CN110067829A - 双作用阻尼器活塞杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种双作用阻尼器活塞杆，旨在提供一种能够为阻尼器提供通流能力且在大流量下液压阻尼器限压阀能稳定工作的阻尼器活塞杆，本发明通过下述技术方案予以实现：活塞两侧端部的圆周上等分均布有四个对称分布的阀孔及其装配在所述阀孔中的限压阀，每个限压阀由制有通孔的限压阀座固定在所述阀孔中，并且在活塞两边同侧方向上分别布置的两个对称分布的阀孔，都分别装配有异构限压阀，四个异构限压阀在空间上两两对称相互正交，限压阀芯和限压弹簧都被约束在限压阀座形成的阀孔腔体中做往复运动，每个限压阀芯通过套装的限压弹簧的弹性压力来控制油压的单向流动。本发明解决了液压阻尼器限压阀通流能力不足引起的振动问题。
Description
技术领域
本发明是关于应用于液压阻尼器上的一种集成了限压阀的活塞杆结构。
背景技术
液压阻尼器是一种利用阻尼特性来减缓机械振动及消耗动能的速度敏感性的装置，在机械系统中可有效防止机械系统的共振和冲击，抑制操作者对操纵装置的过快操纵。阻尼器包含的内容较多，如阻尼元件，活塞杆，限压阀，连接杆端，补偿结构等，且组合形式多样，各组合形式有不同的优点，液压阻尼器借助特殊的阀门控制活塞杆移动，正常工况下当活塞杆速度V＜临界速度V0，两阻尼腔产生的压差小，不足以打开限压阀，液压油只能从阻尼小孔流过，形成阻尼力，当发生瞬间冲击载荷时，V增大达到V0，两阻尼腔形成的压差足够大，高压油推动阀芯，使阀芯克服弹簧力开启，两腔沟通实现最高压力控制，从而实现减振、抗振动的目的。为防止液压阻尼器在实现阻尼功能的过程中内腔压力太高而损坏液压阻尼器，在阻尼器中设置限压阀来控制最高压力。液压阻尼器的活塞有两个运动方向，需在两个方向上分别布置限压阀。限压阀是一种压力安全自动阀，其功能是将液压阻尼器内部压力控制在规定的范围内，限压阀的开启压力是由弹簧的弹簧力来控制的。当油压施加在阀芯上的力大于弹簧力时，则阀打开，由活塞分隔成的两个阻尼腔通过打开的限压阀沟通实现泄压，阻尼器内部压力不再上升。限压阀一般由限压阀芯、限压阀座、限压弹簧和调压垫片等零件组成。当前成熟且常用的限压阀布置方法是布置在活塞杆上。传统采用的一个活塞杆布置两个限压阀，一个方向各一个，已不能满足在大流量工况下稳定工作，不可避免会振动。以直升机旋翼液压阻尼器为例，直升机在起飞和飞行过程中，主旋翼桨叶在平衡位置上，可以在旋转平面内前后摆动。此过程中，如桨叶受到气流扰动会发生偏转，由于桨叶连接机构自身阻尼极小，扰动消除后，桨叶将会在平衡位置附近持续摆振，影响飞行安全。为解决该问题，需要人为的在旋翼系统中加入液压阻尼器消耗机构的振动能量，使运动收敛，避免机构出现发散振动，旋翼液压阻尼器在活塞伸出和缩回两个方向均需提供阻尼。国外的旋翼液压阻尼器，如黑鹰阻尼器，它在活塞两个轴向方向上各布置了一个限压阀。黑鹰阻尼器在频率为4.3Hz能够稳定提供阻尼的振幅(活塞运动距离)最大为16mm，能够提供的阻尼力为17000N。如今直升机越来越先进，机动性能要求越来越高，需要液压阻尼器不仅在小幅值(例：3mm)下提供精确阻尼，而且要求液压阻尼器在大振幅(例：16mm)下提供足够大的阻尼力(例：23000N)来抑制桨叶摆振。这就要求液压阻尼器限压阀在大流量条件下能稳定工作。现有技术采用的活塞杆两个方向各一个限压阀(同向单限压阀)的结构，不可避免会振动。已经很难满足现在对液压阻尼器阻尼性能的要求。
发明内容
本发明的任务是针对现有技术存在的不足之处，提供一种能够为阻尼器提供通流能力且在大流量条件下液压阻尼器限压阀能稳定工作，可防止阀体共振，并双作用阻尼器活塞杆，以解决液压阻尼器在高频大振幅工作条件下，内部流量过大而限压阀通流能力不足引起的液压阻尼器振动问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种双作用阻尼器活塞杆，具有一个可在液压阻尼器液压阻尼腔中作直线运动的活塞杆3及其连体在活塞杆体上的活塞，其特征在于：活塞两侧端部的圆周上等分均布有四个对称分布的阀孔及其装配在所述阀孔中的限压阀，每个限压阀由制有通孔的限压阀座固定在所述阀孔中，并且在活塞两边同侧方向上分别布置的两个对称分布的阀孔，都分别装配有异构限压阀，四个异构限压阀在空间上两两对称相互正交，限压阀芯和限压弹簧都被约束在限压阀座形成的阀孔腔体中做往复运动，每个限压阀芯通过套装的限压弹簧的弹性压力来控制油压的单向流动；当活塞两端的工作介质的压力超过设定数值时，活塞一端异构限压阀开启，使阻尼腔4一端的压力降低，当压力达到下限时，异构限压阀关闭，阻尼腔4另一端的压力上升，液压油推动阀芯克服弹簧力控制流动液压油的流通和异构限压阀的开关，如此周而复始调节活塞两边工作介质压力，形成阻尼腔4两边相互补偿的阻尼力。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
本发明在活塞杆上布置了四个限压阀，活塞杆两个轴向的每个方向上各有两个限压阀，结构简单、紧凑、稳定，工作可靠。四个异构限压阀大幅提高了活塞杆限压阀的通流能力，对单个限压阀的通流能力要求降低，结构设计可以更加简单，增加了限压阀工作的可靠性和稳定性。
本发明采用活塞两侧端部的圆周上等分均布四个对称分布的阀孔及其装配在所述阀孔中的限压阀，并且四个双限压异构限压阀在空间上两两对称相互正交，同一方向采用不同限压阀芯结构、重量不同，限压弹簧刚度的两个对称限压阀结构，这种双作用阻尼器活塞杆，可防止两阀固有频率相同发生共振，可解决液压阻尼器在高频大振幅工作条件下，内部流量过大而限压阀通流能力不足引起的液压阻尼器振动问题。
附图说明
图1是本发明双作用阻尼器活塞杆的右视图。
图2是图1的A-A向逆时针旋转90°的剖视图。
图3是图1的B-B向的剖视图。
图4是本发明在液压阻尼器中可选实施例的工作原理示意图。
图中：1筒体杆端，2活塞杆端万向接头，3活塞杆，4阻尼腔，5阻尼小孔，6右开圆头限压锥阀芯，7右开平头限压锥阀芯，8左向圆锥头阀芯，9左向锥平头阀芯，10右向圆头限压弹簧，11右向平头限压弹簧，12左向圆锥限压弹簧，13左向平头限压弹簧，14右向圆头限压阀座，15右向平头限压阀座，16左向圆头盖阀座，17左向平头盖阀座，18第一右开单向限压阀，19第二右开单向限压阀，20第二左开单向限压阀，21第一左开单向限压阀。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实例范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。
具体实施方式
参阅图1-图3。在双作用阻尼器活塞杆的名称释义中，同向是指活塞杆有两个运动方向，每一个运动方向上布置双阀；双限压阀是指活塞杆有两个运动方向，每个方向布置两个限压阀，共四个限压阀。异构是指同向的两个限压阀结构不同，防止因为结构相同而固有频率相同，在工作中容易发生共振，导致工作不稳定。
在以下描述的实施例中，双作用阻尼器活塞杆，具有一个可在液压阻尼器液压阻尼腔中作直线运动的活塞杆3及其连体在活塞杆体上的活塞。活塞两侧端部的圆周上等分均布有四个对称分布的阀孔及其装配在所述阀孔中的限压阀，每个限压阀由制有通孔的限压阀座固定在所述阀孔中，并且在活塞两边同侧方向上分别布置的两个对称分布的阀孔，都分别装配有异构限压阀，四个双限压异构限压阀在空间上两两对称相互正交，限压阀芯和限压弹簧都被约束在限压阀座形成的阀孔腔体中做往复运动，每个限压阀芯通过套装的限压弹簧的弹性压力来控制油压的单向流动；当活塞两端的工作介质的压力超过设定数值时，活塞一端异构限压阀开启，使阻尼腔4一端的压力降低，当压力达到下限时，异构限压阀关闭，阻尼腔4另一端的压力上升，液压油推动阀芯克服弹簧力控制流动液压油的流通和异构限压阀的开关，如此周而复始调节活塞两边工作介质压力，形成阻尼腔4两边相互补偿的阻尼力。
活塞杆3的活塞上固联有第一右开单向限压阀18，第二右开单向限压阀19，第二左开单向限压阀20，第一左开单向限压阀21，第一右开单向限压阀18和第二右开单向限压阀19开启方向相同，分别布置于活塞上下两侧；第二左开单向限压阀20和第一左开单向限压阀21开启方向相同，分别布置于活塞左右两侧。
参阅图2。在活塞右侧端圆周上，关于活塞杆3对称分布的两个异构双限压阀包括一个被约束在左开圆头阀座17形成的阀孔腔体中的左向锥平头阀芯9及其套装其上的左向平头限压弹簧13构成的第一左开单向限压阀21，还包括被约束在左向圆头盖阀座16形成的阀孔腔体中的左向圆锥头阀芯8及其套装其上的左向圆锥限压弹簧12构成的第二左开单向限压阀20。第二左开单向限压阀20和第一左开单向限压阀21开启方向相同，分别布置于活塞左右两侧。
参阅图3。第一右开单向限压阀18和第二右开单向限压阀19是活塞杆3向右运动时工作的两个限压阀。第一右开单向限压阀18由装配在活塞右侧端上的右向圆头限压阀座14、右开圆头限压锥阀芯6和右向圆头限压弹簧10组成，右开圆头限压锥阀芯6在活塞杆3和右向圆头限压阀座14形成的腔体中做往复直线运动。第二右开单向限压阀19由装配在活塞右侧端上的右向平头限压阀座15和右开平头限压锥阀芯7、右向平头限压弹簧11组成。第一右开单向限压阀18和第二右开单向限压阀19开启方向相同，分别布置于活塞上下两侧，是活塞杆3向右运动时工作的两个同向异构限压阀，右开平头限压锥阀芯7在活塞杆3和右向平头限压阀座15形成的腔体中做往复直线运动。当活塞杆向右运动时，右阻尼腔压力达到设定压力时，液压推动右开圆头限压锥阀芯6和右开平头限压锥阀芯7分别压缩右向圆头限压弹簧10和右向平头限压弹簧11，实现限压阀开启，两液压腔沟通，达到控制活塞杆向右运动时内腔最高压力的目的。
参阅图4。在以下可选的实施例中，液压阻尼器通过筒体杆端1和活塞杆端万向接头2与机械系统连接，活塞杆3与活塞杆端万向接头2固联，活塞杆3的活塞将液压阻尼器的阻尼腔4分隔成两腔，当外部机械运动通过活塞杆端万向接头2带动活塞杆3运动时，活塞杆压迫一腔油液使这一腔油液压力升高，与另一腔形成压力差，压力差使油液通过阻尼小孔5进入另一腔，阻尼小孔5使液体分子之间相互挤压、摩擦，从而将机械能转化为热能，实现了液压阻尼器的阻尼作用。为防止液压阻尼器在实现阻尼功能的过程中内腔压力太高而损坏液压阻尼器，需在阻尼器中设置限压阀来控制最高压力。液压阻尼器的活塞杆有两个运动方向，本实施例在活塞杆3两个方向上分别布置了两个不同的限压阀，活塞杆3向右运动时，右腔压力达到设定压力时，第一右开单向限压阀18和第二右开单向限压阀19开启，两腔沟通实现泄压，限制了压力不再上升。活塞杆3向左运动时，左腔压力达到设定压力时，第二左开单向限压阀20和第一左开单向限压阀21开启，两腔沟通实现泄压，限制了压力不再上升。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明中，地面站数量、波束数量、卫星数量等数据，只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书实施例的内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种双作用阻尼器活塞杆，具有一个可在液压阻尼器液压阻尼腔中作直线运动的活塞杆(3)及其连体在活塞杆体上的活塞，其特征在于：活塞两侧端部的圆周上等分均布有四个对称分布的阀孔及其装配在所述阀孔中的限压阀，每个限压阀由制有通孔的限压阀座固定在所述阀孔中，并且在活塞两边同侧方向上分别布置的两个对称分布的阀孔，都分别装配有异构限压阀，四个异构限压阀在空间上两两对称相互正交，限压阀芯和限压弹簧都被约束在限压阀座形成的阀孔腔体中做往复运动，每个限压阀芯通过套装的限压弹簧的弹性压力来控制油压的单向流动；当活塞两端的工作介质的压力超过设定数值时，活塞一端异构限压阀开启，使阻尼腔(4)一端的压力降低，当压力达到下限时，异构限压阀关闭，阻尼腔(4)另一端的压力上升，液压油推动阀芯克服弹簧力控制流动液压油的流通和异构限压阀的开关，如此周而复始调节活塞两边工作介质压力，形成阻尼腔(4)两边相互补偿的阻尼力。
2.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:在活塞右侧端圆周上，关于活塞杆(3)对称分布的两个异构双限压阀包括一个被约束在左开圆头阀座17形成的阀孔腔体中的左向锥平头阀芯(9)及其套装其上的左向平头限压弹簧(13)构成的第一左开单向限压阀(21)，还包括被约束在左向圆头盖阀座(16)形成的阀孔腔体中的左向圆锥头阀芯(8)及其套装其上的左向圆锥限压弹簧(12)构成的第二左开单向限压阀(20)。
3.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:第二左开单向限压阀(20)和第一左开单向限压阀(21)开启方向相同，分别布置于活塞左右两侧。
4.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:第一右开单向限压阀(18)由装配在活塞右侧端上的右向圆头限压阀座(14)、右开圆头限压锥阀芯(6)和右向圆头限压弹簧(10)组成，右开圆头限压锥阀芯(6)在活塞杆(3)和右向圆头限压阀座(14)形成的腔体中做往复直线运动。
5.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:第二右开单向限压阀(19)由装配在活塞右侧端上的右向平头限压阀座(15)、右开平头限压锥阀芯(7)和右向平头限压弹簧(11)组成。
6.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:第一右开单向限压阀(18)和第二右开单向限压阀(19)开启方向相同，分别布置于活塞上下两侧，是活塞杆(3)向右运动时工作的两个同向异构限压阀，右开平头限压锥阀芯(7)在活塞杆(3)和右向平头限压阀座(15)形成的腔体中做往复直线运动。
7.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:当活塞杆向右运动，右阻尼腔压力达到设定压力时，液压推动右开圆头限压锥阀芯(6)和右开平头限压锥阀芯(7)分别压缩右向圆头限压弹簧(10)和右向平头限压弹簧(11)，实现限压阀开启，两液压腔沟通，达到控制活塞杆向右运动时内腔最高压力。
8.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:液压阻尼器通过筒体杆端(1)和活塞杆端万向接头(2)与机械系统连接，活塞杆(3)与活塞杆端万向接头(2)固联。
9.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:活塞杆(3)的活塞将液压阻尼器的阻尼腔(4)分隔成两腔，当外部机械运动通过活塞杆端万向接头(2)带动活塞杆(3)运动时，活塞杆压迫一腔油液使这一腔油液压力升高，与另一腔形成压力差，压力差使油液通过阻尼小孔(5)进入另一腔，阻尼小孔(5)使液体分子之间相互挤压、摩擦，从而将机械能转化为热能，实现了液压阻尼器的阻尼作用。
10.如权利要求1所述的双作用阻尼器活塞杆，其特征在于:在活塞杆(3)两个方向上分别布置了两个不同的限压阀，活塞杆(3)向右运动，右腔压力达到设定压力时，第一右开单向限压阀(18)和第二右开单向限压阀(19)开启，两腔沟通实现泄压，限制了压力不再上升；活塞杆(3)向左运动，左腔压力达到设定压力时，第二左开单向限压阀(20)和第一左开单向限压阀(21)开启，两腔沟通实现泄压，限制了压力不再上升。
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