SU1310543A1 - Гидравлический амортизатор - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  средств защиты объектов от действи  ударных нагрузок и сейсмических колебаний. Цель - обеспечение возможности воспри ти  высокоскоростных нагрузок и посто нства отслеживани  реакции амортизатора в широком диапазоне измен емых нагрузок. Дл  этого полосУЗ 2Q (Л САЭ СП . с

Description

ти корпуса 1, из которых полость А высокого давлени  отделена в нем пе- регородКой 4, а полость Б низкого .давлени  образована плавающим поршнем 6,. св заны между собой зазором мезкду отверстием 5 в перегородке 4 и тарелью 13. Последн   установлена с возможностью осевого перемещени  в отверстии 5 перегородки 4 и их относительное положение зависит от равновесного состо ни  подвижных частей демпферного клапана, включающих проход щую через полость А высокого давлени  иглу 9 и расположенные на ее противоположнь1Х концах тарель 13 и

Изобретение относитс  к машиностроению и касаетс  средств защиты объектов, имеющих ограниченный уровень допустимых механических нагрузок , от действи  интенсивных ударно- вибрационных воздействий и сейсмических колебаний.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение воспри ти  высокоскоростных нагрузок, посто нства отслеживани  реакции амортизатора в широком диапазоне изменени  нагрузок, устранени  эффектов пульсаций давлений в гидравлическом тракте амортизатора,увеличение полноты диаграммы энергопоглощени  и уменьшение габаритов за счет посто нства восстанавливающей силы в клапане амортизатора.

На фиг.1 показана схема гидравлического амортизатора, продольный раз рез; на фиг.2 - схема узла демпфирующего клапана амортизатора; на фиг.З демпфирующа  составл юща  рабочей характеристики амортизатора, реализуемой при работе на раст жение - выдвижении плунжера из исходного положени  .

Амортизатор содержит коаксиально расположенные корпус 1, цилиндр 2, размещенный в последнем с возможностью поступательного перемещени  польй плунжер 3, жестко закрепленную в корпусе 1 перегородку 4 с отверстием 5, образующую с корпусом 1 по10543

дополнительный поршень 12, При этом подпоршнева  полость Г клапана гидравлически св зана с полостью Б низкого давлени  корпуса 1 через осевой канал и радиальное отверстие иглы 9. Зависимость перемещени  тарели 13 только от перепада давлений, площади дополнительного поршн  12 и давлени , действующего на него, обеспечивает стабильность реакции амортизатора. Посто нна  восстанавливающа  сила в клапане амортизатора существенно расшир ет диапазон скоростей воспринимаемых внешних нагрузок. 3 ил.

лость А высокого давлени , и плавающий поршень 6, образующий с перегородкой 4 и корпусом 1 гидравлическую полость Б низкого давлени . В торце 7 корпуса 1 со стороны плунжера 3 размещен демпфирующий клапан, включающий обойму 8, пропущенную через рабочую полость А высокого давлени  и от-. верстие 5 в перегородке 4, иглу 9 с осевым каналом 10 и радиальным отверстием 11, дополнительный поршень 12 и тарель 13, закрепленные на противоположных концах иглы 9. В полом плунере 3 выполнено отверстие 14, соедин ющее его полость В с рабочей полос- тью высокого давлени .

Дополнительный поршень 12 расположен в обойме 8 и его подпоршнева 

полость Г св зана осевым каналом 10 и радиальным отверстием 1 Г иглы 9 с гидравлической полостью Б низкого :: давлени  корпуса 1, а тарель 13 установлена с возможностью осевого перемещени  относительно отверсти  5 в перегородке 4. Демпфирующий клапан снабжен также упругими элементами 15 и 16, регулировочной гайкой 17, шток 18 которой посредством упругого элемента 15 поджат в исходном состо нии амортизатора к дополнительному поршню 12. В полом плунжере 3 с возможностью осевого перемещени  относительно него размещен след щий шток 19,

св занный с амортизируемым объектом

20, На конце след щего штока 19, помещенном в полом плунжере 3, выполнен дроссельный узел, состо щий из перекидной шайбы 21, дроссельного отверсти  22 и канала 23 свободного перетока жидкости. Между плунжером 3 и аккумул тором давлени , состо щим из корпуса 1, плавающего поршн  6, размещенного вокруг цилиндра 2, и упруполости А ограничиваетс . Это обеспечиваетс  тем, что система сил, действующих на подвижные части клапана, находитс  в равновесии, так как давление Р в полости А на площадь, равную разности площадей тарели 13 и иглы 9, уравниваетс  давлением Р, на площадь тарели 13 и площадь поршн  12 соответственно в полост х Б и Г.

гого элемента (пружина или газ) в по- О При увеличении скорости движени  плун- лости 24, образована цилиндрическа  кольцева  полость Д, сообщенна  с рабочей полостью А высокого давлени . Упругий элемент полости 24 подпружинивает плавающий поршень 6 в сторону f5 перегородки 4. Амортизатор снабжен также узлами 25 креплени  к основанию или сооружению.

Гидравлический амортизатор работает следуюш,им образом. 20

При движении след щего штока 19 внутрь полости В рабоча  жидкость через отверстие 14 вытесн етс  в кольцевую полость Д, из которой поступает в рабочую полость А высокого дав- 25 лени  и оттуда через зазор между отверстием 5 и тарелью 13 в гидравлическую полость Б низкого давлени . Увеличение объема полости Б вследстжера 3 возрастает расход жидкости через клапан, за счет чего тарель 13 с поршнем 12 перемещаютс  вниз.

Таким образом, смещение иглы 9 клапана будет ограничивать практически величину перемещени  поршн  12 во втулке 18. Роста демпфирующей ре- акции при этом не происходит. В результате достигаетс  строгое ограничение реакции демпфировани  за счет посто нной восстанавливающей силу, не завис щей от хода клапана, как показано на фиг.З, где участок нелинейной зависимости реализуетс  при перетоке жидкости через посто нную площадь f зазора в отверстии 5 (ЛР меньше расчетного), а горизонтальный участок соответствует переменной площади f после открыти  клапана вие поступлени  в нее жидкости приво-30 смещени  тарели 13 при достижении

дит к перемещению плавающего поршн  6 и обжатию упругого элемента полости 24, например газа. Давление жидкости в полости Б и св зан-ной с ней каналом 10 и отверстием 11 полости Г возрас- 35 тает.

Площади тарели 13 и отверсти  5 выбирают таким образом, чтобы получить требуемый закон демпфирующей рерасчетного перепада давлений. Далее плунжер 3 совершает рабочий ход и перемещаетс  на величину, необходимую дл  воспри ти  внешнего нагружени .

После .уменьшени  внешней нагрузки i скорость о плунжера снижаетс , расход жидкости и перепад давлений йР падает, тарель 13 возвращаетс  в исакции на участке до выхода на ограни-40 положение. Далее под действием чение. При этом зазор может быть равен нулю в случае полного перекрыти  тарелью 13 отверсти  5. Площадь f зазора дл  свободного перетока жидкости из полости А в полость Б зависит от 45 жидкостью. Жидкость поступает

давлени  Р в гидравлической полости Б, создаваемым рабочим упругим элементом полости 24 (жидкостью или газом ) , происходит запитка полостей А

через кольцевой зазор площадью f между отверстием 5 и тарелью 13, в случае исполнени  амортизатора с нулевой площадью зазора - через обратные клаперепада 7 давлений Р, и Рд соответчерез кольцевой зазор площадью f между отверстием 5 и тарелью 13, в случае исполнени  амортизатора с нулевой площадью зазора - через обратные клаственно в полост х А и Б. При равенстве давлений Р, и Р в полости А и Б результирующа  сила давлени  на кла- пан воспринимаетс  пружиной 15 и гай-50 п (не показаны),которые обеспечи-.

кой 17. Ввиду ограниченной площади перетока жидкости в исходном положении перед тарелью 13 давление будет

повышатьс .

внешн   нагрузка, прикладываема  в

При достижении расчетного перепа- направлении возврата плунжера 3, сра- да давлени  игла 9 клапана перемеща- батывает шток 19. При работе амортивают заполнение освобождающихс  в амортизаторе полостей А и Д жидкостью В случае, если при возврате плунжера 3 в исходное положение возрастает

етс  вниз, тарель 13 открывает переток увеличенной площади и давление в

полости А ограничиваетс . Это обеспечиваетс  тем, что система сил, действующих на подвижные части клапана, находитс  в равновесии, так как давление Р в полости А на площадь, равную разности площадей тарели 13 и иглы 9, уравниваетс  давлением Р, на площадь тарели 13 и площадь поршн  12 соответственно в полост х Б и Г.

При увеличении скорости движени  плун-

жера 3 возрастает расход жидкости через клапан, за счет чего тарель 13 с поршнем 12 перемещаютс  вниз.

Таким образом, смещение иглы 9 клапана будет ограничивать практически величину перемещени  поршн  12 во втулке 18. Роста демпфирующей ре- акции при этом не происходит. В результате достигаетс  строгое ограничение реакции демпфировани  за счет посто нной восстанавливающей силу, не завис щей от хода клапана, как показано на фиг.З, где участок нелинейной зависимости реализуетс  при перетоке жидкости через посто нную площадь f зазора в отверстии 5 (ЛР меньше расчетного), а горизонтальный участок соответствует переменной площади f после открыти  клапана расчетного перепада давлений. Далее плунжер 3 совершает рабочий ход и перемещаетс  на величину, необходимую дл  воспри ти  внешнего нагружени .

положение. Далее под действием жидкостью. Жидкость поступает

давлени  Р в гидравлической полости Б, создаваемым рабочим упругим элементом полости 24 (жидкостью или газом ) , происходит запитка полостей А

положение. Далее под действием жидкостью. Жидкость поступает

через кольцевой зазор площадью f между отверстием 5 и тарелью 13, в случае исполнени  амортизатора с нулевой площадью зазора - через обратные клап (не показаны),которые обеспечи-.

п (не показаны),которые обеспечи-.

вают заполнение освобождающихс  в амортизаторе полостей А и Д жидкостью В случае, если при возврате плунжера 3 в исходное положение возрастает

затора на сжатие из исходного положени  (в направлении верх), след щий

51310543

ток 19 входит в полость в плунжера 3, работу амортизатора происходит анаогично указанному выше режиму.

При перетекании жидкости через заор мезкду тарелыо 13 и отверстием 5 перегородке 4 величина смещени  та- ели 13 и иглы 9 зависит только от ерепада давлений дР, площади дополпо ро

Ф

де ко с ме от бо ва ро ко ко вк пу чу ве ка по со по ч об ны ни ди не в ув по пе 35 пу со те ны до

нительного поршн  12 и давлени  Р , действующего на поршень 12. Давление Рр в полости Б при максимальном расходе жидкости через клапан практически не измен етс . Это св зано с тем, что при максимальном расходе смещение плунжера 3 не превышает, как пра вило, 10-15% от максимального, и рос давлени  Р не превосходит .1-1,5% от номинального. Величина перепада давлени  ДР оказываетс  строго ограниченной , так как восстанавливающа  сила, действующа  на тарель 13, не зависит от величины смещени  ее. Соответственно достигаетс  строгое ограничение демпфирующей составл ющей реакции амортизатора.

Посто нна  восстанавливающа  сила в клапане амортизатора существенно расшир ет диапазон скоростей эффективно воспринимаемых внешних нагрузок , а непосредственна  св зь рабо- чих полостей Д и А высокого давлени  позвол ет с высокой стабильностью локализовать рабочие гидравлические сопротивлени  амортизатора в одном узле - демпфирующем клапане. Одновременно обеспечиваетс  устранение колебательных процессов жидкости и внуренних элементов амортизатора и св занных с этим  влением пульсаций дав

лений в гидродинамическом тракте 40 обойме и его подпоршнева  полость св - амортизатора.зана осевым каналом и радиальным отверПрименение гидравлического аморти- стием иглы с гидравлической полостью затора позвол ет решать задачу амор- низкого давлени  корпуса, а тарель тизационной защиты в з слови х качест- установлена с возможностью осевого ве но более высокого уровн  нагрузок 45 перемещени  относительно отверсти  в и вограниченных объемах пространств перегородке.

под размещение амортизирующих устройств и защищаемых объектов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ш

   J5

   30 20

   25

   Гидравлический аморуизатор, содержащий коаксиапьно расположенные корпус, цилиндр и размещенный в нем с возможностью поступательного перемещени  полый плунжер, перегородку с отверстием, образующую с корпусом рабочую полость высокого давлени , плавающий поршень, подпружиненный в сторону перегородки и образующий с ней и корпусом гидравлическую полость низкого давлени ,демпфирующий клапан, включающий установленную в торце корпуса обойму и пропущенную через рабочую полость высокого давлени  и отверстие в перегородке иглу с осевым каналом и радиальным отверстием, а в полом плунжере выполнено отверстие, соедин ющее его полость с рабочей полостью высокого давлени , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  воспри ти  высокоскоростных нагрузок, посто нства отслеживани  реакции амортизатора в широком диапазоне изменени  нагрузок, устранени  динамических эффектов пульсаций в гидравлическом тракте амортизатора, увеличени  полноты диаграммы энергопоглощени  и уменьшени  габаритов, перегородка жестко закреплена на кор- 35 пусе, демпфирующий клапан расположен со стороны плунжера и имеет дополнительный поршень и тарель, закрепленные на противоположных концах иглы, дополнительный поршень расположен в

   77Х

   4

   efrus.2

   РНЛ

   Cffopocfn /j/ruMffeoa

   и

   5

   нл

   Фае.З

   Редактор Э.Слиган

   Составитель Г.Смирнова

   Техред М.Ходанич Корректор А. Т ско

   Заказ 1876/31 Тираж 812Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4