гидравлический демпфер

Формула изобретения

Гидравлический демпфер, содержащий поршень, состоящий из двух частей, имеющий на своих внешних торцевых поверхностях ребра, примыкающие к выступам, снабженный горизонтально и вертикально расположенными каналами, и раздельные штоки, подвижно размещенные относительно друг друга, отличающийся тем, что на половинах поршня в их вертикальной плоскости на постоянном радиусе выполнены сквозные дугообразной формы пазы, в которых подвижно размещены ребра, жестко закрепленные на соответствующих контактных друг с другом плоскостях упомянутых половин поршня, причем выступы и горизонтально расположенные каналы в них, размещенные на наружных торцевых поверхностях половин поршня, также имеют по своей длине дугообразную форму постоянного радиуса.

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 8.12.1983 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 на половинах поршня в их вертикальной плоскости на постоянном радиусе выполнены сквозные дугообразной формы пазы, в которых подвижно размещены ребра, жестко закрепленные на соответствующих контактных друг с другом плоскостях упомянутых половин поршня, причем выступы и горизонтально расположенные каналы в них размещены на наружных торцевых поверхностях половин поршня, также имеют по своей длине дугообразную форму постоянного радиуса.

На фиг.1 показан общий вид гидравлического демпфера с вырывом части его деталей, на фиг.2 - сечение его по АА и на фиг.3 - укрупненный вид части половин поршня с разрезом по ВВ.

Гидравлический демпфер состоит из рабочего цилиндра 1, в котором расположен поршень, состоящий из верхней 2 и нижней 3 половин. Нижняя 3 половина поршня при помощи шпонки 4 соединена со штоком сплошного круглого сечения 5, а верхняя 2 - со штоком кольцевого сечения 6 через шпонку 7. На верхней 2 половине поршня выполнены выступы 8, снабженные горизонтальными каналами 9, переходящими в вертикальные каналы 10, а также ребра 11, а на нижней 3 половине поршня имеются подобные выступы 12 также с горизонтальными каналами 13, переходящими в вертикальные каналы 14, и ребра 15. Вертикальные каналы 10 и 14 сопряжены между собой углублениями 16, выполненными на нижней 3 половине поршня. Ребра 11 и 15 подвижно расположены в сквозных пазах 17 и 18, выполненных соответственно в верхней 2 и нижней 3 половинах поршня. В рабочем цилиндре размещена рабочая жидкость 19.

Работает гидравлический демпфер следующим образом. При движении поршня по стрелке В, соответствующем рабочему ходу (сжатию) при вертикальном возмущении транспортного средства (на чертежах транспортное средство не показано), рабочая жидкость 19 поступает в горизонтальные каналы 13 по стрелкам С и затем по вертикальным каналам 14 и 10 истекает из горизонтальных каналов 9, взаимодействуя с ребрами 15 нижней половины поршня 3, которая получает угловой поворот по стрелкам Е, создавая вращающий момент Т на штоке сплошного круглого сечения 5. Но так как шток сплошного круглого сечения 5 выполнен из упругого материала, например, стали 60С2, то он, упруго деформируясь, рассеивает механическим путем энергию сжатия в окружающее пространство, демпфируя такого рода перемещение поршня. После исчезновения нагрузки, действующей на поршень по стрелке В, под действием упругих сил, возникших при закрутке штока сплошного круглого сечения 5, нижняя 3 половина поршня возвращается в исходное положение, такое, как это показано на фиг.3. Если при описанном выдвижении шток сплошного круглого сечения 5 получит значительную по величине угловую деформацию, то поступление рабочей жидкости 19 в вертикальные каналы 10 будет ограниченно за счет уменьшения проходного сечения углублениями 16, которые несколько перекроют вертикальные каналы 14 и 10 между собой. Такое явление так же будет способствовать увеличению демпфирующих характеристик гидравлического демпфера. При обратном ходе поршня (режим отдачи) демпфера, когда поршень будет перемещаться в направлении, обратном стрелке В, рабочая жидкость 19 будет протекать через каналы 9, 10, 14 и 13 в обратном направлении, то есть противоположном стрелкам С, и тогда под действием такого ее тока последняя будет взаимодействовать с ребрами 11, а так как они жестко присоединены к верхней половине 2 поршня, то она получит угловой поворот совместно со штоком кольцевого сечения 6, и на нем возникнет крутящий момент Т, который так же как и в предыдущем случае обеспечит демпфирование усилий, вызванных режимом отбоя демпфера. Следует отметить, что в практике у всех гидравлических гасителей колебаний создаваемое ими усилие при отбое обычно превышает усилие сжатия примерно на 25%, поэтому в предложенном техническом решении диаметр штока сплошного круглого сечения 5 можно выполнить небольшим, за счет чего снизить металлоемкость демпфера. Далее описанные выше процессы демпфирования динамических нагрузок при колебаниях транспортных средств могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как позволяет в широком диапазоне нагрузок плавно демпфировать последние, а также более эффективно использовать материалы при его изготовлении.