RU2301363C1

RU2301363C1 - Hydraulic damper

Info

Publication number: RU2301363C1
Application number: RU2005138644/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский (RU); Евгений Васильевич Сливинский; Дмитрий Николаевич Климов (RU); Дмитрий Николаевич Климов
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: hydraulic damper contains cylinder with hollow rod and piston provided with L-shaped channels. Piston is rigidly secured on hollow rod. Two semispherical diaphragms are installed in overpiston zone inside hollow rod, one of which is solid and the other is provided with axial through hole. Spherical solid of revolution is installed for movement in space between diaphragms. Said spherical solid of revolution has round flay in horizontal equatorial area and vertical axial through channel. Channels tilted to longitudinal axis of symmetry are made in walls of hollow rod in space between diaphragms.

EFFECT: simplified design, improved efficiency of operation of hydraulic damper.

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.

Известен гидравлический демпфер по А.с. СССР №1084508 от 08.12.1983 г. Такой демпфер состоит из цилиндра, в котором размещен подвижно поршень со штоком. В поршне выполнены вертикальные каналы, переходящие на его поверхности в горизонтальные и примыкающие к радиально расположенным ребрам, жестко закрепленным на поверхности поршня. Такая конструкция демпфера позволяет создавать крутящий момент на штоке, возникающий от потока движущейся жидкости при его рабочем ходе, что обеспечивает поглощение части механической энергии и тем самым использовать его в эксплуатации более эффективно. Существенным недостатком такого демпфера является то, что закрутка штока происходит только при рабочем ходе, а при отдаче достичь этого невозможно. Поэтому конструкция такого демпфера не позволяет подобрать рациональные параметры усилий при прямом и обратном ходе штока.Known hydraulic damper by A.S. USSR No. 1084508 dated 12/08/1983. Such a damper consists of a cylinder in which a piston with a rod is movably placed. Vertical channels are made in the piston, passing on its surface into horizontal ones and adjacent to radially located ribs rigidly fixed to the piston surface. This design of the damper allows you to create torque on the rod, arising from the flow of a moving fluid during its working stroke, which ensures the absorption of part of the mechanical energy and thereby use it in operation more efficiently. A significant drawback of such a damper is that the swirling of the rod occurs only during the working stroke, and this is impossible to achieve with the recoil. Therefore, the design of such a damper does not allow one to choose rational parameters of forces with forward and reverse stroke.

Известна также конструкция гидравлического демпфера, описанного в патенте RU 2230241 от 10.06.04 г., у которого второй торец поршня, также как и первый, снабжен радиальными ребрами и выступами с изогнутыми под прямым углом к оси поршня каналами, но направленными в противоположную сторону к имеющимся на первом торце поршня, а сам поршень состоит из двух частей, каждая из которых закреплена на раздельных штоках, установленных подвижно друг в друге, и один из них пустотелый. Несмотря на свою эффективность работы такой демпфер также обладает существенным недостатком, характеризующим его сложность конструкции.Also known is the design of the hydraulic damper described in patent RU 2230241 of June 10, 04, in which the second end face of the piston, like the first, is equipped with radial ribs and protrusions with channels bent at right angles to the axis of the piston, but directed in the opposite direction to available on the first end of the piston, and the piston itself consists of two parts, each of which is mounted on separate rods mounted movably in each other, and one of them is hollow. Despite its operational efficiency, such a damper also has a significant drawback characterizing its design complexity.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы демпфера.Therefore, the aim of the invention is to simplify the design and increase the efficiency of the damper.

Поставленная цель достигается тем, что обе части поршня жестко закреплены на полом штоке, а в его надпоршневой зоне внутри установлены две полусферической формы диафрагмы, одна из которых сплошная, а другая имеет осевое сквозное отверстие, и в пространстве между ними подвижно размещено сферическое тело качения, снабженное в своей горизонтальной экваториальной области круговой лыской и вертикальным осевым сквозным каналом, причем в стенках упомянутого пустотелого штока, также в пространстве между диафрагмами, выполнены наклонные к продольной оси его симметрии каналы, одни продольные, оси которых направлены в сторону верхней части цилиндра, а другие нижней. Наклонные каналы штока выполнены конусными и у нижних меньшие их диаметры расположены на внешней его образующей, а у верхних - на внутренней.This goal is achieved by the fact that both parts of the piston are rigidly fixed on the hollow rod, and two hemispherical diaphragms are installed inside its piston area, one of which is solid and the other has an axial through hole, and a spherical rolling body is movably placed in the space between them, equipped in its horizontal equatorial region with a circular flatness and a vertical axial through channel, moreover, inclined to the walls are made in the walls of the said hollow rod, also in the space between the diaphragms the longitudinal axis of its symmetry are channels, some longitudinal, the axes of which are directed towards the upper part of the cylinder, and others lower. Inclined rod channels are made conical and lower ones have smaller diameters located on its outer generatrix, and at the upper ones - on the inside.

На фиг.1 показана часть гидравлического демпфера с продольным разрезом, на фиг.2 - его сечение по А-А, на фиг.3 и 4 показано укрупненное сечение полого штока с расположенными в нем деталями.Figure 1 shows a part of a hydraulic damper with a longitudinal section, figure 2 - its section along aa, figure 3 and 4 shows an enlarged section of a hollow rod with parts located in it.

Гидравлический демпфер состоит из цилиндра 1 с установленным в нем поршнем 2 и полым штоком 3. Поршень 2 снабжен радиальными ребрами 4 и примыкающими к ним с зазором выступами 5. Выступы 5 снабжены горизонтальными каналами 6, переходящими в вертикальные каналы 7. Полый шток 3 связан с поршнем 2 шпонкой 8 и фиксирован гайкой 9. В полом штоке 3 жестко закреплены диафрагмы 10 и 11, а последняя снабжена сквозным отверстием 12. В пространстве между диафрагмами 10 и 11 подвижно в вертикальной плоскости полого штока 3 размещено сферическое тело качения 13, снабженное круговой лыской 14 и вертикальным осевым сквозным каналом 15, а в стенках полого штока 3 выполнены верхние конусные каналы 16 и нижние конусные каналы 17. Цилиндр 1 заполнен рабочей жидкостью 18.The hydraulic damper consists of a cylinder 1 with a piston 2 and a hollow rod 3 installed in it. The piston 2 is provided with radial ribs 4 and protrusions adjacent to them with a gap 5. The protrusions 5 are provided with horizontal channels 6, turning into vertical channels 7. The hollow rod 3 is connected with a piston 2 with a key 8 and fixed by a nut 9. In the hollow rod 3, the diaphragms 10 and 11 are rigidly fixed, and the latter is equipped with a through hole 12. In the space between the diaphragms 10 and 11, a spherical rolling body 13 is movably placed in the vertical plane of the hollow rod 3, provided a circular flat 14 and a vertical axial through channel 15, and in the walls of the hollow rod 3 made of the upper conical channels 16 and lower conical channels 17. The cylinder 1 is filled with a working fluid 18.

Работает гидравлический демпфер следующим образом. В статике, когда, например, транспортное средство, в котором используются гидравлические демпферы, их детали находятся в таком положении, как это показано на фиг.1. При движении транспортного средства (на чертежах оно не показано) поршень 2 совместно с полым штоком 3 совершает рабочий ход по стрелке В (см. фиг.1), при этом находящаяся в подпоршневой полости рабочая жидкость 18 поступает по стрелке С в горизонтальные каналы 6 выступов 5, проходит через вертикальные каналы 7 и контактирует с радиальными ребрами 4, создавая крутящий момент М_кр на полом штоке, который закручивается на определенный угол, поглощая поступательную энергию хода поршня 2. Обратный ход поршня 2 происходит так же с сопротивлением, но при этом рабочая жидкость протекает по каналам 6 и 7 в противоположном направлении стрелке С. В случае же резкого возникновения динамической нагрузки при рабочем ходе поршня 2 (см. фиг.4), когда его скорость V_PX мгновенно возрастает, рабочая жидкость 18 получает движение по стрелке D в полой полости штока 3, проходит через сквозное отверстие 12, выполненное в диафрагме 11, и перемещает с некоторым сопротивлением сферическое тело качения 13 в направлении стрелки Е (за счет наличия круговой лыски 14, выполненной на сферическом теле качения 13, например, по 4-му квалитету образующей с внутренней поверхностью полого штока 3 поступательную кинематическую пару высокой точности сопряжения) до тех пор, пока оно не упрется в диафрагму 10. После этого рабочая жидкость 18 уже не сможет протекать по вертикальному осевому сквозному каналу 15 и поэтому поступит по стрелкам F в нижние конусные каналы 17, истекая из них с значительной скоростью и создавая сопротивление движению поршня 2 по стрелке В (следует отметить, что скорость истекания рабочей жидкости 18 из каналов 17 возрастает за счет того, что на выходе каналы 17 имеют диаметр отверстия меньший, чем на входе. Более того, на чертежах это не показано, но количество каналов 17 может быть различным, исходя из габаритов и области применения гидравлического демпфера). Чем выше скорость V_PX движения поршня 2 при рабочем ходе, тем выше будет демпфирующая способность гидравлического демпфера. В то же время в верхние конусные каналы 16 рабочая жидкость попасть не может, так как они прикрыты сферическим телом качения 13. При обратном ходе поршня 2, то есть отдаче демпфера, последний вместе с полым штоком 3 будет перемещаться в направлении, обратном стрелке В со скоростью движения V_OX (см. фиг.3), и тогда под действием тока рабочей жидкости 18 по стрелке К сферическое тело качения 13 переместится по стрелке L и последняя поступит в его вертикальный осевой сквозной канал 15 так же по стрелке К и будет транспортироваться в дальнейшем по полому штоку 3 в подпоршневую полость демпфера, так же демпфируя этот вид динамического нагружения. В дальнейшем описанные процессы могут повторяться неоднократно.The hydraulic damper operates as follows. In statics, when, for example, a vehicle in which hydraulic dampers are used, their parts are in the same position as shown in FIG. When the vehicle is moving (it is not shown in the drawings), the piston 2 together with the hollow rod 3 makes a working stroke in the direction of arrow B (see Fig. 1), while the working fluid 18 located in the sub-piston cavity enters the horizontal channels 6 of the protrusions 5, passes through the vertical channels 7, and in contact with radial ribs 4 to create a torque M _cr on a hollow rod which is twisted by a certain angle, energy absorbing translational stroke of the piston 2. Retraction of the piston 2 takes place with the same resistance, but etc. This hydraulic fluid flows through the channels 6 and 7 in the opposite direction of arrow C. In the case of a sudden occurrence of dynamic loads during working stroke of the piston 2 (see FIG. 4) when the speed V _PX instantaneously increases, the working fluid 18 receives the movement according to arrow D in the hollow cavity of the rod 3, passes through the through hole 12, made in the diaphragm 11, and moves with some resistance the spherical rolling body 13 in the direction of arrow E (due to the presence of a circular flat 14 made on the spherical rolling body 13, for example, 4 -quality forming a translational kinematic pair of high precision mating with the inner surface of the hollow rod 3) until it abuts against the diaphragm 10. After this, the working fluid 18 can no longer flow along the vertical axial through channel 15 and therefore will follow the arrows F into the lower conical channels 17, flowing out of them at a considerable speed and creating resistance to the movement of the piston 2 along arrow B (it should be noted that the flow rate of the working fluid 18 from the channels 17 increases due to the fact that the output to Nala holes 17 have a smaller diameter than the inlet. Moreover, this is not shown in the drawings, but the number of channels 17 may be different, based on the dimensions and scope of the hydraulic damper). The higher the speed V _{PX of the} movement of the piston 2 during the stroke, the higher will be the damping ability of the hydraulic damper. At the same time, the working fluid cannot get into the upper conical channels 16, since they are covered by a spherical rolling body 13. When the piston 2 moves back, that is, the damper recovers, the latter together with the hollow rod 3 will move in the direction opposite to the arrow B with the speed of movement V _OX (see figure 3), and then under the action of the flow of working fluid 18 along arrow K, the spherical rolling body 13 moves along arrow L and the latter enters its vertical axial through channel 15 along arrow K and will be transported to further along the hollow w 3 in the eye of the subpiston cavity damper, also this type of dampening the dynamic loading. In the future, the described processes can be repeated repeatedly.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так оно более просто по конструкции и в то же время позволяет эффективно демпфировать динамические составляющие нагрузок, возникающие в условиях эксплуатации различных транспортных средств.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, as it is more simple in design and at the same time it allows efficiently damping the dynamic components of the loads that arise during the operation of various vehicles.

Claims

1. A hydraulic damper comprising a cylinder with a hollow rod and a piston provided with L-shaped channels, characterized in that the piston is rigidly fixed to the hollow rod, and two hemispherical diaphragms are installed inside the hollow rod, one of which is solid, and the other has an axial through hole, and in the space between them a spherical rolling body is movably placed, equipped in its horizontal equatorial region with a circular flat and a vertical axial through channel, and in the walls logo rod in the space between the diaphragms are made inclined to the longitudinal axis of symmetry of its channels.

2. The hydraulic damper according to claim 1, characterized in that the inclined channels in the walls of the hollow rod are made conical and at the lower their diameters are located on its outer generatrix, and on the upper - on the inside.