их клапанные пары поочередно закрываются.

При снятии нагрузки со штока 3 уп- 5 ругие элементы 10 разжимаются, поршень 2 поднимается вверх, вязкая среда из полости 4 через гидравлическое сопротивление 6 перетекает в полость 13, а через обратный клапан 7, который от* крывается, среда поступает в полость 1 2.

Поршень 2 со штоком 3 плавно поднимаются вверх, занимая свое первоначальное положение.

1 щравлическнй буфер обеспечивает высокую степень нелинейности усилия сопротивления от внешней нагрузки, что заметно расширяет его область возможного использования. Гидравлический буфер может использоватъся для ударовиброза- 20 щиты различных объектов. Для ограничения силы удара на различные объекты между неподвижной опорой и ударяющимся объектом устанавливают описанный буфер, который обеспечит. необходимое поглоще- 1$ ние энергии ударов и ограничение ударных воздействий в равной степени для слабых и мощныж ударов. Все это свидетельствует о большей универсальности предлагаемого гидравлического буфера, 30 о более широкой области его возможного использования. Кроме того, устанавливая

52 6 (при сборке) между упругими элементами проставки различной высоты (толщины), можно легко обеспечивать требуемую характеристику буфера, так как при этом достигаются требуемые моменты (величины ходов поршня), при которых происходит выключение из работы упругих элементов, что позволяет обеспечить изменение характеристики сопротивления в широких пределах. Это создает благоприятные уоловия для стандартизации и унификации гидравлических амортизаторов.

Формула изобретения

Гидравлический буфер по авт. св.

М 901683, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения эффективности, буфер снабжен проставками с осевыми каналами, установленными между упругими элементами и образующими попарно между собой и с опорными поверхностями поршня и корпуса нормально открытые запорные клапаны, а тарелки для различных упругих элементов паке га выполнены различной толщины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 901683, кл. F 16 F 9/18, 1980 (прототип) .

976152

Составитель Л. Каплунова

Редактор P. бушика Техред Й.Коштура Корректор И. Ватрушкинь

Заказ 8972/61 Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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