CN111946767A - 一种复合式变阻尼液压缓冲器及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合式变阻尼液压缓冲器及其应用,包括撞击顶杆、活塞杆、端盖、浮动活塞、缸体、固定套、缓冲活塞、复位弹簧、浮动活塞弹簧、弹性块、步进电机、压力传感器、蜂窝式压溃装置,所述缓冲活塞由电机转轴、密封圈、平键、活塞上端盖、活塞下端盖、推力滚子轴承、阻尼调节转盘、单向阀阀芯、单向阀弹簧、阻尼孔组成,优点是该液压缓冲器阻尼可以根据高压腔的压力大小自动调节节流面积,降低高压腔的压力峰值,通过控制缓冲力的大小,使其缓冲效率大大提高,通过缓冲活塞上的单向阀能够实现快速复位,通过集成机械压溃装置使其能够应对不确定的较大冲击并且保护缓冲器不被冲击破坏。

Description

一种复合式变阻尼液压缓冲器及其应用
技术领域
本发明涉及一种复合式变阻尼液压缓冲器及其应用,属于缓冲器技术领域。
背景技术
液压缓冲器是一种安装在机械设备上的吸能减振装置,在汽车行业、航天航空、矿山机械等领域应用非常广泛,它可以减少设备在受到冲击时所受的冲击力,增加设备的可靠性、安全性和使用寿命。
而现在的液压缓冲器还存在一些不足,比如普通的固定孔式液压缓冲器在受到冲击压力时,因为其内部阻尼孔的数量及节流面积是固定不变的,缓冲力大小随行程在不断变化,导致缓冲效率较低缓冲容量较小,并且在缓冲过程中会出现压力峰值,使缓冲器高压腔的压力急剧升高,降低了缓冲器的缓冲性能,普通液压缓冲器复位时油液通过阻尼孔回液,使其复位速度很慢,无法应对缓冲频率较高的场合,以及普通缓冲器遇到过载的大冲击时会被破坏,所以针对工作时出现压力峰值、缓冲效率较低、无法快速复位、以及冲击过载的情况,亟需进行相关的创新设计。
例如,中国专利文献CN104712701B公开一种多孔可调式多变载荷液压缓冲器,包括底座,内缸、外缸与底座同心刚性连接;内缸周向设有内缸阻尼孔;复位弹簧与活塞和内缸底部连接,活塞杆与活塞连接,活塞外壁上开设有活塞阻尼孔,活塞杆的前端设有调节旋钮,定位销穿过外缸和端盖与活塞杆上的导向槽相配合,通过活塞杆的导向槽对活塞旋转方向定位。优点是可以根据负载的变化曲线,通过内缸壁面开设符合负载的变化规律分布的阻尼孔,活塞沿外壁设有活塞阻尼孔,在缓冲过程中形成与负载曲线一致的阻尼曲线,达到均匀缓冲的目的。并通过活塞杆端面的调节旋钮及导向槽,可调节活塞旋转方向,改变内缸壁面阻尼孔与活塞阻尼孔的配合规律,从而改变缓冲器的阻尼曲线,实现对不同的负载进行缓冲。
中国专利文献CN209800596U公开了一种可调式液压缓冲器,包括外缸体和内缸体,内缸体最上端设置活塞头,且活塞头和内缸体之间设置止回球阀,活塞头上端设置活塞杆,活塞杆上套设轴承,所在轴承安装在外缸体内,且轴承和外缸体之间设置多孔蓄势器,活塞杆穿过外缸体上端密封连接的上封头延伸到外侧,外缸体另一端密封连接下封头,下封头靠内一端穿在内缸体内,且下封头与活塞头之间设置复位弹簧,下封头内还连接转轴,转轴与下封头外侧的调节旋钮连接,转轴另一端通过螺纹孔螺纹连接带调节螺杆的堵头,堵头上大下小,并可穿入下封头靠内一端端部开设的节流孔内,内缸体内注有阻尼油,所述可调式液压缓冲器,可调节阻尼大小,并可将阻尼数值锁定。
以上技术专利能够预先调整阻尼力大小,以适应不同工况,但是无法实现在缓冲过程中阻尼力的调整。本发明可以通过压力传感器、步进电机等组件实现缓冲过程中的阻尼力的调整,使缓冲效率更高。
中国专利文献CN104695791A公开了一种变阻尼系数的液压缓冲器,包括缸体、活塞杆和活塞、浮台、弹簧、销子和端盖,活塞和活塞杆通过螺纹同轴心连接,销子设置在活塞底面上的小孔中,活塞杆上与活塞连接的一端设置有压缩弹簧和浮台,压缩弹簧将浮台和销子压紧在活塞端面上;端盖与活塞杆同轴心并设置在缸体的一端,活塞杆上与活塞连接的一端设置有阻尼孔。该发明能够根据外部载荷的变化,来引起阻尼孔总面积的改变,阻尼系数随之改变,其缓冲效果明显,结构简单、可靠,制造工艺性较好,易于工程应用。
中国专利文献CN105673761A公开了一种多级阻尼节流的液压缓冲器以及液压缓冲方法,多级阻尼节流的液压缓冲器包括:液压缸、前端盖、后端盖、活塞组件和节流杆。优点为:该缓冲器内部所有腔体被液压油和压缩空气所填充,当活塞杆被撞击而受力向下移动时,通过多级阻尼节流提供阻尼力,缓和活塞杆向下移动速度,在行程范围内,所产生的阻尼力与外力相抗衡,一直到完全吸收撞击所产生的能量,无反弹;而当外力撤消后,液压缓冲器能够依靠压缩空气自动复位,不需要额外安装弹簧,从而节约了液压缓冲器整体成本。
以上技术专利可以通过变节流面积或多级阻尼的方式实现缓冲过程中的变阻尼系数,但是其阻尼力的变化都是被动的,取决于其设计的缓冲器的参数,变化的趋势是不可变的。而本发明设有检测装置能够检测缓冲过程中高压腔压力变化,能够实现根据缓冲过程中的动态特性及时的调整节流面积,进而控制阻尼力变化,并且其阻尼力的变化是主动的进行调整,可以大大增高缓冲的效率。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种复合式变阻尼液压缓冲器,本发明能够解决缓冲效率较低、缓冲行程长及无法实现快速复位等问题。
本发明还提供一种复合式变阻尼液压缓冲器的工作方法。
本发明的技术方案如下:
一种复合式变阻尼液压缓冲器,包括缸体、活塞杆、撞击顶杆、步进电机、浮动活塞、缓冲活塞、压力传感器和控制器;
浮动活塞和缓冲活塞置于缸体内,且浮动活塞位于缓冲活塞上方;
活塞杆伸入缸体,且活塞杆贯穿浮动活塞,浮动活塞与缸体顶端之间的活塞杆上安装浮动活塞弹簧;
撞击顶杆和步进电机置于活塞杆内,撞击顶杆顶端与活塞杆顶端连接,步进电机的电机转轴贯穿活塞杆底端后连接缓冲活塞;
缓冲活塞上开设有阻尼孔,且阻尼孔面积可调;
压力传感器安装在缸体上,实时监测缓冲活塞下腔的压力,压力传感器与控制器连接,控制器与步进电机连接。
优选的,所述缸体内底部设置有蜂窝式压溃装置。
优选的,所述撞击顶杆顶端与活塞杆顶端通过螺栓螺母连接。
优选的,所述缸体顶端通过端盖封装,端盖与缸体顶端通过螺栓螺母连接。
优选的,所述端盖与活塞杆顶端之间安装复位弹簧。
优选的,所述压力传感器通过螺纹连接安装在缸体上。
优选的,所述步进电机顶端与撞击顶杆底端之间设置有弹性块。
优选的,所述步进电机与活塞杆内腔之间安装有固定套。
优选的,所述缓冲活塞包括活塞上端盖、活塞下端盖、推力滚子轴承、阻尼调节转盘、单向阀阀芯和单向阀弹簧;
阻尼调节转盘安装在活塞上端盖和活塞下端盖之间,并通过推力滚子轴承与活塞上端盖、活塞下端盖连接;
电机转轴穿过活塞上端盖与阻尼调节转盘连接,活塞上端盖、活塞下端盖及阻尼调节转盘上对应设置有阻尼孔,通过阻尼调节转盘的旋转来调节阻尼孔的面积;
单向阀阀芯和单向阀弹簧安装在活塞上端盖和活塞下端盖之间。
优选的,所述活塞上端盖和活塞下端盖通过螺栓螺母连接。
优选的,所述阻尼孔的数量为六个,六个阻尼孔均匀布置在同一圆周上。
优选的,所述电机转轴通过平键与阻尼调节转盘连接。
优选的,所述电机转轴与活塞上端盖之间安装有密封圈。
优选的,所述缸体的内腔壁设有一梯肩,浮动活塞位于梯肩上部的大腔,缓冲活塞位于梯肩下部的小腔。
优选的,所述缸体上开设有出线孔。
一种复合式变阻尼液压缓冲器的工作方法,包括以下步骤:
(1)撞击顶杆受到外部冲击时,活塞杆带着缓冲活塞一同下降,复位弹簧被压缩;
(2)在缓冲活塞下降过程中,压力传感器实时监测缓冲活塞下方的下腔压力,并将下腔压力值传输给控制器;
(3)控制器判断下腔压力值与预设值的大小,并控制步进电机作业,使步进电机带动阻尼调节转盘旋转,进而调节阻尼孔的通流面积;
(4)在缓冲活塞下腔的液压油流向缓冲活塞上腔的过程中,单向阀在液压油压力作用下顶住阀孔,液压油只流经阻尼孔,浮动活塞用来补偿缓冲时缓冲活塞上下腔的体积差;
(5)当冲击能量大于缓冲器设计的缓冲容量时,缓冲活塞到达最大行程无法继续吸能时,剩余冲击能量由蜂窝式压溃装置吸收;
(6)缓冲结束后,在复位弹簧作用下,活塞杆连同缓冲活塞上移,此时缓冲活塞上腔压力作用在单向阀上,使单向阀弹簧压缩,液压油从缓冲活塞上腔快速流向缓冲活塞下腔,实现快速复位。
本发明的有益效果在于:
1.本发明液压缓冲器通过压力传感器实时监测高压腔(缓冲活塞下腔)的压力,并通过控制器来调节缓冲活塞阻尼孔的通流面积,从而使高压腔压力处在一个合理范围内,有效提高缓冲效率和缓冲容量。
2.本发明液压缓冲器,在缸体内底部设置压溃装置,若受到较大外部冲击,液压缓冲不能将能量完全吸收时,压溃装置会被压溃变形吸收剩余能量,防止缓冲器破坏。
3.本发明液压缓冲器,在缓冲活塞内单独设置了单向阀阀芯和单向阀弹簧,缓冲结束后可通过单向阀大流量回液实现快速复位,从而能快速应对下一次冲击。
4.本发明液压缓冲器,在缸体内还设置了浮动活塞,可以有效补偿缓冲时缓冲活塞上下腔的体积差,使高压腔具有更高的缓冲效率和吸能效果。
附图说明
图1为本发明液压缓冲器剖面示意图;
图2为本发明中缓冲活塞局部放大示意图;
图3为本发明液压缓冲器外观示意图;
图中:1、撞击顶杆,2、出线孔,3、活塞杆,4、端盖,5、浮动活塞,6、缸体,7、固定套,8、缓冲活塞,9、控制器,10、螺栓螺母,11、复位弹簧,12、浮动活塞弹簧,13、弹性块,14、步进电机,15、蜂窝式压溃装置,16、压力传感器,81、电机转轴,82、密封圈,83、平键,84、活塞上端盖,85、活塞下端盖,86、推力滚子轴承,87、阻尼调节转盘,88、单向阀阀芯,89、单向阀弹簧,810、阻尼孔。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1:
如图1-3所示,本实施例提供一种复合式变阻尼液压缓冲器,包括缸体6、活塞杆3、撞击顶杆1、步进电机14、浮动活塞5、缓冲活塞8、压力传感器16和控制器9;
浮动活塞5和缓冲活塞8置于缸体6内,且浮动活塞5位于缓冲活塞8上方;
活塞杆3伸入缸体6,且活塞杆3贯穿浮动活塞5,浮动活塞5与缸体顶端之间的活塞杆上安装浮动活塞弹簧12;
撞击顶杆1和步进电机14置于活塞杆3内,撞击顶杆顶端与活塞杆顶端连接,步进电机14的电机转轴81贯穿活塞杆底端后连接缓冲活塞8;
缓冲活塞8上开设有阻尼孔810,且阻尼孔面积可调;
压力传感器16安装在缸体6上,实时监测缓冲活塞下腔的压力,压力传感器16与控制器9连接,控制器9与步进电机14连接。
具体地,撞击顶杆顶端与活塞杆顶端通过三个螺栓螺母10连接,三个螺栓螺母均匀布置。
缸体顶端通过端盖4封装,端盖4与缸体顶端通过三个螺栓螺母连接,三个螺栓螺母均匀布置,缸体底端为一体式封闭结构,并有外沿台,用于安装控制器9。
端盖4与活塞杆顶端之间安装复位弹簧11,缓冲结束后,可实现活塞杆3和缓冲活塞8的快速复位。
压力传感器16通过螺纹连接安装在缸体6上,压力传感器16输出端跟控制器9输入端相连接,控制器9输出端与步进电机14相连接,压力传感器16实时监测缓冲活塞下腔(高压腔)的压力值,并传输给控制器9。
步进电机14顶端与撞击顶杆1底端之间设置有弹性块13,通过压缩弹性块13对步进电机14进行轴向固定,并且弹性块13可以起到缓冲保护步进电机14作用。步进电机14与活塞杆3内腔之间安装有固定套7,固定套7对步进电机14进行周向固定,固定套7内圈跟步进电机14外型相似呈矩形,外圈跟活塞杆3内部过盈配合。步进电机14通过缸体上开设的出线孔2与外部控制器9连接。
缸体6的内腔壁设有一梯肩,浮动活塞5位于梯肩上部的大腔,缓冲活塞8位于梯肩下部的小腔,浮动活塞5只能在大腔内上下移动,起到补偿缓冲活塞上下腔的体积差的作用。
缓冲活塞8包括活塞上端盖84、活塞下端盖85、推力滚子轴承86、阻尼调节转盘87、单向阀阀芯88和单向阀弹簧89;阻尼调节转盘87安装在活塞上端盖84和活塞下端盖85之间,并通过推力滚子轴承86与活塞上端盖84、活塞下端盖85连接;电机转轴81穿过活塞上端盖84与阻尼调节转盘87连接,活塞上端盖84、活塞下端盖85及阻尼调节转盘87上对应设置有阻尼孔810,通过阻尼调节转盘87的旋转来调节阻尼孔810的面积;单向阀阀芯88和单向阀弹簧89安装在活塞上端盖84和活塞下端盖85之间。
活塞上端盖84和活塞下端盖85通过螺栓螺母连接,推力滚子轴承86分别安装在活塞上端盖84和活塞下端盖85的沟槽中,活塞上端盖84、阻尼调节转盘87、活塞下端盖85三者通过两个推力滚子轴承86使阻尼调节转盘87能够在活塞上端盖84、活塞下端盖85之间转动。
其中,阻尼孔810的数量为六个,六个阻尼孔均匀布置在同一圆周上。活塞上端盖84、活塞下端盖85分别开有6个阻尼孔且开口位置相对应,直径相等,阻尼调节转盘87上也相应开有6个阻尼孔,直径跟活塞上端盖、活塞下端盖上的阻尼孔直径相等。
电机转轴81通过平键83与阻尼调节转盘87连接,通过阻尼调节转盘87的旋转来调节活塞上端盖和活塞下端盖的阻尼孔面积。电机转轴81与活塞上端盖84之间安装有密封圈82,起到密封作用。
缸体6内底部设置有蜂窝式压溃装置15,用于吸收液压缓冲没有完全吸收的剩余能量,保护缓冲器。
本实施例技术方案工作原理:在控制器9中预设一压力值,此压力值为应用工况下缓冲效率最高时的压力值,当撞击顶杆1受到冲击时,活塞杆3受压往下运动,缓冲活塞8往下运动,下腔体积变小压力升高,压力作用在单向阀阀芯88下端使单向阀阀芯88顶住阀孔,油液只能通过缓冲活塞8上的阻尼孔810流向缓冲活塞8上腔,油液流过阻尼孔810时耗散能量,由于缓冲活塞8上下两侧的面积不相等,所以上腔安装了一个浮动活塞5来补偿缓冲时的体积差。
缓冲过程中,压力传感器16实时监测缓冲活塞下部高压腔的压力,并将压力信号传递到控制器9中,控制器9将输入的压力信号跟预设的压力信号比较,若此时下腔压力低于预设压力值则控制器9发出控制信号控制步进电机14转动,进而带动阻尼调节转盘87转动减小阻尼调节转盘87遮盖的阻尼孔810的面积,控制高压腔的压力提高至预设值,若下腔压力高于预设值时控制器发出控制信号控制步进电机14转动,进而带动阻尼调节转盘87转动来增大被阻尼调节转盘87遮盖的阻尼孔810的面积,降低高压腔的压力,通过上述操作控制高压腔压力处在合理范围,提高缓冲效率。
设计的蜂窝式压溃装置15的结构强度小于缓冲器的结构强度,并且使其压溃的冲击能量大于液压缓冲动作的能量,所以当冲击能量大大超过设计的缓冲容量时,液压缓冲会先进行缓冲吸收一部分能量,当缓冲活塞8到达最大行程后液压缓冲无法继续进行缓冲,剩余能量由蜂窝式压溃装置15吸收,此时缓冲活塞8会跟蜂窝式压溃装置15接触,蜂窝式压溃装置15受力后压溃变形将剩余的能量吸收掉,防止缓冲器被冲击破坏,提高缓冲器寿命。
缓冲结束后,复位弹簧11被压缩,缓冲结束后在复位弹簧11的作用下缓冲活塞8上移,上腔压力作用在单向阀阀芯88上使单向阀弹簧89压缩,油液从单向阀中快速流回下腔,实现快速复位。
该液压缓冲器可以根据下腔压力的大小自动调节节流面积,降低高压腔的压力峰值,控制缓冲力的大小,使其缓冲效率大大提高,提高了缓冲的缓冲性能,通过缓冲活塞上的单向阀可以实现缓冲器大流量回液,实现缓冲器的快速复位,并且缸体内部集成安装有蜂窝式压溃装置,可以应对不确定的较大冲击能量,保护缓冲器不被冲击破坏,提高缓冲器的使用寿命。
实施例2:
一种复合式变阻尼液压缓冲器的工作方法,利用实施例1所述的液压缓冲器,包括以下步骤:
(1)撞击顶杆1受到外部冲击时,活塞杆3带着缓冲活塞8一同下降,复位弹簧11被压缩蓄能;
(2)在缓冲活塞8下降过程中,缓冲活塞下腔的液压油被压缩,油压升高,压力传感器16实时监测缓冲活塞下方的下腔压力,并将下腔压力值传输给控制器9;
(3)控制器9判断下腔压力值与预设值的大小,并控制步进电机14作业,使步进电机14带动阻尼调节转盘87旋转,调节阻尼孔810的通流面积;
具体地,当下腔压力低于预设压力值则控制器9发出控制信号控制步进电机14转动,进而带动阻尼调节转盘87转动减小阻尼调节转盘87遮盖的阻尼孔810的面积,控制高压腔的压力提高至预设值,当下腔压力高于预设值时控制器发出控制信号控制步进电机14转动,进而带动阻尼调节转盘87转动来增大被阻尼调节转盘87遮盖的阻尼孔810的面积,降低高压腔的压力,通过上述操作控制高压腔压力处在合理范围提高缓冲效率。
(4)在缓冲活塞下腔的液压油流向缓冲活塞上腔的过程中,单向阀在液压油压力作用下顶住阀孔,液压油只经过阻尼孔810,浮动活塞5用来补偿缓冲时缓冲活塞上下腔的体积差;
(5)当冲击能量大于缓冲器设计的缓冲容量时,缓冲活塞8到达最大行程无法继续吸能时,缓冲活塞运行到最底部与压溃装置15接触,压溃装置15变形,剩余冲击能量由蜂窝式压溃装置15吸收;
(6)缓冲结束后,在复位弹簧11作用下,活塞杆3连同缓冲活塞8上移复位,此时缓冲活塞上腔油液压力作用在单向阀上,使单向阀弹簧89压缩,液压油从缓冲活塞上腔快速流向缓冲活塞下腔,实现快速复位,以应对下一次冲击。
本实施例技术方案,缓冲器受到冲击时,缓冲腔的压力时刻在变化,并且影响缓冲效率的关键就是高压腔的压力,通过实时检测高压腔的压力,进而控制节流面积变化,能够有效提高缓冲效率和缓冲容量,若遇到大冲击,液压缓冲不能将能量完全吸收,蜂窝式压溃装置会被压溃变形吸收剩余能量,防止缓冲器破坏,缓冲结束后通过单向阀大流量回液实现快速复位。

Claims (10)

1.一种复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,包括缸体、活塞杆、撞击顶杆、步进电机、浮动活塞、缓冲活塞、压力传感器和控制器;
浮动活塞和缓冲活塞置于缸体内,且浮动活塞位于缓冲活塞上方;
活塞杆伸入缸体,且活塞杆贯穿浮动活塞,浮动活塞与缸体顶端之间的活塞杆上安装浮动活塞弹簧;
撞击顶杆和步进电机置于活塞杆内,撞击顶杆顶端与活塞杆顶端连接,步进电机的电机转轴贯穿活塞杆底端后连接缓冲活塞;
缓冲活塞上开设有阻尼孔,且阻尼孔面积可调;
压力传感器安装在缸体上,实时监测缓冲活塞下腔的压力,压力传感器与控制器连接,控制器与步进电机连接。
2.如权利要求1所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述缸体内底部设置有蜂窝式压溃装置。
3.如权利要求1所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述缸体顶端通过端盖封装,端盖与缸体顶端通过螺栓螺母连接。
4.如权利要求3所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述端盖与活塞杆顶端之间安装复位弹簧。
5.如权利要求1所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述步进电机顶端与撞击顶杆底端之间设置有弹性块。
6.如权利要求1所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述缓冲活塞包括活塞上端盖、活塞下端盖、推力滚子轴承、阻尼调节转盘、单向阀阀芯和单向阀弹簧;
阻尼调节转盘安装在活塞上端盖和活塞下端盖之间,并通过推力滚子轴承与活塞上端盖、活塞下端盖连接;
电机转轴穿过活塞上端盖与阻尼调节转盘连接,活塞上端盖、活塞下端盖及阻尼调节转盘上对应设置有阻尼孔,通过阻尼调节转盘的旋转来调节阻尼孔的面积;
单向阀阀芯和单向阀弹簧安装在活塞上端盖和活塞下端盖之间。
7.如权利要求6所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述阻尼孔的数量为六个,六个阻尼孔均匀布置在同一圆周上。
8.如权利要求6所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述电机转轴通过平键与阻尼调节转盘连接。
9.如权利要求6所述的复合式变阻尼液压缓冲器,其特征在于,所述电机转轴与活塞上端盖之间安装有密封圈。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的复合式变阻尼液压缓冲器的工作方法,包括以下步骤:
(1)撞击顶杆受到外部冲击时,活塞杆带着缓冲活塞一同下降,复位弹簧被压缩;
(2)在缓冲活塞下降过程中,压力传感器实时监测缓冲活塞下方的下腔压力,并将下腔压力值传输给控制器;
(3)控制器判断下腔压力值与预设值的大小,并控制步进电机作业,使步进电机带动阻尼调节转盘旋转,进而调节阻尼孔的通流面积;
(4)在缓冲活塞下腔的液压油流向缓冲活塞上腔的过程中,单向阀在液压油压力作用下顶住阀孔,液压油只流经阻尼孔,浮动活塞用来补偿缓冲时缓冲活塞上下腔的体积差;
(5)当冲击能量大于缓冲器设计的缓冲容量时,缓冲活塞到达最大行程无法继续吸能时,剩余冲击能量由蜂窝式压溃装置吸收;
(6)缓冲结束后,在复位弹簧作用下,活塞杆连同缓冲活塞上移,此时缓冲活塞上腔压力作用在单向阀上,使单向阀弹簧压缩,液压油从缓冲活塞上腔快速流向缓冲活塞下腔,实现快速复位。
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111644593A (zh) * 2020-06-30 2020-09-11 辽宁天海津城装备制造有限公司 一种降低压射冲击的压射缓冲装置
CN112747073A (zh) * 2020-12-10 2021-05-04 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 一种智能液压缓冲器及缓冲方法
CN113124090A (zh) * 2021-04-26 2021-07-16 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种基于泡沫铝压溃的传动设备冲击隔振器
CN113186800A (zh) * 2021-04-25 2021-07-30 中建七局第四建筑有限公司 一种斜拉桥主梁阻尼控制系统
CN113334739A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 烟台工程职业技术学院(烟台市技师学院) 一种一步实现塑料档案盒冲切与冲压的装置
CN113606277A (zh) * 2021-05-25 2021-11-05 上海应用技术大学 基于液压调节系统的车辆电流变液减震器
CN114151493A (zh) * 2021-11-03 2022-03-08 浙江强脑科技有限公司 一种肌电假肢液压阻尼器及其控制方法、肌电假肢
CN114394039A (zh) * 2021-12-22 2022-04-26 南京理工大学 一种军用车辆座椅自适应缓冲隔断装置及使用方法
WO2022179006A1 (zh) * 2021-02-23 2022-09-01 山东科技大学 一种复合式抗冲击装置及其应用
WO2022213561A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 华南理工大学 自适应减震的非线性弹簧-可变阻尼系统和移动平台系统
TWI800169B (zh) * 2021-12-17 2023-04-21 油順精密股份有限公司 以轉動缸體來調整內部壓力的阻尼器
TWI800170B (zh) * 2021-12-17 2023-04-21 油順精密股份有限公司 可調內部壓力的阻尼器
CN116336029A (zh) * 2023-05-29 2023-06-27 华侨大学 一种缓冲电动缸控制系统
CN117536946A (zh) * 2023-12-29 2024-02-09 浙江路得坦摩汽车部件股份有限公司 一种具有缓冲功能的阻尼线性变化油压缸

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1126808A (zh) * 1995-01-09 1996-07-17 蒋东生 双向调节车辆悬挂系统刚度装置——避震减振器
US20020108825A1 (en) * 2001-02-12 2002-08-15 Delphi Technologies, Inc. Piston and rod assembly for air-actuated variable damping
KR20080022927A (ko) * 2006-09-08 2008-03-12 주식회사 만도 내압 가변식 쇽업소버
CN201133440Y (zh) * 2007-11-30 2008-10-15 北京金自天和缓冲技术有限公司 一种弹性胶体缓冲器
CN104595408A (zh) * 2015-01-30 2015-05-06 柳州市同进汽车零部件制造有限公司 汽车避震装置
CN105626739A (zh) * 2014-10-27 2016-06-01 蒋磊 多级阻尼避震方法
CN106641074A (zh) * 2017-03-01 2017-05-10 山东科技大学 一种智能反馈式变节流缓冲系统及其缓冲方法
CN109798319A (zh) * 2019-02-28 2019-05-24 常州市雷美特液压机械有限公司 阻尼式活塞杆
CN110273961A (zh) * 2019-05-22 2019-09-24 武汉船用机械有限责任公司 阻尼活塞及阻尼器
CN111322345A (zh) * 2020-02-05 2020-06-23 山东科技大学 一种新型抗冲击装置及其工作方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1126808A (zh) * 1995-01-09 1996-07-17 蒋东生 双向调节车辆悬挂系统刚度装置——避震减振器
US20020108825A1 (en) * 2001-02-12 2002-08-15 Delphi Technologies, Inc. Piston and rod assembly for air-actuated variable damping
KR20080022927A (ko) * 2006-09-08 2008-03-12 주식회사 만도 내압 가변식 쇽업소버
CN201133440Y (zh) * 2007-11-30 2008-10-15 北京金自天和缓冲技术有限公司 一种弹性胶体缓冲器
CN105626739A (zh) * 2014-10-27 2016-06-01 蒋磊 多级阻尼避震方法
CN104595408A (zh) * 2015-01-30 2015-05-06 柳州市同进汽车零部件制造有限公司 汽车避震装置
CN106641074A (zh) * 2017-03-01 2017-05-10 山东科技大学 一种智能反馈式变节流缓冲系统及其缓冲方法
CN109798319A (zh) * 2019-02-28 2019-05-24 常州市雷美特液压机械有限公司 阻尼式活塞杆
CN110273961A (zh) * 2019-05-22 2019-09-24 武汉船用机械有限责任公司 阻尼活塞及阻尼器
CN111322345A (zh) * 2020-02-05 2020-06-23 山东科技大学 一种新型抗冲击装置及其工作方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111644593A (zh) * 2020-06-30 2020-09-11 辽宁天海津城装备制造有限公司 一种降低压射冲击的压射缓冲装置
CN112747073A (zh) * 2020-12-10 2021-05-04 中国计量大学上虞高等研究院有限公司 一种智能液压缓冲器及缓冲方法
WO2022179006A1 (zh) * 2021-02-23 2022-09-01 山东科技大学 一种复合式抗冲击装置及其应用
JP7477212B2 (ja) 2021-02-23 2024-05-01 山東科技大学 複合式耐衝撃装置及びその適用
GB2614631A (en) * 2021-02-23 2023-07-12 Univ Shandong Science & Tech Composite impact resistance apparatus and applications thereof
JP2023521935A (ja) * 2021-02-23 2023-05-25 山東科技大学 複合式耐衝撃装置及びその適用
WO2022213561A1 (zh) * 2021-04-07 2022-10-13 华南理工大学 自适应减震的非线性弹簧-可变阻尼系统和移动平台系统
CN113186800A (zh) * 2021-04-25 2021-07-30 中建七局第四建筑有限公司 一种斜拉桥主梁阻尼控制系统
CN113124090A (zh) * 2021-04-26 2021-07-16 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种基于泡沫铝压溃的传动设备冲击隔振器
CN113606277A (zh) * 2021-05-25 2021-11-05 上海应用技术大学 基于液压调节系统的车辆电流变液减震器
CN113334739A (zh) * 2021-06-07 2021-09-03 烟台工程职业技术学院(烟台市技师学院) 一种一步实现塑料档案盒冲切与冲压的装置
CN113334739B (zh) * 2021-06-07 2022-07-26 烟台工程职业技术学院(烟台市技师学院) 一种一步实现塑料档案盒冲切与冲压的装置
CN114151493A (zh) * 2021-11-03 2022-03-08 浙江强脑科技有限公司 一种肌电假肢液压阻尼器及其控制方法、肌电假肢
TWI800169B (zh) * 2021-12-17 2023-04-21 油順精密股份有限公司 以轉動缸體來調整內部壓力的阻尼器
TWI800170B (zh) * 2021-12-17 2023-04-21 油順精密股份有限公司 可調內部壓力的阻尼器
CN114394039A (zh) * 2021-12-22 2022-04-26 南京理工大学 一种军用车辆座椅自适应缓冲隔断装置及使用方法
CN114394039B (zh) * 2021-12-22 2024-02-13 南京理工大学 一种军用车辆座椅自适应缓冲隔断装置及使用方法
CN116336029A (zh) * 2023-05-29 2023-06-27 华侨大学 一种缓冲电动缸控制系统
CN116336029B (zh) * 2023-05-29 2023-08-08 华侨大学 一种缓冲电动缸控制系统
CN117536946A (zh) * 2023-12-29 2024-02-09 浙江路得坦摩汽车部件股份有限公司 一种具有缓冲功能的阻尼线性变化油压缸
CN117536946B (zh) * 2023-12-29 2024-04-30 浙江路得坦摩汽车部件股份有限公司 一种具有缓冲功能的阻尼线性变化油压缸

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