Гидравлический амортизатор
Патент 983347
Авторы
Классы МПК
Гидравлический амортизатор
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ изовеетиния
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски«
Социалкстическик
Республик
<и1983347 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51jNL. Кд.
F 16 F 15/16 (22)Заявлено 03 01.71т (21) 1986257/25-28 с присоединением заявки М
9®удврстеенвым кем«тет
CCCP ав лелем взовретеинй и еткритв» (23)приоритет
Опубли«овано 23. 12.82. Бюллетень М ь7 (53) УДК 621-567. .2(088.8) Дата опубли«оваиия описания 23. 12 .82
Я.С.Тарасов, Б.И.Образков и В.И.давыдов л (72) Авторы изобретения
1 (7l ) Заявитель (54) ГИДРАВЯИЧЕСКИЙ АИОРТИЗАТОР
Изобретение относится к амортизирующим устройствам и может .быть использовано в мощных ударных установках,например копрах для изоляции окружающих конструкций от ударных воздействий.
Известен гидроамортиэатор, содержащий цилиндр с плунжером, промежуточную массу, вывешенную на плунжере гидроцилиндра, упругий элемент и два перепускных клапана для ограниче. ния тормозного давления в полостях гидроцилиндра 513.
Недостатком данного амортиза ора являются погрешности начального положения плунжеров, вызванные изменениями температуры рабочей жидкости и отклонениями давлений начальной зарядки упругих элементов.
Наиболее близким к изобретению 2о по технической сущности и достигае" мому результату является гидравлический амортизатор, содержащий гидроци" .линдр, установленный в нем поршень, 2 упругий элемент, связанный с рабочей полостью цилиндра через отверстия, в одном из которых установлен обратный клапан, и стабилизатор равновесного давления, связанный с рабочей полостью цилиндра через дроссель 1 2 °
Недостатком известного устройства является то, что, в случае использования его для амортизации односторонних ударов, имеют место большие нагрузки на цилиндр при повышенной длительности переходного процесса движения поршня.
Целью изобретения является снижение усилий, передаваемых на цилиндр в ударных установках.
Указанная цель достигается тем, что гидравлический амортизатор, содержащий гидроцилиндр, установленный в нем поршень, упругий элемент, связанный с рабочей полост цилиндра через отверстия, в одном из которых установлен обратный клапан, и стабилизатор равновесного д.3 98334 ления, связанный с рабочей полостью цилиндра через дроссель, снабжен упором,- взаимодействующим с поршнем в исходном положении, и установленными в отверстиях дросселями, обеспечи- g вающими ламинарное течение, один из, которых расположен последовательно .с обратным клапаном и имеет пропускную способность втрое большую про- . пускной способности другого. 30
На чертеже представлена конструктивная схема гидравлического амортизатора односторонних ударов.
Амортизатор содержит промежуточную массу 1, воспринимающую ударный импульс, который она передает на один
„или несколько штоков 2 поршней 3, расположенных в гидроцилиндрах 4, устанавливаемых на полу зданий (не показано) и уравновешивающих промежу- щ точную массу 1 за счет давления жидкости под поршнями 3.
В качестве направляющей для штоков
2 используются втулки 5, торец каждой из которых является упором, с кото- 2S рым взаимодействует соответствующий поршень 3 в крайнем верхнем исходном положении. Рабочие полости цилиндров 4 через расположенные в параллельных отверстиях дроссели 6 и 7, зр обеспечивающие ламинарное течение жидкости, связаны с гидравлической полостью упругих элементов, выполненных в виде гидропневматических аккумуляторов 8.
Последовательно с каждым дросселем
7 установлен обратный клапан 9 для закрытия этого дросселя, в случае перетекания жидкости из гидропневматического аккумулятора 8 в гидро- 40 цилиндр 4, и обеспечения повышенного демпфирования поршней 2 при обратном ходе. Рабочие полости гидроцилиндров 4 связаны также через демфпирующий дроссель 10 с полостью 11 ста;билизатора равновесного давления,, выполненного в виде плунжера 12 с грузом 13, расположенного в корпусе
14. Дроссели 15 предназначены для выравнивания равновесного давления в гидроцилиндрах 4 и связывают .их полости между собой. Дроссели 16 аналогично дросселям 15 связывают газовые полости гидропневматических аккумуллторов 8. Чтобы избежать перетекания жидкости и газа между полостями гидроцилиндров 4 и аккумуляторов
8 проходное сечение дросселей 15 и 16 в десятки раз меньше дросселей 6.
7 4
Гидравлический амортизатор работает следующим образом.
Перед началом работы заряжаются газовые полости гидропневматических аккумуляторов 8 до. давления на 203 ниже равновесного давления в гидроцилиндрам 4, определяемого весом промежуточной массы 1 (величина 203) определяется возможным расширением начального объема воздуха при его о нагреве от 20 до 80 С в процессе работы. Затем в гидроцилиндрах 4 от гидропневматического аккумулятора 8 устанавливается давление на 0,5 кг/см выше равновесного давле." ния с тем, чтобы поршни 3 оказались прижатыми к упорам втулок 5 возможно меньшим усилием. Груз, падая на промежуточную массу 1, приводит ее в движение.
Уравнение этого движения записы; вается
< Х+кх+сх=Р, где Х вЂ” перемещение массы;
K — коэффициент демпфирования;
С вЂ” жесткость упругого элемента;
P - усилие, действующее на массу m.
Если, считая удар импульсным воздействием
Р =Р„К®, где К(й) - функция усилия от времени;
P - максимальное значение
Ф усилия, найти выражение для перемещения х и определить усилие на фундамент
Р = кх + сх, то минимум этого усилия соответствует коэффициенту относительного демпфирования Е = 0,25,.
В общем виде коэффициент.относительного демпфирования
К = гадес
Величина К определяется пропускной способностью дросселей 6 и 7 и равна следующей зависимости р
6ЦР где F - площадь поршня 3;
Q и Р - расход жидкости через дроссель и перепад давления на нем.
5, 833
Коэффициенту относительного демпфирования Я = 0,25 соответствуют проводимости дросселей 6 и 7
aF «q wc
Таким образом, наибольшее усилие на фундамент будет минимальным, если процесс движения промежуточной массы
1 колеба тельный, что приведет к уда ру 1О уступа поршня 2 об упор втулки 5, в случае сохранения коэффициента относительного демпфирования при прямом ходе промежуточной -массы 1 под действием ударного импульса и обратном ее ходе при перемещении поршня к упору втулки 5. Чтобы избежать удара поршня 3 и не затягивать времени возврата промежуточной массы
1 к начальному положению необходимо 20 обеспечить коэффициент относительного = 1, т.е. выбрать пропускную способность ламинарной щели дросселя при возврате
Я
pL =
1 ll rn C т
Конструктивно это достигается использованием двух дросселей 6 и 7, зо обеспечивающих ламинарное течение и установленных параллельно((суммарная пропускная способность их = а + g =, один из кото2F л 2- „ГйГ У
35 рых устанавливается последовательно с обратным клапаном 9(о(э) и закрывается при обратном движении промежуточной массы 1. При этому = А
3 Г-
- (.„= =, т.е. пропускная способ4 ЪйиС ность дросселя 7oLg, .установленного последовательно с обратным клапаном 9, втрое больше другого c(Z = 3C
Ударный импульс сообщает промежуточной массе 1 начальную скорость 45 и приводит в движение поршни 3 со штоками 2, которые вытесняют жидкость из гидроцилиндров 4 в полости упругих элементов через обратный клапан
9 и дроссели 6 и 7. Достигая крайнего50 нижнего положения, поршни 3.под действием жидкости, вытесняемой из упру-. гих элементов, начинают подниматься.
При этом жидкость проходит лишь через дроссели 6, так как обратные клапаны N
9 закрываются при изменении направ47 6 ления потока. В процессе работы жид кость и газ нагреваются, причем неодинаково в разных цилиндрах. Через дроссели 15 и 16 проходит перетекаwe малых объемов жидкости и газа. цаления в цилиндрах выравниваются. ."величение объема жидкости заставляет плунжер 12 подняться, и при соединении проточки плунжера 12 с выточкой слива излишняя жидкость выльется в слив, и равновесное давление не изменится. Во время движения поршней
3 давление в цилиндрах 4 возрастает, однако сечение дросселей 14 и дросселя 10 выбираются настолько малыми, 1 чтобы плунжер 12 перемещался незначи.тельно.
В результате применения предлагаемого изобретения достигается следу" ющий суммарный положительный эффект: минимальное усилие на фундамент, при этом время переходного процесса минимально, и габариты гидроцилиндра наименьшие за счет отсутствия запаса
I длины гидроцилиндра на перерегулирование за начальное положение.
Формула изобретен ия
Гидравлический амортизатор, содержащий гидроцилиндр, установленный в нем поршень, упругий элемент, связанный с рабочей полостью цилиндра через отверстия, в одном из которых установлен обратный клапан, и стабилизатор. равновесного давления, связанный с рабочей полостью цилиндра через дроссель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения усилий на гидроцилиндр в ударных установках, он снабжен упором, взаимодействующим с поршнем в исходном положении, и установленными в отвер. стиях дросселями, .обеспечивающими ламинарное течение, один из которых расположен последовательно с обратным клапаном и имеет пропускную способность, втрое большую пропускной способности другого.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США М 3556269, кл. 188-281, 1971 °
2. Певзнер Я.M. и др. Пневматические и гидравлические подвески .М., Машгиз, 1963, с. 14, фиг.6.
9833ц7 с
Составитель Г. Смирнова
Редактор Г.Ус Техред M.Tenep Корректор N,Ватрушкина
Заказ 9873/40, Тираж 990 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4