Гидравлический амортизатор
Предлагаемое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах для гашения колебаний в любых отраслях народного хозяйства, в частности в гидравлических амортизаторах. Технической задачей предлагаемого технического решения является повышение срока службы ударных амортизаторов и их упрощение конструкции Указанная техническая задача достигается тем, что в боковой стенке рабочего цилиндра по ее длине выполнено несколько дросселлирующих отверстий, в полости между корпусом и рабочим цилиндром установлен упругий компенсатор с разрезом по всей длине, а уплотнение поршня рабочего цилиндра выполнено в виде разрезных металлических колец. Использование предлагаемого технического решения позволяет упростить конструкцию гидравлических амортизаторов увеличить их стойкость и повысить надежность в процессе эксплуатации по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения, в частности к средствам для гашения колебаний и может быть использовано в любых механизмах, работающих на удар.
Известен пневмогидравлический амортизатор ударного действия, содержащий корпус, внутренняя полость которого наполнена жидкой рабочей средой и подвижный плунжер, расположенный внутри корпуса, плунжер выполнен пустотелым, снабжен дросселирующим хвостовиком, имеющим профиль переменного сечения и окна и размещен в жестко связанной с корпусом гильзе, установленной в ней с зазором и снабженной окнами, относительно которой происходят поворот и фиксация плунжера в нужном положении см авторское свидетельство СССР №179133 по кл. F 16 F 9/14 за 1966 год.)
Недостатком этого вида амортизаторов является ненадежная компенсация ударных нагрузок в процессе работы потому, что в пустотелом плунжере находится воздушная среда, которая имеет свойство сжиматься и не воспринимает ударную нагрузку в первоначальный момент. Поэтому сила удара не гасится в первоначальный момент, а в последствии сила резко гасится, что приводит к возникновения жесткого удара в конце хода плунжера.
Так же известен гидравлический амортизатор, содержащий корпус с расположенным в его внутренней полости рабочий цилиндр, установленный
в рабочем цилиндре поршень с клапаном отбоя и газовый компенсатор в виде эластичной трубчатой диафрагмы расположенной в полости между корпусом и рабочим цилиндром. Полость рабочего цилиндра заполнена жидкой рабочей средой, которая перемещается в различные полости амортизатора под воздействием нагрузок в процессе эксплуатации ( см. например авторское свидетельство СССР №896276 по кл. F 16 F 5/00 за 1982 год).
Недостатком этого вида амортизаторов является сложность конструкции и невозможно остановить движение поршня в конце хода, потому что при больших значениях нагрузки на поршень как в начале хода так и в конце вся жидкость через клапан устремляется в полость между рабочим цилиндром с корпусом, сжимая воздушный компенсатор. Поршень не останавливается,а ударяет по дну рабочего цилиндра, создавая при этом жесткий удар через нижний клапан, который быстро выходит из строя в процессе эксплуатации.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение срока службы ударных амортизаторов и постепенное гашение силы нагрузки на поршень в процессе работы с одновременным упрощением конструкции амортизатора.
Указанная задача достигается тем, что в гидравлическом амортизаторе, содержащем корпус, в полости которого установлен рабочий цилиндр с глухим дном, подвижный в осевом направлении поршень со штоком, уплотнения корпуса и штока и возвратную пружину установленную между корпусом и верхним концом штока амортизатора, в боковой стенке рабочего цилиндра по его длине выполнено несколько дросселирующих отверстий, в полости между корпусом и рабочим цилиндром установлен
упругий амортизатор с разрезом по длине и фиксатором от проворота, а уплотнение на поршне выполнено в виде разрезных колец из антифрикционного металла.
Еще одним отличием предлагаемого амортизатора является то, что шаг между дросселирующими отверстиями выполнен различным, уменьшающийся в сторону дна рабочего цилиндра.
На фиг 1 изображено продольное сечение предлагаемого амортизатора.
На фиг 2. - сечение по А-А фиг 1.
На фиг.3 - сечение по Б-Б фиг 1.
Как показано на фиг.1 предлагаемый амортизатор содержит корпус 1 с полостью 2 с каналом 3 и пробкой 4. Внутри полости 2 закреплен рабочий цилиндр 5 с подвижным поршнем 6 со штоком 7, на конце которого закреплена опора 8. В верхней части корпуса 1 закреплена направляющая втулка 9 с уплотнениями 10 и 11, а между втулкой 9 и опорой 8 установлена возвратная пружина 12. В полости 2 установлены по всей ее длине упругий компенсатор 13 и его фиксатор 14 с торцевым выступом 15, расположенный в канале 3 дна 16 цилиндра 5. Внутренняя полость 17 цилиндра 5 в верхней части закрыта упругой вставкой 18, а на его боковой стенке выполнено несколько сквозных дросселирующих отверстий 19 диаметром d и межцентровым расстоянием между ними от t 1 до tn. Поршень 6 снабжен уплотнением 20 выполненное в виде разрезных металлических колец, например из чугуна. Дно 16 цилиндра 5 снабжено наклонным участком 21 например в форме паза.
Сборка амортизатора осуществляется следующим образом. На одном конце штока 7 с помощью крепежного винта закрепляется поршень 6 с установленными в канавке уплотняющими кольцами 20. Шток вместе с
поршнем устанавливается в полость 17 рабочего цилиндра 5 Затем на наружную поверхность цилиндра 5 устанавливается фиксатор 14 таким образом, чтобы его торцевой выступ 15 расположился в наклонном участке 21. После этого цилиндр 5 в собранном виде устанавливается в полость 2 корпуса 1. В образовавшийся зазор между корпусом 1 цилиндром 5 и фиксатором 14 устанавливается компенсатор 14. После этого на шток устанавливается упругая вставка 18 и втулка 9 вместе с уплотнениями 10 и Иприкрепла, которая стопорится в корпусе 1. Затем устанавливается пружина 12 и закрепляется упором 8. После этого амортизатор переворачивается и через канал 3 внутренние полости 2 и 17 заполняются рабочей жидкостью и герметизируются пробкой 4. На этом сборка амортизатора заканчивается и он устанавливается на рабочее место.
Работа амортизатора осуществляется следующим образом. Кинетическая энергия движущегося тела воздействует на упор 8. Упор 8 передает усилие через шток 7 на поршень 6. Поршень 6 под воздействием кинетической энергии начинает перемещаться в полости 17 рабочего цилиндра 5. При движении поршень выдавливает жидкость через отверстия 19 в полость 2 корпуса. Чем ниже опускается поршень тем больше отверстий 19 отсекается от полости 2 и давление под поршнем 20 начинает увеличиваться. После отсечки поршнем 20 последнего из отверстий 19 отток жидкости в полость 2 прекращается и поршень останавливается В это время, когда идет изменение давления внутри полости 2 корпуса 1 тело компенсатора сжимается и после смещения поршня вниз разжимается и выталкивает жидкую среду через отверстия 19 в над поршневое пространство. После прекращения действия силы на опору 8 сжатая пружина 12 разжимается и перемещает поршень 6 вверх. В этом случае
жидкая среда отжимает упругую вставку 18 и открывает всю полость 17 и жидкость свободно перетекает под поршень 20 свободно и не создает дополнительных нагрузок на узлы амортизатора при возврате штока 7 в исходное положение. При повторении действия нагрузки на опору 8 амортизатора процесс повторяется.
Использование предлагаемого технического решения в гидравлических амортизаторах преимущественно ударного одностороннего действия позволяет полностью исключить удар по нижнему торцу под воздействием энергии, воздействующей на опору штока за счет того, что в конце хода поршня в рабочем цилиндре имеется полость, в которой жидкость закрыта во всех направлениях и у нее нет возможности перетекать в другие полости. Так как жидкость не сжимается, то сила противодействия возрастает и уравнивается с силой, которая воздействует на шток. Он останавливается и после снятия силы с опоры штока возвращается в исходное положение. Кроме того, установка в полости между рабочим цилиндром и корпусом компенсатора в виде упругого твердого тела, позволяет без дополнительных устройств, типа клапанов, изменять объем полости за счет сжатия и восстановления прежней формы тела компенсатора обеспечить размещение и подачу жидкой среды из одной полости в другую при движении штока в процессе работы амортизатора.
Предлагаемая конструкция амортизатора в сравнении с известными позволяет полностью исключить удар поршня по дну цилиндра, производить ступенчатое и плавное регулирование силы удара, упростить конструкцию и увеличить срок службы в процессе работы.
1. Гидравлический амортизатор ударного действия, содержащий корпус, полость которого заполнена жидкой рабочей средой, внутри полости установлен рабочий цилиндр с глухим дном, подвижный в осевом направлении разборный поршень со штоком, уплотнениями поршня и штока и возвратную пружину, установленную между корпусом амортизатора и упором штока, отличающийся тем, что в боковой стенке рабочего цилиндра по его высоте выполнены несколько дросселирующих сквозных отверстий, в полости с жидкой средой установлен и зафиксирован от поворота упругий компенсатор, а уплотнение на поршне выполнено в виде разрезных уплотнительных колец.
2. Гидравлический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что расстояние между отверстиями выполнено с различным шагом, причем шаг уменьшается в сторону дна рабочего цилиндра.
3. Гидравлический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что упругий компенсатор выполнен из резины.
4. Гидравлический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что уплотнительные кольца на поршне выполнены из антифрикционного металла с разрезом в одном месте.
5. Гидравлический амортизатор по п.1, отличающийся тем, что фиксатор компенсатора выполнен с отгибным выступом, расположенным на наклонном участке дна рабочего цилиндра.
6. Гидравлический амортизатор по п.4, отличающийся тем, что металлические кольца на поршне выполнены из чугуна.
