RU2165550C2

RU2165550C2 - Hydraulic damper

Info

Publication number: RU2165550C2
Application number: RU99106750A
Authority: RU
Inventors: В.И. Чернышев; Н.С. Яхович; А.В. Климов
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2001-04-20

Abstract

FIELD: vibration protection systems of road-building machines. SUBSTANCE: hydraulic damper has reservoir, cylinder with two radial holes positioned in reservoir, rod with piston arranged in cylinder, two valves designed to pass liquid from above- and under-piston spaces of cylinder to reservoir. Damper also has hydraulic channel connecting the above- and under-piston spaces and throttling member built in hydraulic channel and made as spring-loaded tapered valve with bushing which adjusts tightening of tapered valve spring. Travel of tapered valve is limited by calibrated screw. The invention makes it possible to enhance damping efficiency due to adjustment of its value depending on operating conditions. EFFECT: higher efficiency. 4 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к устройствам виброзащитной техники. Область применения - в системах виброзащиты дорожно-строительных машин. The claimed invention relates to devices for vibration protection technology. A scope - in systems of vibration protection of road-building machines.

Известен гидравлический демпфер [1], содержащий цилиндр, расположенный в нем шток с закрепленным на нем поршнем, гидравлический канал, соединяющий над- и подпоршневые полости цилиндра, дросселирующий элемент и два клапана, один из которых расположен в торцевой части цилиндра. Known hydraulic damper [1], containing a cylinder, a rod located in it with a piston fixed on it, a hydraulic channel connecting the over- and sub-piston cavities of the cylinder, a throttling element and two valves, one of which is located in the end of the cylinder.

Данная конструкция гидравлического демпфера не позволяет осуществлять регулировку демпфирования. Кроме того, включение и выключение демпфирования происходит соответственно на прямом и обратном ходе поршня, и, поэтому изменение диссипативной силы во времени не является оптимальной - при обратном ходе поршня активная составляющая диссипативной силы как компенсационное воздействие не реализуется. This hydraulic damper design does not allow damping adjustment. In addition, damping is turned on and off, respectively, on the forward and reverse piston stroke, and, therefore, the change in the dissipative force in time is not optimal - during the reverse stroke of the piston, the active component of the dissipative force is not realized as a compensation effect.

Известен гидравлический демпфер [2], содержащий резервуар с установочным элементом, предназначенным для крепления на основании, расположенный в резервуаре цилиндр, установленный в цилиндре и предназначенный для связи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем, выполненные в средней части цилиндра радиальные отверстия, поочередно перекрываемые поршнем, два клапана, предназначенных для пропускания жидкости из над- и подпоршневой полостей цилиндра в резервуар, и дросселирующий элемент, посредством которого сообщены над- и подпоршневая полости цилиндра с получением при этом ступенчатой характеристики диссипативной силы. Known hydraulic damper [2], containing a tank with a mounting element designed for mounting on the base, a cylinder located in the tank, mounted in the cylinder and designed to communicate with the object rod with a piston mounted on it, radial holes made in the middle of the cylinder, alternately overlapped a piston, two valves designed to pass fluid from the over- and sub-piston cavities of the cylinder into the tank, and a throttling element through which the over- and sub-piston communicates the cavity of the cylinder while obtaining a stepwise characteristic of the dissipative force.

Поскольку дросселирующий элемент встроен в поршень, то (как и для аналога) невозможно оперативно регулировать демпфирование при изменении условий работы. Since the throttle element is integrated into the piston, it is impossible (as for the analogue) to quickly control damping when changing operating conditions.

Все это ухудшает динамические свойства гидравлического демпфера как устройства виброзащитной техники. All this worsens the dynamic properties of the hydraulic damper as a device for vibration protection technology.

Цель изобретения - повышение эффективности демпфирования за счет обеспечения регулировки ее величины в зависимости от условий работы. The purpose of the invention is to increase the damping efficiency by ensuring the adjustment of its value depending on the operating conditions.

Указанная цель достигается тем, что гидравлический демпфер, содержащий резервуар с установочным элементом, предназначенным для крепления на основании, расположенный в резервуаре цилиндр, установленный в цилиндре и предназначенный для связи с объектом шток с закрепленным на нем поршнем, выполненные в средней части цилиндра радиальные отверстия, поочередно перекрываемые поршнем, два клапана, предназначенных для пропускания жидкости из над- и подпоршневой полостей цилиндра в резервуар, и дросселирующий элемент, посредством которого сообщены над- и подпоршневая полости цилиндра с получением при этом ступенчатой характеристики диссипативной силы, дополнительно снабжен гидравлическим каналом, в который встроен дросселирующий элемент, выполненный в виде подпружиненного конусного клапана со втулкой, регулирующей поджатие пружины конусного клапана, ход которого ограничен градуированным винтом. This goal is achieved by the fact that the hydraulic damper, comprising a reservoir with a mounting element designed for mounting on a base, a cylinder located in the reservoir, mounted in the cylinder and designed to communicate with the object, a rod with a piston fixed on it, radial openings made in the middle of the cylinder, alternately overlapped by the piston, two valves designed to pass fluid from the above- and sub-piston cavities of the cylinder into the tank, and a throttling element, by means of which scheny supra- and subpiston chamber of the cylinder to obtain at the same speed characteristics dissipative force, further provided with a hydraulic channel, in which is integrated a throttling element configured as a spring-loaded valve cone to the sleeve, the conical spring preload regulating valve stroke of which is limited graded screw.

На фиг. 1 изображен общий вид гидравлического демпфера; на фиг. 2 изображен дросселлирующий элемент; на фиг. 3 показана установка гидравлического демпфера в системе виброзащиты; на фиг. 4 представлены графики перемещений и скоростей объекта и основания, а также осциллограмма диссипативной силы. In FIG. 1 shows a general view of a hydraulic damper; in FIG. 2 shows a cross-linking element; in FIG. 3 shows the installation of a hydraulic damper in a vibration protection system; in FIG. Figure 4 shows the graphs of the displacements and velocities of the object and the base, as well as the oscillogram of the dissipative force.

Гидравлический демпфер содержит резервуар 1, расположенный в резервуаре цилиндр 2, установленный в цилиндре 2 шток 3, закрепленный на штоке 3 поршень 4, делящий цилиндр 2 на над- и подпоршневую полости, два радиальных отверстия 5 и 6, выполненных в средней части цилиндра 2, два клапана 7 и 8, гидравлический канал 9, соединяющей над- и подпоршневую полости и встроенный в гидравлический канал 9 дросселирующий элемент 10. The hydraulic damper comprises a reservoir 1, a cylinder 2 located in the reservoir, a rod 3 mounted in the cylinder 2, a piston 4 mounted on the rod 3, dividing the cylinder 2 into the supra- and sub-piston cavities, two radial holes 5 and 6, made in the middle part of the cylinder 2, two valves 7 and 8, a hydraulic channel 9 connecting the over- and sub-piston cavities and a throttling element 10 integrated into the hydraulic channel 9.

Дросселирующий элемент 10 выполнен в виде конусного клапана 11, поджатого пружиной 12. Поджатие пружины 12 регулируется втулкой 13. Ход конусного клапана 11 ограничивается градуированным винтом 14. The throttling element 10 is made in the form of a cone valve 11, preloaded by the spring 12. The compression of the spring 12 is regulated by the sleeve 13. The stroke of the cone valve 11 is limited by a graduated screw 14.

Клапаны 7 и 8 имеют отверстия 15 и 16, перекрываемые подпружиненными шариками 17 и 18. Valves 7 and 8 have holes 15 and 16, overlapped by spring-loaded balls 17 and 18.

Гидравлический демпфер посредством проушин 19 и 20 соединяется, соответственно, с объектом 21 и основанием 22, между которыми установлены упругие элементы 23. The hydraulic damper through the eyes 19 and 20 is connected, respectively, with the object 21 and the base 22, between which are installed elastic elements 23.

В положении статического равновесия поршень 4 находится в средней части цилиндра 2 между радиальными отверстиями 5 и 6. Соответствующее положение объекта 21 и основания 22 определяется точками a, b, c, d на графиках перемещений. In the state of static equilibrium, the piston 4 is located in the middle of the cylinder 2 between the radial holes 5 and 6. The corresponding position of the object 21 and the base 22 is determined by points a, b, c, d on the movement graphs.

В начале промежутка a-b - от a до ζ₁ объект 21 и основание 22 сближаются друг с другом (x'-y' < 0). При этом поршень 4 перемещается от средней части цилиндра 2 вниз. Давление в подпоршневой полости возрастает и жидкость через отверстие 16 в клапане 8, отжимая шарик 18, поступает в резервуар 1 и далее через отверстия 5 и 6 в надпоршневую полость. Поскольку основной объем жидкости свободно выдавливается через клапан 8, то дросселирующий элемент 10 выключен из работы и диссипативная сила равна нулю (участок 0-1 на осциллограмме).At the beginning of the interval ab - from a to ζ _{1, the} object 21 and the base 22 approach each other (x'-y '<0). When this piston 4 is moved from the middle of the cylinder 2 down. The pressure in the sub-piston cavity increases and the liquid through the hole 16 in the valve 8, squeezing the ball 18, enters the tank 1 and then through the holes 5 and 6 into the supra-piston cavity. Since the bulk of the liquid is freely extruded through valve 8, the throttling element 10 is turned off and the dissipative force is zero (plot 0-1 on the waveform).

В конце промежутка a-b - от ζ₁ до b объект 21 и основание 22 удаляются друг от друга (x'-y' > 0). При этом поршень 4 начинает перемещаться вверх к средней части цилиндра 2. Давление в надпоршневой полости и резервуаре 1 возрастает и клапан 8 закрыт (шарик 18 перекрывает отверстие 16). Жидкость из надпоршневой полости выдавливается в подпоршневую полость только через конусный клапан 11 дросселирующего элемента 10, т.е. он включен в работу и развиваемая при этом диссипативная сила уменьшает скорость x' объекта 21.At the end of the gap ab, from ζ ₁ to b, the object 21 and the base 22 are removed from each other (x'-y '> 0). In this case, the piston 4 begins to move upward to the middle part of the cylinder 2. The pressure in the supra-piston cavity and the reservoir 1 increases and the valve 8 is closed (ball 18 closes the hole 16). The liquid from the supra-piston cavity is squeezed into the sub-piston cavity only through the cone valve 11 of the throttle element 10, i.e. it is included in the work and the dissipative force developed in this case reduces the speed x 'of the object 21.

В начале промежутка b-c - от b до ζ₂, поршень 4 продолжает перемещаться вверх (x'-y' > 0) от средней части цилиндра 2, и жидкость через отверстие 15 в клапане 7, отжимая шарик 17, поступает в резервуар 1 и далее через отверстия 5 и 6 в подпоршневую полость. Поскольку основной объем жидкости свободно выдавливается через клапан 8, то дросселирующий элемент 10 выключен из работы и диссипативная сила равна нулю (участки 3-4, 4-5 на осциллограмме).At the beginning of the interval bc - from b to ζ ₂ , the piston 4 continues to move up (x'-y '> 0) from the middle part of the cylinder 2, and the liquid through the hole 15 in the valve 7, squeezing the ball 17, enters the tank 1 and then through holes 5 and 6 into the piston cavity. Since the bulk of the fluid is freely extruded through valve 8, the throttling element 10 is turned off and the dissipative force is zero (sections 3-4, 4-5 on the waveform).

В конце промежутка b-c - от ζ₂ до c поршень 4 начинает перемещаться вниз к средней части цилиндра 2 (x'-y' < 0). Давление в подпоршневой полости и резервуаре 1 возрастает и клапан 7 закрыт (шарик 17 перекрывает отверстие 15). Жидкость из подпоршневой полости выдавливается в надпоршневую полость только через конусный клапан 11 дросселирующего элемента 10, т.е. он включен в работу и развиваемая при этом диссипативная сила уменьшает скорость x' объекта 21 (участки 5-6, 6-7 на осциллограмме).At the end of the interval bc - from ζ ₂ to c, the piston 4 begins to move down to the middle part of the cylinder 2 (x'-y '<0). The pressure in the piston cavity and the reservoir 1 increases and the valve 7 is closed (ball 17 closes the hole 15). The fluid from the subpiston cavity is squeezed into the supra-piston cavity only through the cone valve 11 of the throttle element 10, i.e. it is included in the work and the dissipative force developed in this case reduces the speed x 'of the object 21 (sections 5-6, 6-7 on the oscillogram).

При дальнейшем движении объекта 21 и основания 22 от точки c к d, и далее, описанная последовательность работы гидравлического демпфера повторяется. With further movement of the object 21 and the base 22 from point c to d, and further, the described sequence of the hydraulic damper is repeated.

При включенном в работу дросселлирующем элементе - в промежутках ζ₁-b,ζ₂-c и т.д., ступенчатая характеристика на осциллограмме диссипативной силы обеспечивается за счет предварительного поджатия пружины 12 (участки 1-2, 5-6 на осциллограмме). Форма кривой участка 2-3 и 6-7 осциллограммы обуславливается величиной зазора Δ между конусным клапаном 11 и градуированным винтом 14, а также жесткостью пружины 12.When the throttling element is turned on, in the intervals ζ ₁ -b, ζ ₂ -c, etc., a stepwise characteristic on the oscillogram of the dissipative force is ensured by preliminary preloading of the spring 12 (sections 1-2, 5-6 on the oscillogram). The shape of the curve of the section 2-3 and 6-7 of the waveform is determined by the size of the gap Δ between the cone valve 11 and the graduated screw 14, as well as the stiffness of the spring 12.

Выполнение дросселирующего элемента 10 в виде конусного клапана 11, поджатого пружиной 12, ход которого ограничивает градуированный винт 14, позволяет обеспечить заданную ступенчатую характеристику диссипативной силы. The implementation of the throttling element 10 in the form of a cone valve 11, pressed by a spring 12, the stroke of which limits the graduated screw 14, allows you to provide a given stepped characteristic of the dissipative force.

Размещение дросселирующего элемента 10 в гидравлическом канале 9 позволяет осуществлять регулировку величины диссипативной силы в зависимости от условий работы. Placing the throttling element 10 in the hydraulic channel 9 allows you to adjust the magnitude of the dissipative force depending on the operating conditions.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 511446, кл. F 16 F 5/00, 1975.Sources of information
1. USSR author's certificate N 511446, cl. F 16 F 5/00, 1975.

2. Патент РФ N 2002983, кл. F 16 F 9/48, 1993 - прототип. 2. RF patent N 2002983, cl. F 16 F 9/48, 1993 - prototype.

Claims

A hydraulic damper comprising a reservoir with a mounting element designed to be mounted on a base, a cylinder located in the reservoir, mounted in the cylinder and designed to communicate with a piston rod fixed to it, openings made in the middle of the cylinder, alternately overlapped by the piston, two valves, designed to pass fluid from the above- and piston cavities of the cylinder into the reservoir, and a throttling element, through which the above- and piston cavities of the cylinder are communicated with obtaining m with a stepwise characteristic of dissipative force, characterized in that it is provided with a hydraulic channel into which said throttling element is built, made in the form of a spring-loaded cone valve with a sleeve that regulates the compression of the cone valve spring, the stroke of which is limited by a graduated screw.