RU2268419C1

RU2268419C1 - Hydraulic damper

Info

Publication number: RU2268419C1
Application number: RU2004110861/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский (RU); Евгений Васильевич Сливинский; Ольга Сергеевна Быкова (RU); Ольга Сергеевна Быкова; Наталь Николаевна Парахина (RU); Наталья Николаевна Парахина; Евгений Евгеньевич Зарудский (RU); Евгений Евгеньевич Зарудский
Original assignee: Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2006-01-20
Also published as: RU2004110861A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; motor-car industry; aircraft industry; production of hydraulic dampers for various transport engineering.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to production of hydraulic dampers for various transport engineering and may be used in mechanical engineering, motor-car industry, aircraft industry. The invention consists, that the hydraulic damper contains the working cylinder with the located in it resilient coupling rod and the piston on the butt of which there are the radial ribs and ledges having the grooves bent at the right angle to the coupling rod longitudinal axis. The piston consists of two disks rigidly fixed on the coupling rod. One of the disks - the upper disk has on its butt surface the radial ribs and the ledges having the grooves bent at the right angle to the coupling rod longitudinal axis. The other disk - the lower one is made solid. Between the disks there are movable slide blocks with the slits located in the grooves of the coupling rod and having the external cylindrical generating surfaces similar to the internal diameter of the working cylinder and with the "L"-shaped grooves being on the one side conjugated with the grooves of the upper disk, and on the other side - conjugated with the "T"-shaped through groove made in the coupling rod. The cylindrical generating surfaces of the indicated slide blocks are embraced, at least, by two rings. One of the rings with external metallic surface has the bending stiffness higher, than the bending stiffness of the other non-metallic ring - the internal one. The technical result of the invention is an increased effectiveness of damping capacities of the damper due to its capability to automatically change the resisting forces being in the functional dependence on the speed of the piston movement.

EFFECT: the invention ensures an increased effectiveness of damping capacities of the damper due to its capability to automatically change the resisting forces being in the functional dependence on the speed of the piston movement.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники.The present invention relates to the field of engineering and can be used in the construction of various transport equipment.

Так, например, известны гидравлические гасители колебаний, описанные в книге Дербаремдикер А. Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей - М., Машиностроение, 1969 г., стр. 8, рис. 4. Такой гаситель содержит резервуар, внутри которого подвижно в продольной его плоскости размещены шток с поршнем. Поршень снабжен каналами, в которых расположены перепускные клапаны. Несмотря на свою эффективность работы, такой гаситель обладает рядом недостатков. Во-первых, сложность клапанных устройств, что снижает надежность гасителя в целом; во-вторых, не все детали гасителя участвуют в рассеянии энергии сжатия или растяжения, что снижает эффективность демпфирования динамических нагрузок, возникающих при движении транспортного средства, и, в-третьих, сравнительно высокая стоимость их из-за сложности его конструкции.So, for example, hydraulic dampers are known, described in the book A. Derbaremdiker D. Hydraulic shock absorbers of automobiles - M., Mechanical Engineering, 1969, p. 8, Fig. 4. Such a damper contains a reservoir, inside of which a rod with a piston is placed movably in its longitudinal plane. The piston is provided with channels in which the bypass valves are located. Despite its efficiency, such a damper has a number of disadvantages. Firstly, the complexity of valve devices, which reduces the reliability of the damper as a whole; secondly, not all damper components are involved in the dissipation of compression or tensile energy, which reduces the damping efficiency of dynamic loads that occur during vehicle movement, and thirdly, their relatively high cost due to the complexity of its design.

Известен также гидравлический гаситель колебаний (гидравлический демпфер), конструкция которого описана в А.С. СССР №1084508 от 8.12.83 г. Такой гаситель в сравнении с аналогом имеет менее сложную конструкцию и повышенную эффективность. Однако и он обладает серьезным недостатком, заключающимся в том, что при резком изменении скорости поршня, вызванной случайной динамической нагрузкой, гаситель не способен в автоматическом режиме создавать ответные силы сопротивления и поэтому происходит или его пробой, или остаточная деформация, или же потеря прочности его деталей.Also known is a hydraulic vibration damper (hydraulic damper), the design of which is described in A.S. USSR No. 1084508 of December 8, 83. Such a damper, in comparison with the analogue, has a less complex structure and increased efficiency. However, it also has a serious drawback, namely, that with a sharp change in the piston speed caused by a random dynamic load, the absorber is not able to automatically generate response resistance forces and therefore either breakdown occurs, or permanent deformation, or loss of strength of its parts .

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности демпфирующих способностей гасителя за счет автоматического изменения им сил сопротивления, находящихся в функциональной зависимости от скорости движения поршня.Therefore, the aim of the invention is to increase the damping ability of the absorber due to its automatic change of resistance forces, which are functionally dependent on the speed of the piston.

Поставленная цель достигается тем, что поршень состоит из двух дисков, жестко закрепленных на штоке, один из которых верхний снабжен на своей торцевой поверхности радиальными ребрами и выступами, имеющими изогнутые под прямым углом каналы, а другой нижний выполнен сплошным и между ними подвижно размещены сухари со шлицами, расположенными в пазах штока с внешними цилиндрическими образующими поверхностями, подобными внутреннему диаметру рабочего цилиндра, и с "Г"-образной формы каналами, с одной стороны сопряженными с каналами верхнего диска, а с другой - с "Т"-образной формы каналом, выполненным сквозным в штоке, причем цилиндрические образующие поверхности упомянутых сухарей охвачены, по крайней мере, двумя кольцами, одно из которых внешнее металлическое имеет изгибную жесткость выше, чем у другого неметаллического внутреннего. Продольные оси "Т"-образных сквозных каналов, примыкающих к сухарям со стороны их шлицов, смещены по высоте относительно продольных осей горизонтальных участков "Г"-образной формы каналов, выполненных в последних.This goal is achieved in that the piston consists of two disks rigidly mounted on the rod, one of which the upper one is provided with radial ribs and protrusions on its end surface having channels bent at right angles, and the other lower one is made solid and crackers with splines located in the grooves of the rod with external cylindrical forming surfaces similar to the inner diameter of the working cylinder, and with a "G" -shaped channels, on the one hand mated to the channels of the upper di ska, and on the other, with a "T" -shaped channel made through the rod, the cylindrical generatrix surfaces of the said crackers covered by at least two rings, one of which has an external metallic bending stiffness higher than that of the other non-metallic internal . The longitudinal axis of the "T" -shaped through channels adjacent to the breadcrumbs from the side of their slots are shifted in height relative to the longitudinal axes of the horizontal sections of the "G" -shaped channels made in the latter.

На чертежах фиг.1 показана часть продольного разреза гасителя, на фиг.2 - его сечение по АА, на фиг.3 - его же сечение по ВВ и на фиг.4 - укрупненный вид детали поршня.In the drawings of Fig. 1, a part of a longitudinal section of a damper is shown, in Fig. 2 is its section along AA, in Fig. 3 is its section along BB, and in Fig. 4 is an enlarged view of a piston detail.

Гидравлический гаситель колебаний состоит из рабочего цилиндра 1, в котором подвижно размещен верхний диск 2 и нижний диск 3 жестко при помощи шпонок 4 и 5, закрепленных на упругом штоке 6. Верхний диск 2 снабжен ребрами 7 и выступами 8 с каналами 9, контактирующими с вертикальными каналами 10, переходящими в горизонтальные каналы 11, выполненные в сухарях 12, снабженных шлицами 13, размещенными в радиальных пазах, выполненных на участке 14 штока 6. На участке 15 штока 6 имеются каналы 16 "Т"-образной формы, сопрягаемые с горизонтальными каналами 11 сухарей 12. Между сухарями 12 и рабочим цилиндром 1 установлены металлическое кольцо 17 и неметаллическое кольцо 18. Шток 6 снабжен гайкой 19. Рабочий цилиндр 1 заполнен рабочей жидкостью 20.The hydraulic vibration damper consists of a working cylinder 1, in which the upper disk 2 and the lower disk 3 are rigidly mounted with the help of dowels 4 and 5, mounted on the elastic rod 6. The upper disk 2 is provided with ribs 7 and protrusions 8 with channels 9 in contact with vertical channels 10, turning into horizontal channels 11, made in breadcrumbs 12, provided with slots 13, placed in radial grooves, made on the section 14 of the rod 6. On the section 15 of the rod 6 there are channels 16 "T" -shaped, mating with the horizontal channels 11 crackers 12. Between the crackers 12 and the working cylinder 1, a metal ring 17 and a non-metal ring 18 are installed. The stem 6 is equipped with a nut 19. The working cylinder 1 is filled with a working fluid 20.

Работает гидравлический гаситель колебаний следующим образом. Например, при сжатии гасителя, когда шток 6 поршня, который состоит из верхнего диска 2, нижнего диска 3 и сухарей 12, расположенных между ними, движется по стрелке С (фиг.1), рабочая жидкость 20 поступает в канал 16 участка 15 штока 6 по стрелке Е и в канал 11. При этом за счет того, что "Т"-образные каналы 16 не соосны каналам 11 (см. фиг.1), то движение штока 6 происходит с сопротивлением, так как сечение для прохода рабочей жидкости 20 из канала 16 в канал 11 очень мало. В то же время рабочая жидкость 20 из канала 11 проходит в канал 10 и, истекая из выступов 8, ударяется в ребра 7, что приводит к созданию момента М на штоке 6. Следовательно, энергия хода поршня затрачивается на закрутку штока 6, что и способствует гашению этого рода нагрузки. Если нагрузка на шток 6 возрастет, то давление рабочей жидкости 20 в "Т"-образном канале 16 также поднимется, и тогда под его действием сухари 12 несколько переместятся по стрелкам F и такое их движение создаст радиальные усилия Q (они совпадут с направлением стрелок F), которые упруго сдеформируют неметаллическое кольцо 18 (оно может быть выполнено из резины различной жесткости), а следовательно, и металлическое кольцо 17, прижав его к стенкам рабочего цилиндра 1. Одновременно перемещение сухарей 12 по стрелкам F способствует некоторому перекрытию каналов 9 и 10, и тогда сила сопротивления движению штока 6 по стрелке С еще больше возрастет. В дальнейшем при движении штока 6 в направлении, обратном стрелке С, рабочая жидкость 20 протекает по каналам 9, 10 и 11, при этом под действием упругих сил колец 17 и 18 сухари 12 занимают такое положение, как это показано на фиг.1. Поэтому каналы 11 и 16 пропускают из одного в другой малое количество рабочей жидкости 20, так как оси их не совпадают, и тогда в этой зоне присутствует значительное сопротивление току ее и, следовательно, эффект демпфирования при обратном ходе также присутствует. Вместе с тем, если скорость движения штока 6 в этом направлении возрастет, то возрастет и давление рабочей жидкости 20 за счет взаимодействия ее с наружной поверхностью участка 15 штока 6 и это опять-таки вызовет некоторое перемещение сухарей 12 в направлении стрелок F. Такое их перемещение позволит реализовать силы сопротивления Q, как и в предыдущем случае, что и создаст дополнительные силы сопротивления движению штока 6 в этом направлении. Далее процесс может неоднократно повторяться в широком диапазоне сил, приложенных к штоку 6.The hydraulic vibration damper operates as follows. For example, when the damper is compressed, when the piston rod 6, which consists of the upper disk 2, lower disk 3 and crackers 12 located between them, moves along arrow C (Fig. 1), the working fluid 20 enters the channel 16 of section 15 of the rod 6 along the arrow E and into the channel 11. Moreover, due to the fact that the "T" -shaped channels 16 are not aligned with the channels 11 (see Fig. 1), the movement of the rod 6 occurs with resistance, since the cross section for the passage of the working fluid 20 from channel 16 to channel 11 is very small. At the same time, the working fluid 20 from the channel 11 passes into the channel 10 and, flowing out from the protrusions 8, hits the ribs 7, which leads to the creation of the moment M on the rod 6. Therefore, the piston stroke energy is spent on twisting the rod 6, which contributes to damping this kind of load. If the load on the rod 6 increases, the pressure of the working fluid 20 in the "T" -shaped channel 16 will also rise, and then under its action the crackers 12 will move somewhat along the arrows F and this movement will create radial forces Q (they will coincide with the direction of the arrows F ), which elastically deform the non-metallic ring 18 (it can be made of rubber of various stiffness), and therefore the metal ring 17, pressing it against the walls of the working cylinder 1. At the same time, the movement of the crackers 12 along the arrows F contributes to some overlap analov 9 and 10, and then the resistance force to the movement of the rod 6 along arrow C will increase even more. Further, when the rod 6 moves in the direction opposite to the arrow C, the working fluid 20 flows through the channels 9, 10 and 11, while under the action of the elastic forces of the rings 17 and 18, the crackers 12 occupy the position as shown in Fig. 1. Therefore, the channels 11 and 16 pass from one to another a small amount of the working fluid 20, since their axes do not coincide, and then in this zone there is a significant resistance to its current and, therefore, the damping effect during the reverse stroke is also present. However, if the speed of the rod 6 in this direction increases, then the pressure of the working fluid 20 also increases due to its interaction with the outer surface of the portion 15 of the rod 6 and this again will cause some movement of the crackers 12 in the direction of the arrows F. Such a movement will allow you to realize the resistance forces Q, as in the previous case, which will create additional resistance forces to the movement of the rod 6 in this direction. Further, the process can be repeated several times in a wide range of forces applied to the stem 6.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно направлено на эффективное гашение колебаний движения штока гасителя как при прямом, так и при обратном ходе штока.The technical and economic advantage of the proposed technical solution is obvious, since it is aimed at effectively damping the oscillations of the damper rod both during forward and reverse stroke.

Claims

1. A hydraulic vibration damper comprising a working cylinder with an elastic rod placed therein with a piston, at the end of which there are made radial ribs and protrusions having channels bent at right angles to the longitudinal axis of the rod, characterized in that the piston consists of two disks rigidly fixed on the stem, one of which is the upper one, is provided on its end surface with the said radial ribs and protrusions having channels bent at right angles, and the other lower one is made continuous and a cracker is movably placed between them and with slots located in the grooves of the rod, with external cylindrical forming surfaces similar to the inner diameter of the working cylinder and with a L-shaped channels on the one hand, interfaced with the channels of the upper disk, and on the other with a T-shaped channel made through in the rod, moreover, the cylindrical generatrix surfaces of the said crackers are covered by at least two rings, one of which is an external metal one, having a flexural rigidity higher than that of the other nonmetallic internal one.

2. The hydraulic vibration damper according to claim 1, characterized in that the longitudinal axes of the T-shaped through channels adjacent to the crackers on the side of their slots are shifted in height relative to the longitudinal axes of the horizontal sections of the L-shaped channels made in breadcrumbs.