гидравлический демпфер

Формула изобретения

Гидравлический демпфер, содержащий рабочий цилиндр, в котором подвижно размещен поршень, состоящий из двух частей, жестко закрепленных на полом и сплошном штоках кольцевого и сплошного круглого сечения, и снабженных каналами для прохождения рабочей жидкости, отличающийся тем, что в нижней части штока сплошного круглого сечения выполнен канал, связанный, по крайней мере, с двумя сквозными соосными отверстиями, расположенными в его диаметральной плоскости, а стенки полого штока, лежащие в горизонтальной плоскости последних, снабжены сквозными изменяющимися по высоте штоков щелями, причем каждая из них направлена по внешней и внутренней образующей полого штока друг к другу концами, имеющими наименьшую их высоту.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники.

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.

Известна также конструкция гидравлического демпфера, описанного в патенте RU 2230241 от 10.06.04 г., у которого второй торец поршня, так же 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 недостаточную работоспособность в тех случаях, когда необходимо иметь более широкий спектр создания сил сопротивления при прямом и обратном ходе поршня.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы демпфера за счет улучшения его демпфирующих характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в нижней части штока сплошного круглого сечения выполнен канал, связанный по крайней мере с двумя сквозными соосными отверстиями, расположенными в его диаметральной плоскости, а стенки полого штока, лежащие в горизонтальной плоскости последних, снабжены сквозными изменяющимися по высоте штоков щелями, причем каждая из них направлена по внешней и внутренней образующей полого штока друг к другу концами, имеющими наименьшую их высоту.

На фиг.1 показан общий вид гидравлического демпфера в разрезе, на фиг.2 часть его полого штока с выполненной на его поверхности щелью и на фиг.3 также часть штока, но его вид по стрелке А.

Гидравлический демпфер состоит из рабочего цилиндра 1, в котором расположен пустотелый шток 2 кольцевого сечения, жестко при помощи шпонки 3 связанный с верхней половиной поршня 4. Внутри пустотелого штока 2 подвижно размещен сплошной шток 5 круглого сечения, соединенный при помощи шпонки 6 с нижней половиной поршня 7. Штоки 2 и 5 зафиксированы относительно половин поршня 4 и 7 стопорными шайбами 8. В пустотелом штоке 2 выполнены сквозные пазы 9, имеющие разную по их длине высоту и контактирующие с отверстиями 10, связанными с каналом 11, расположенным в сплошном штоке 5. На наружных поверхностях верхней половины поршня 4 и нижней 7 выполнены выступы 12, в которых имеются горизонтально расположенные каналы 13, переходящие в вертикальные каналы 14. Выступы 12 примыкают с зазором к радиальным ребрам 15, жестко присоединенным к половинам поршней 4 и 7. Рабочий цилиндр заполнен рабочей жидкостью 16.

Работает гидравлический демпфер следующим образом. При поступательном перемещении верхней 4 и нижней 7 половин поршня, например по стрелке В, рабочая жидкость 16 через горизонтально расположенные каналы 13 выступов 12 попадает в вертикальные каналы 14 и, истекая под давлением, взаимодействует с радиальными ребрами 15, расположенными на наружной поверхности верхней половины поршня 4. В результате на этой половине поршня возникает вращающий момент, воспринимаемый пустотелым штоком 2 кольцевого сечения (работа гидравлического демпфера, как при движении поршня по стрелке В, так и в обратном направлении, подробно описана в прототипе). Одновременно рабочая жидкость 16 по стрелке С попадает в канал 11 и затем в отверстия 10, а так как они в начальный момент времени расположены напротив сквозных пазов 9, имеющих, например, на этом участке размер по высоте, равный диаметру отверстий 10, то рабочая жидкость 16 без особого сопротивления проходит в надпоршневую полость рабочего цилиндра 1. В дальнейшем в связи с закручиванием пустотелого штока 2 кольцевого сечения по стрелке Е крутящим моментом, например, отверстие 10, находящееся слева, если смотреть на фиг.1 и 3, будет постепенно перекрываться уменьшающимся размером по высоте щелью 9, что создаст сопротивление движению штоков 2 и 5 по стрелке В. В то же время отверстие 10, находящееся справа (см. фиг.1 и 3), сразу же перекроется стенкой пустотелого штока 2 и поэтому рабочая жидкость 16 через него не будет попадать в надпоршневую полость рабочего цилиндра 1. Следовательно, сопротивление движению штоков 2 и 5 совместно с половинами поршня 4 и 7 еще более возрастет, а это увеличит демпфирующую способность демпфера. При движении штоков 2 и 5 совместно с половинами поршня 4 и 7, обратном направлению стрелки В, рабочая жидкость 16 из надпоршевой полости демпфера будет перетекать в обратном направлении через каналы 14 и тем самым при взаимодействии ее с ребрами 15, расположенными на нижней половине поршня 7, будет закручивать сплошной шток 5 круглого сечения, но в направлении, обратном стрелке Е. Такой его угловой поворот также будет способствовать перекрытию отверстий 10 и подобно тому, как этот описано выше, создавать силы сопротивления движению подвижных деталей демпфера. В дальнейшем указанные процессы могут повторяться многократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как наличие дроссельных каналов, выполненных в пустотелом штоке кольцевого сечения и сплошном круглого сечения, позволит создать дополнительные силы сопротивления движению поршня и, следовательно, повысить демпфирующие характеристики гасителя.