CN107795625B - 一种液压式阻尼缓冲器 - Google Patents

一种液压式阻尼缓冲器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压式阻尼缓冲器，属于缓冲器领域。所述液压式阻尼缓冲器包括：缸筒、第一端盖、第二端盖、阻尼芯轴、阻尼环、活塞和活塞杆，所述第一端盖和所述第二端盖分别安装在所述缸筒的两个端面上，所述第一端盖、所述缸筒和所述第二端盖围成一个用于容置流体介质的腔室，所述活塞与所述缸筒的内壁滑动配合并将所述腔室分成靠近所述第一端盖的第一腔室和靠近所述第二端盖的第二腔室，所述第二端盖上开设有与所述第二腔室连通的蓄能器接口。阻尼芯轴的阻尼段为变截面的圆柱型，阻尼段的直径变化连续平稳，使得采用该结构的液压式阻尼缓冲器对负载的适应性强，可根据负载的变化提供恒定的缓冲力，从而达到对负载的最大吸收效率。

Description

一种液压式阻尼缓冲器
技术领域
本发明涉及缓冲器领域，特别涉及一种液压式阻尼缓冲器。
背景技术
液压式阻尼缓冲器以流体作为工作介质，利用流体流动的粘性阻尼作用，延长冲击载荷的作用时间，并将负载冲击时产生的机械能转化为流体的压力能和热能，从而吸收并转化冲击载荷的能量，进而将运动速度较快的机械部件准确停位，并降低机械部件由冲击引起的振动和噪声，减少机械事故，延长机械部件的使用寿命。因此，液压缓冲器在工程机械、生产设备、港口机械、运动装备等领域都有较广泛的应用。
现有一种液压式阻尼缓冲器，该液压式阻尼缓冲器包括缸筒和安装在缸筒内的活塞杆，在缸筒上沿缓冲行程方向(活塞杆的移动方向)离散分布有多个圆形阻尼孔，缸筒内有液压油，液压油经过阻尼孔后可实现节流缓冲。在实现时，当冲击载荷突然加载至活塞杆时，缸筒内的液压油受到挤压以高速度流经阻尼孔及活塞与缸壁的缝隙，利用液压油的抗压性和粘性作用，实现缓冲的作用。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有的液压式阻尼缓冲器，通过在缸筒上沿缓冲行程方向离散分布有多个圆形阻尼孔，利用阻尼孔在实现缓冲作用时，该液压式阻尼缓冲器由于阻尼孔是间隔设置的，这使得该液压式阻尼缓冲器的阻尼作用是断续的，这使得该液压式阻尼缓冲器的阻尼效果不佳。
发明内容
为了解决现有技术中的液压式阻尼缓冲器的阻尼作用是断续的问题，本发明实施例提供了一种液压式阻尼缓冲器。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种液压式阻尼缓冲器，所述液压式阻尼缓冲器包括：缸筒、第一端盖、第二端盖、阻尼芯轴、阻尼环、活塞和活塞杆，所述第一端盖和所述第二端盖分别安装在所述缸筒的两个端面上，所述第一端盖、所述缸筒和所述第二端盖围成一个用于容置流体介质的腔室，所述活塞与所述缸筒的内壁滑动配合并将所述腔室分成靠近所述第一端盖的第一腔室和靠近所述第二端盖的第二腔室，所述第二端盖上开设有与所述第二腔室连通的蓄能器接口，所述阻尼芯轴包括安装段和阻尼段，所述安装段的第一端与所述阻尼段的第一端连接，所述安装段安装在所述第一端盖上，所述阻尼段布置在所述第一腔室内，所述阻尼段为变截面的圆柱型，所述阻尼段由第一端到第二端依次包括：阻尼一段、阻尼二段和阻尼三段，所述阻尼一段和所述阻尼三段均为圆柱型，且所述阻尼一段的直径小于所述阻尼三段的直径，所述阻尼二段为圆台型，所述阻尼二段的第一端与所述阻尼一段连接，且所述阻尼二段的第一端的直径与所述阻尼一段的直径相同，所述阻尼二段的第二端与所述阻尼三段连接，且所述阻尼二段的第二端的直径与所述阻尼三段的直径相同，所述阻尼段的中心线与所述缸筒的中心线重合，所述活塞上沿所述缸筒的中心线开设有相互连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径，所述活塞上沿所述第二通孔的外壁开设有阻尼孔，所述阻尼孔的一端与所述第一通孔连通，所述阻尼孔的另一端与所述第二腔室连通，所述阻尼环包括外环和供所述阻尼段穿过的内环，所述内环的内径大于所述阻尼段的最大直径，所述外环安装在所述第一通孔上，所述活塞杆位于所述第二腔室，且所述活塞杆的一端安装在所述第二通孔上，所述活塞杆的另一端伸出所述第二端盖，所述活塞杆上开设置有用于容纳所述阻尼段的第三通孔。
具体地，所述阻尼段为圆台型结构，且所述阻尼段的第一端的直径小于所述阻尼段的第二端的直径。
具体地，所述液压式阻尼缓冲器还包括蓄能器，所述蓄能器安装在所述蓄能器接口上。
具体地，所述第一端盖上分别开设有注入孔和排气孔。
具体地，所述安装段的第二端上设置有轴肩，所述轴肩伸出所述第一端盖，且所述轴肩与所述第一端盖之间设置有调节环，所述调节环套设在所述安装段的第二端上。
具体地，所述阻尼孔沿所述活塞的周向均匀布置有多个，且每个所述阻尼孔均为腰圆型。
具体地，所述阻尼段的第二端沿外壁周向设置有倒角。
具体地，所述活塞杆与所述第二通孔通过螺纹连接，所述安装段与所述第一端盖通过螺纹连接。
进一步地，所述第一端盖与所述缸筒之间、所述第二端盖与所述缸筒之间和所述活塞杆与所述第二端盖之间均设置有密封圈。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供的液压式阻尼缓冲器，使负载撞击在活塞上时，活塞杆带动活塞和阻尼环一起向第一腔室的方向挤压，阻尼段逐渐插入活塞杆上的第三通孔内，第一腔室内的流体介质经阻尼环流入第二腔室中，利用小孔节流原理，流体介质流经阻尼孔后在活塞的左右两侧形成压差，从而对活塞产生作用力，经活塞杆传递给负载，完成缓冲功能。阻尼芯轴的阻尼段为变截面的圆柱型，圆柱型的直径变化连续平稳，使得采用该结构的液压式阻尼缓冲器对负载的适应性强，可根据负载的变化提供恒定的缓冲力，从而达到对负载的最大吸收效率。同时，需更换不同形状的阻尼芯轴即可适应不同的负载类型，这使得该液压式阻尼缓冲器适应性强，且结构简单，安装方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的液压式阻尼缓冲器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的阻尼芯轴的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的活塞的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的阻尼环配合阻尼段的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的阻尼孔的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种液压式阻尼缓冲器，如图1所示，该液压式阻尼缓冲器包括：缸筒1、第一端盖2、第二端盖3、阻尼芯轴4、阻尼环5、活塞6和用于承载负载的活塞杆7，第一端盖2和第二端盖3分别安装在缸筒1的两个端面上，第一端盖2、缸筒1和第二端盖3围成一个用于容置流体介质的腔室，活塞6与缸筒1的内壁滑动配合并将腔室分成靠近第一端盖2的第一腔室1a和靠近第二端盖3的第二腔室1b，第二端盖3上开设有与第二腔室1b连通的蓄能器接口8。
图2为阻尼芯轴的结构示意图，结合图1和图2所示，阻尼芯轴4包括安装段4a和阻尼段4b，安装段4a安装在第一端盖2上，安装段4a的第一端与阻尼段4b的第一端连接，阻尼段4b布置在第一腔室1a内，阻尼段4b为变截面的圆柱型，阻尼段4b的中心线与缸筒1的中心线重合，且阻尼段4b由第一端盖2到第二端盖3的方向的截面面积可以逐渐增加，活塞6上沿缸筒1的中心线开设有相互连通的第一通孔6a和第二通孔6b(参见图3)，第一通孔6a的孔径大于第二通孔6b的孔径，活塞6上沿第二通孔6b的轴向开设有阻尼孔6c，阻尼孔6c的一端与第一通孔6a连通，阻尼孔6c的另一端与第二腔室1b连通，阻尼环5包括外环5a和供阻尼段4b穿过的内环5b(参见图4)，内环5b的内径大于阻尼段4b的最大直径，外环5a安装在第一通孔6a上，活塞杆7位于第二腔室1b，且活塞杆7的一端安装在第二通孔6b上，活塞杆7的另一端伸出第二端盖3，活塞杆7上开设置有用于容纳阻尼段4b的第三通孔7a。在本实施例中，腔室内充满流体介质，流体介质可以为液压油。阻尼段4b可以为连续的变截面的圆柱型，且阻尼段4b的外表面为光滑的曲线型。
具体地，阻尼段4b可以为圆台型结构，且阻尼段4b的第一端的直径小于阻尼段4b的第二端的直径。阻尼段4b的直径越大，对应的阻尼系数越大，则对应的缓冲力也越大，当阻尼段4b为圆台型结构时，其提供的缓冲力为均匀减小。在实现时，圆台型结构的阻尼段4b适用于初始接触速度(负载与活塞杆7接触刚接触时的速度)较小，且接触后速度逐渐增大，最终接触速度急剧下降的负载工况。
具体地，如图2所示，阻尼段4b由第一端到第二端依次包括：阻尼一段41b、阻尼二段42b和阻尼三段43b，阻尼一段41b和阻尼三段43b均为圆柱型，且阻尼一段41b的直径小于阻尼三段43b的直径，阻尼二段42b为圆台型，阻尼二段42b的第一端与阻尼一段41b连接，且阻尼二段42b的第一端的直径与阻尼一段41b的直径相同，阻尼二段42b的第二端与阻尼三段43b连接，且阻尼二段42b的第二端的直径与阻尼三段43b的直径相同。当负载撞击在活塞杆7上时，使用者需要缓冲力首先为恒定，然后缓冲力均匀减小，最后缓冲力为恒定。该结构的阻尼段4b适用于初始接触速度较小，接触后速度较平稳(通过阻尼三段43b实现)，在阻尼二段42b速度增大，而在阻尼一段41b速度较平稳的负载工况。
具体地，再次参见图1，该液压式阻尼缓冲器还可以包括蓄能器(图中未示)，蓄能器安装在蓄能器接口8上。在实现时，蓄能器可以为气液式蓄能器。当负载作用在活塞7上时，活塞杆7带动活塞6和阻尼环5一起向第一腔室1a的方向挤压，第一腔室1a内的流体介质经阻尼环5和阻尼孔6c流入第二腔室1b中，该蓄能器用于收纳流入第二腔室1b中的流体介质。
具体地，第一端盖2上分别开设有注入孔10和排气孔11。注入孔10用于注入流体介质，在注入流体介质的过程中，排气孔11用于将腔室内的空气排出，从而保证液压式阻尼缓冲器的阻尼效果。注入孔10和排气孔11上均可以通过螺塞16密封。其中，注入孔10可以与液压泵(图中未示)的出油口连通。
具体地，安装段4a的第二端上设置有轴肩12，轴肩12伸出第一端盖2，且轴肩12与第一端盖2之间设置有调节环13，调节环13套设在安装段4a的第二端上。通过设置不同宽度的调节环13，可以调节阻尼段4b的第二端到阻尼环5的距离，从而控制负载撞击在活塞杆7上时，产生缓冲力的时间。
具体地，如图5所示，阻尼孔6c沿活塞6的周向均匀布置有多个，且每个阻尼孔6c均为腰圆型。腰圆型的阻尼孔6c孔面积较大，使得流体介质能够快速通过阻尼孔6c，从而保证液压式阻尼缓冲器具有良好的缓冲效果。
具体地，如图2所示，阻尼段4b的第二端沿外壁周向设置有倒角4c。该倒角4c有利于阻尼段4b的第二端伸入阻尼孔6c内。
具体地，活塞杆7与第二通孔6b通过螺纹连接，安装段4a与第一端盖2通过螺纹连接。螺纹连接能够快速组装液压式阻尼缓冲器。
进一步地，第一端盖2与缸筒1之间、第二端盖3与缸筒1之间和活塞杆7与第二端盖3之间。在实现时，密封圈14可以为O型密封圈，密封圈14能够有效实现液压式阻尼缓冲器的密封。同时，为了提高液压式阻尼缓冲器的使用寿命，可以在活塞6的外壁上设置耐磨环15。
下面简单介绍一下本发明实施例提供的液压式阻尼缓冲器的工作原理，具体如下：
当负载撞击在活塞7上时，活塞杆7带动活塞6和阻尼环5一起向第一腔室1a的方向挤压，阻尼段4b逐渐插入活塞杆7上的第三通孔7a内，第一腔室1a内的流体介质经阻尼环5流入第二腔室1b中，流体介质流经阻尼孔5后在活塞6的左右两侧形成压差，从而对活塞6产生作用力，经活塞杆7传递给负载，完成缓冲功能。当负载撤去后，活塞6两侧的压力与蓄能器8中气体压力相等，但活塞6两侧压力作用面积不等，第一腔室1a侧的活塞6的作用面积大于第二腔室1b侧的活塞6的作用面积，因此，作用合力向第二腔室1b方向，推动活塞杆7复位。
本发明实施例提供的液压式阻尼缓冲器，使负载撞击在活塞上时，活塞杆带动活塞和阻尼环一起向第一腔室的方向挤压，阻尼段逐渐插入活塞杆上的第三通孔内，第一腔室内的流体介质经阻尼环流入第二腔室中，利用小孔节流原理，流体介质流经阻尼孔后在活塞的左右两侧形成压差，从而对活塞产生作用力，经活塞杆传递给负载，完成缓冲功能。阻尼芯轴的阻尼段为变截面的圆柱型，圆柱型的直径变化连续平稳，使得采用该结构的液压式阻尼缓冲器对负载的适应性强，可根据负载的变化提供恒定的缓冲力，从而达到对负载的最大吸收效率。同时，需更换不同形状的阻尼芯轴即可适应不同的负载类型，这使得该液压式阻尼缓冲器适应性强，且结构简单，安装方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述液压式阻尼缓冲器包括：缸筒、第一端盖、第二端盖、阻尼芯轴、阻尼环、活塞和活塞杆，所述第一端盖和所述第二端盖分别安装在所述缸筒的两个端面上，所述第一端盖、所述缸筒和所述第二端盖围成一个用于容置流体介质的腔室，所述活塞与所述缸筒的内壁滑动配合并将所述腔室分成靠近所述第一端盖的第一腔室和靠近所述第二端盖的第二腔室，所述第二端盖上开设有与所述第二腔室连通的蓄能器接口，所述阻尼芯轴包括安装段和阻尼段，所述安装段的第一端与所述阻尼段的第一端连接，所述安装段安装在所述第一端盖上，所述阻尼段布置在所述第一腔室内，所述阻尼段为变截面的圆柱型，所述阻尼段由第一端到第二端依次包括：阻尼一段、阻尼二段和阻尼三段，所述阻尼一段和所述阻尼三段均为圆柱型，且所述阻尼一段的直径小于所述阻尼三段的直径，所述阻尼二段为圆台型，所述阻尼二段的第一端与所述阻尼一段连接，且所述阻尼二段的第一端的直径与所述阻尼一段的直径相同，所述阻尼二段的第二端与所述阻尼三段连接，且所述阻尼二段的第二端的直径与所述阻尼三段的直径相同，所述阻尼段的中心线与所述缸筒的中心线重合，所述活塞上沿所述缸筒的中心线开设有相互连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的孔径大于所述第二通孔的孔径，所述活塞上沿所述第二通孔的外壁开设有阻尼孔，所述阻尼孔的一端与所述第一通孔连通，所述阻尼孔的另一端与所述第二腔室连通，所述阻尼环包括外环和供所述阻尼段穿过的内环，所述内环的内径大于所述阻尼段的最大直径，所述外环安装在所述第一通孔上，所述活塞杆位于所述第二腔室，且所述活塞杆的一端安装在所述第二通孔上，所述活塞杆的另一端伸出所述第二端盖，所述活塞杆上开设置有用于容纳所述阻尼段的第三通孔。
2.根据权利要求1所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述液压式阻尼缓冲器还包括蓄能器，所述蓄能器安装在所述蓄能器接口上。
3.根据权利要求1所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述第一端盖上分别开设有注入孔和排气孔。
4.根据权利要求1所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述安装段的第二端上设置有轴肩，所述轴肩伸出所述第一端盖，且所述轴肩与所述第一端盖之间设置有调节环，所述调节环套设在所述安装段的第二端上。
5.根据权利要求1所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述阻尼孔沿所述活塞的周向均匀布置有多个，且每个所述阻尼孔均为腰圆型。
6.根据权利要求1所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述阻尼段的第二端沿外壁周向设置有倒角。
7.根据权利要求1所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述活塞杆与所述第二通孔通过螺纹连接，所述安装段与所述第一端盖通过螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的液压式阻尼缓冲器，其特征在于，所述第一端盖与所述缸筒之间、所述第二端盖与所述缸筒之间和所述活塞杆与所述第二端盖之间均设置有密封圈。
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