Гидравлический амортизатор

 

ОП ИСАНИЕ изовеетиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски«

Социалкстическик

Республик

<и1983347 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51jNL. Кд.

F 16 F 15/16 (22)Заявлено 03 01.71т (21) 1986257/25-28 с присоединением заявки М

9®удврстеенвым кем«тет

CCCP ав лелем взовретеинй и еткритв» (23)приоритет

Опубли«овано 23. 12.82. Бюллетень М ь7 (53) УДК 621-567. .2(088.8) Дата опубли«оваиия описания 23. 12 .82

Я.С.Тарасов, Б.И.Образков и В.И.давыдов л (72) Авторы изобретения

1 (7l ) Заявитель (54) ГИДРАВЯИЧЕСКИЙ АИОРТИЗАТОР

Изобретение относится к амортизирующим устройствам и может .быть использовано в мощных ударных установках,например копрах для изоляции окружающих конструкций от ударных воздействий.

Известен гидроамортиэатор, содержащий цилиндр с плунжером, промежуточную массу, вывешенную на плунжере гидроцилиндра, упругий элемент и два перепускных клапана для ограниче. ния тормозного давления в полостях гидроцилиндра 513.

Недостатком данного амортиза ора являются погрешности начального положения плунжеров, вызванные изменениями температуры рабочей жидкости и отклонениями давлений начальной зарядки упругих элементов.

Наиболее близким к изобретению 2о по технической сущности и достигае" мому результату является гидравлический амортизатор, содержащий гидроци" .линдр, установленный в нем поршень, 2 упругий элемент, связанный с рабочей полостью цилиндра через отверстия, в одном из которых установлен обратный клапан, и стабилизатор равновесного давления, связанный с рабочей полостью цилиндра через дроссель 1 2 °

Недостатком известного устройства является то, что, в случае использования его для амортизации односторонних ударов, имеют место большие нагрузки на цилиндр при повышенной длительности переходного процесса движения поршня.

Целью изобретения является снижение усилий, передаваемых на цилиндр в ударных установках.

Указанная цель достигается тем, что гидравлический амортизатор, содержащий гидроцилиндр, установленный в нем поршень, упругий элемент, связанный с рабочей полост цилиндра через отверстия, в одном из которых установлен обратный клапан, и стабилизатор равновесного д.3 98334 ления, связанный с рабочей полостью цилиндра через дроссель, снабжен упором,- взаимодействующим с поршнем в исходном положении, и установленными в отверстиях дросселями, обеспечи- g вающими ламинарное течение, один из, которых расположен последовательно .с обратным клапаном и имеет пропускную способность втрое большую про- . пускной способности другого. 30

На чертеже представлена конструктивная схема гидравлического амортизатора односторонних ударов.

Амортизатор содержит промежуточную массу 1, воспринимающую ударный импульс, который она передает на один

„или несколько штоков 2 поршней 3, расположенных в гидроцилиндрах 4, устанавливаемых на полу зданий (не показано) и уравновешивающих промежу- щ точную массу 1 за счет давления жидкости под поршнями 3.

В качестве направляющей для штоков

2 используются втулки 5, торец каждой из которых является упором, с кото- 2S рым взаимодействует соответствующий поршень 3 в крайнем верхнем исходном положении. Рабочие полости цилиндров 4 через расположенные в параллельных отверстиях дроссели 6 и 7, зр обеспечивающие ламинарное течение жидкости, связаны с гидравлической полостью упругих элементов, выполненных в виде гидропневматических аккумуляторов 8.

Последовательно с каждым дросселем

7 установлен обратный клапан 9 для закрытия этого дросселя, в случае перетекания жидкости из гидропневматического аккумулятора 8 в гидро- 40 цилиндр 4, и обеспечения повышенного демпфирования поршней 2 при обратном ходе. Рабочие полости гидроцилиндров 4 связаны также через демфпирующий дроссель 10 с полостью 11 ста;билизатора равновесного давления,, выполненного в виде плунжера 12 с грузом 13, расположенного в корпусе

14. Дроссели 15 предназначены для выравнивания равновесного давления в гидроцилиндрах 4 и связывают .их полости между собой. Дроссели 16 аналогично дросселям 15 связывают газовые полости гидропневматических аккумуллторов 8. Чтобы избежать перетекания жидкости и газа между полостями гидроцилиндров 4 и аккумуляторов

8 проходное сечение дросселей 15 и 16 в десятки раз меньше дросселей 6.

7 4

Гидравлический амортизатор работает следующим образом.

Перед началом работы заряжаются газовые полости гидропневматических аккумуляторов 8 до. давления на 203 ниже равновесного давления в гидроцилиндрам 4, определяемого весом промежуточной массы 1 (величина 203) определяется возможным расширением начального объема воздуха при его о нагреве от 20 до 80 С в процессе работы. Затем в гидроцилиндрах 4 от гидропневматического аккумулятора 8 устанавливается давление на 0,5 кг/см выше равновесного давле." ния с тем, чтобы поршни 3 оказались прижатыми к упорам втулок 5 возможно меньшим усилием. Груз, падая на промежуточную массу 1, приводит ее в движение.

Уравнение этого движения записы; вается

< Х+кх+сх=Р, где Х вЂ” перемещение массы;

K — коэффициент демпфирования;

С вЂ” жесткость упругого элемента;

P - усилие, действующее на массу m.

Если, считая удар импульсным воздействием

Р =Р„К®, где К(й) - функция усилия от времени;

P - максимальное значение

Ф усилия, найти выражение для перемещения х и определить усилие на фундамент

Р = кх + сх, то минимум этого усилия соответствует коэффициенту относительного демпфирования Е = 0,25,.

В общем виде коэффициент.относительного демпфирования

К = гадес

Величина К определяется пропускной способностью дросселей 6 и 7 и равна следующей зависимости р

6ЦР где F - площадь поршня 3;

Q и Р - расход жидкости через дроссель и перепад давления на нем.

5, 833

Коэффициенту относительного демпфирования Я = 0,25 соответствуют проводимости дросселей 6 и 7

aF «q wc

Таким образом, наибольшее усилие на фундамент будет минимальным, если процесс движения промежуточной массы

1 колеба тельный, что приведет к уда ру 1О уступа поршня 2 об упор втулки 5, в случае сохранения коэффициента относительного демпфирования при прямом ходе промежуточной -массы 1 под действием ударного импульса и обратном ее ходе при перемещении поршня к упору втулки 5. Чтобы избежать удара поршня 3 и не затягивать времени возврата промежуточной массы

1 к начальному положению необходимо 20 обеспечить коэффициент относительного = 1, т.е. выбрать пропускную способность ламинарной щели дросселя при возврате

Я

pL =

1 ll rn C т

Конструктивно это достигается использованием двух дросселей 6 и 7, зо обеспечивающих ламинарное течение и установленных параллельно((суммарная пропускная способность их = а + g =, один из кото2F л 2- „ГйГ У

35 рых устанавливается последовательно с обратным клапаном 9(о(э) и закрывается при обратном движении промежуточной массы 1. При этому = А

3 Г-

- (.„= =, т.е. пропускная способ4 ЪйиС ность дросселя 7oLg, .установленного последовательно с обратным клапаном 9, втрое больше другого c(Z = 3C

Ударный импульс сообщает промежуточной массе 1 начальную скорость 45 и приводит в движение поршни 3 со штоками 2, которые вытесняют жидкость из гидроцилиндров 4 в полости упругих элементов через обратный клапан

9 и дроссели 6 и 7. Достигая крайнего50 нижнего положения, поршни 3.под действием жидкости, вытесняемой из упру-. гих элементов, начинают подниматься.

При этом жидкость проходит лишь через дроссели 6, так как обратные клапаны N

9 закрываются при изменении направ47 6 ления потока. В процессе работы жид кость и газ нагреваются, причем неодинаково в разных цилиндрах. Через дроссели 15 и 16 проходит перетекаwe малых объемов жидкости и газа. цаления в цилиндрах выравниваются. ."величение объема жидкости заставляет плунжер 12 подняться, и при соединении проточки плунжера 12 с выточкой слива излишняя жидкость выльется в слив, и равновесное давление не изменится. Во время движения поршней

3 давление в цилиндрах 4 возрастает, однако сечение дросселей 14 и дросселя 10 выбираются настолько малыми, 1 чтобы плунжер 12 перемещался незначи.тельно.

В результате применения предлагаемого изобретения достигается следу" ющий суммарный положительный эффект: минимальное усилие на фундамент, при этом время переходного процесса минимально, и габариты гидроцилиндра наименьшие за счет отсутствия запаса

I длины гидроцилиндра на перерегулирование за начальное положение.

Формула изобретен ия

Гидравлический амортизатор, содержащий гидроцилиндр, установленный в нем поршень, упругий элемент, связанный с рабочей полостью цилиндра через отверстия, в одном из которых установлен обратный клапан, и стабилизатор. равновесного давления, связанный с рабочей полостью цилиндра через дроссель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения усилий на гидроцилиндр в ударных установках, он снабжен упором, взаимодействующим с поршнем в исходном положении, и установленными в отвер. стиях дросселями, .обеспечивающими ламинарное течение, один из которых расположен последовательно с обратным клапаном и имеет пропускную способность, втрое большую пропускной способности другого.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3556269, кл. 188-281, 1971 °

2. Певзнер Я.M. и др. Пневматические и гидравлические подвески .М., Машгиз, 1963, с. 14, фиг.6.

9833ц7 с

Составитель Г. Смирнова

Редактор Г.Ус Техред M.Tenep Корректор N,Ватрушкина

Заказ 9873/40, Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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