гидромеханический демпфер

Формула изобретения

Гидромеханический демпфер, содержащий корпус, внутри которого размещены жестко соединенные между собой и удерживаемые в нейтральном положении пружиной поршни, крышки со штуцерами для соединения запоршневых полостей с гидравлическими линиями, отличающийся тем, что в корпусе размещен закрытый упомянутой крышкой дополнительный стакан, в котором последовательно установлены постоянный дроссель и переменный дроссель, проходная площадь которого находится в зависимости от перепада давления в нем, образующие дросселирующее устройство между запоршневой полостью и гидравлической линией, а пружиной, удерживающей поршни в нейтральном положении, служат упругие элементы, обладающие возможностью изменять как форму, так и объем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно - к гидромеханическим демпферам, и может найти применение для гашения колебаний передней опоры шасси самолета.

Известно устройство для гашения колебаний передней опоры шасси в виде постоянного дросселя между полостями исполнительного цилиндра (Т.М. Башта «Гидравлические приводы летательных аппаратов». - М.: Машиностроение, 1967 г., стр.346).

Недостатками этого устройства является то, что постоянный дроссель эффективно работает при достаточно больших амплитудах колебаний поршня исполнительного цилиндра, а проходная площадь дросселя подбирается (оптимизируется) под одну величину расхода через него (один перепад давления на нем). При других перепадах давления или малых амплитудах колебаний постоянный дроссель работает менее эффективно, кроме того, наличие перетока жидкости между полостями исполнительного цилиндра снижает рабочий перепад давления на поршне исполнительного цилиндра, снижает эффективность работы всей гидравлической системы за счет паразитного перетока жидкости между гидравлическими линиями нагнетания и слива.

Наиболее близким устройством к заявляемому по совокупности признаков является гидромеханический демпфер, предназначенный для гашения колебаний «шимми» передней опоры шасси, устанавливаемый в системах управления передними опорами шасси самолета Ан-124, (кн. «Самолет Ан-124. Руководство по технической эксплуатации». Издание предприятия, 1982 г., см. раздел 032 шасси, раздел 032.50.01 рулевой механизм) и содержащий корпус с цилиндрами, внутри которых находятся поршни, соединенные стержнем, удерживаемые в нейтральном положении тарельчатой пружиной, крышки со штуцерами для соединения запоршневых полостей с гидравлическими линиями, причем поршни не позволяют жидкости перетекать из одной линии в другую. В этой конструкции за счет отсутствия перетока жидкости между гидравлическими линиями нагнетания и слива не уменьшается рабочий перепад давления на поршне исполнительного цилиндра, не ухудшается работа гидравлической системы самолета. Постоянное сопротивление в гидравлических линиях подвода жидкости к демпферу и тарельчатая пружина позволяют ему эффективно работать при больших амплитудах колебаний передней опоры и относительно небольших перепадах давления в гидравлических линиях исполнительного цилиндра.

Однако при увеличении перепада поршни демпфера становятся на упор и демпфер не гасит колебания передней опоры. Тарельчатая пружина, как и любая другая металлическая пружина, не позволяет создать конструкцию гидромеханического демпфера в разумных размерах, работающего во всем диапазоне перепадов давления в гидравлических линиях нагнетания и слива исполнительных цилиндров при колебаниях передней опоры. Кроме того, в этой конструкции гидромеханического демпфера, как и в предыдущей, наличие постоянного дросселя не позволяет гасить колебания передней опоры с малой амплитудой.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание конструкции гидромеханического демпфера, которая бы позволяла эффективно демпфировать колебания передней опоры шасси как при больших амплитудах перемещения опоры, так и при малых, сохраняла бы работоспособность и эффективность во всем диапазоне изменения давления в гидравлических линиях нагнетания и слива исполнительного цилиндра, была бы проста в изготовлении и эксплуатации и обладала бы небольшими габаритами и массой.

Указанная цель достигается тем, что гидромеханический демпфер, содержащий корпус, внутри которого размещены жестко соединенные между собой и удерживаемые в нейтральном положении пружиной поршни, крышки со штуцерами для соединения запоршневых полостей с гидравлическими линиями, согласно изобретению в корпусе размещен закрытый упомянутой крышкой дополнительный стакан, в котором последовательно установлены постоянный дроссель и переменный дроссель, проходная площадь которого находится в зависимости от перепада давления в нем, образующие дросселирующее устройство между запоршневой полостью и гидравлической линией, а пружиной, удерживающей поршни в нейтральном положении, служат упругие элементы, обладающие возможностью изменять как форму, так и объем.

Упругие элементы, например резиновые кольца, способные изменять форму и размеры, позволяют при небольших габаритах работать до максимального перепада давления между полостями исполнительного цилиндра.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет эффективно демпфировать колебания передней опоры шасси как при больших амплитудах перемещения опоры, так и при малых, сохраняет при этом работоспособность и эффективность во всем диапазоне изменения давления в гидравлических линиях нагнетания и слива исполнительного цилиндра. Конструкция также проста в изготовлении и эксплуатации и обладает небольшими габаритами и массой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 дан общий вид передней опоры шасси с установленными на ней гидромеханическими демпферами;

- на фиг.2 - вид сбоку в разрезе на гидромеханический демпфер;

- на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2;

- на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.2.

Гидромеханический демпфер 1 (фиг.1) установлен на передней опоре, соединен гидравлическими линиями с полостями исполнительного цилиндра. Состоит из корпуса 1 (фиг.2) с установленными в нем на резьбе цилиндрами 2 и 3, внутри которых размещены поршни 4, закрепленные с помощью резьбы на концах стержня 6. По наружному диаметру поршни имеют уплотнения 5. Между внутренними торцами поршней 4 размещены кольцевые шайбы 7, опирающиеся одновременно на торцевые поверхности поршней 4 и торцевые поверхности цилиндров 2, 3 через упругие резиновые кольцевые шайбы 8. Между кольцевыми шайбами 7 поочередно установлены упругие элементы, например резиновые кольца 9 и кольцевые шайбы 10. С наружного конца цилиндра 2 на резьбе крепится стакан 11 с уплотнением 12, являющийся корпусом дросселирующего устройства, состоящего из установленного в крышке 17 постоянного дросселя 18, последовательно к которому установлен переменный дроссель, состоящий из буксы 13 с уплотнением 14, двух пружинящих пластин 15 и двух упоров 16, закрепленных на буксе 13 (фиг.2, 3, 4), причем в буксе 13 выполнены два сквозных отверстия, которые, одно со стороны донышка стакана 11, другое с противоположной стороны, закрыты пружинящими пластинами 15. С внешней стороны стакан 11 закрыт установленной на резьбе крышкой 17 (фиг.2), в которой установлен штуцер подвода жидкости 19. Цилиндр 3 с внешней стороны закрыт установленной на резьбе крышкой 20 со штуцером 21. Крышки 17 и 20 по наружной цилиндрической поверхности имеют уплотнения 22. Внутренний объем цилиндра 2 (фиг.2), ограниченный донышком стакана 11 и торцевой поверхностью поршня 4, образует полость "В". Внутренний объем цилиндра 3, ограниченный торцевой поверхностью крышки 20 и торцевой поверхностью поршня 4, образует полость "Г".

Возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата заключается в следующем.

При движении поршня исполнительного цилиндра, вызванном перемещением нагрузки, или при изменении положения запорно-регулирующего элемента, например золотника, системы управления, вызванном управляющим сигналом, происходит изменение давления в гидравлических линиях, к которым подключен демпфер.

При повышении давления рабочей жидкости (далее просто жидкости) в гидравлической линии, подсоединенной к штуцеру 19 (фиг.2), по сравнению с давлением жидкости в гидравлической линии, подсоединенной к штуцеру 21, жидкость проходит через постоянный дроссель 18, проходит через отверстие, выполненное в буксе 13, отжимает пружинящую пластину 15 (при этом вторая пластина 15 закрывает другое отверстие в буксе 13), проходит через щель, образованную торцевой поверхностью буксы вокруг выхода из отверстия и поверхностью пружинящей пластины 15, и поступает в полость «В» в цилиндре 2. При этом давление жидкости в полости «В» повышается по сравнению с давлением жидкости в полости «Г». Образовавшийся перепад давлений жидкости преодолевает усилие пружинящих колец 9 и вызывает перемещение поршней 4. Поршень 4, находящийся в цилиндре 3, вытесняет жидкость из полости «Г» в магистраль, подсоединенную к штуцеру 21.

При повышении давления жидкости в магистрали, подсоединенной к штуцеру 21, по сравнению с давлением жидкости в магистрали, подсоединенной к штуцеру 19, жидкость поступает в полость «Г». При этом повышается давление жидкости в полости «Г» по сравнению с давлением жидкости в полости «В». Образовавшийся перепад давления жидкости преодолевает усилие пружинящих колец 9 и вызывает перемещение поршней 4. Поршень 4, находящийся в цилиндре 2, вытесняет жидкость из полости «В». Жидкость проходит через отверстие, выполненное в буксе 13, отжимает пружинящую пластину 15 (при этом вторая пластина 15 закрывает другое отверстие в буксе 13), проходит через щель, образованную торцевой поверхностью буксы вокруг выхода из отверстия и поверхностью пружинящей пластины 15, проходит через постоянный дроссель 18 и уходит в магистраль, подсоединенную к штуцеру 19.

При прохождении рабочей жидкости через постоянный дроссель 18 и щели, образованные торцевыми поверхностями буксы вокруг выходов отверстий и поверхностями пружинящих пластин 15, происходит преобразование механической энергии жидкости в тепловую энергию, и таким образом происходит демпфирование движения нагрузки на поршень исполнительного цилиндра.

При малых значениях перепада давления жидкости между полостью «В» цилиндра 2 и гидравлической линией, подсоединенной к штуцеру 19, высота подъема пружинящей пластины 15 над поверхностью буксы пропорциональна перепаду давлений жидкости на пружинящей пластине 15, и большая часть механической энергии жидкости срабатывается при прохождении жидкости через щель, образованную торцевой поверхностью буксы вокруг выхода из сквозного отверстия и поверхностью пружинящей пластины 15.

По мере роста перепада давления жидкости между полостью «В» цилиндра 2 и гидравлической линией, подсоединенной к штуцеру 19, увеличивается доля механической энергии жидкости, которая рассеивается при прохождении жидкости через постоянный дроссель.

При дальнейшем увеличении перепада давления жидкости между полостью цилиндра 2 и гидравлической линией, подсоединенной к штуцеру 19, перепад давления жидкости на пружинящей пластине 15 достигает значения, при котором пружинящая пластина становится на упор 16, и дальнейшего увеличения высоты подъема пружинящей пластины 15 не происходит.

Таким образом предлагаемая конструкция гидромеханического демпфера позволяет эффективно демпфировать колебания передней опоры шасси как при больших амплитудах перемещения опоры, так и при малых, сохраняет при этом работоспособность и эффективность во всем диапазоне изменения давления в гидравлических линиях нагнетания и слива исполнительного цилиндра, проста в изготовлении и эксплуатации и обладает небольшими габаритами и массой.