Демпфер

(51) Г 16 Г 9/02 М. И. Фейгинтитут инженеров воддетельство 9/02, 1977,3807678,(прототип содержащи поршень,ве, камеры, й цилиндр разделяю- блок уп 2. 1(71) Горьковский инсного транспорта(54) (57) ДЕМПФЕР,расположенный в немщий последний на д,ЯО 10845 равления, два управляемых клапана, соединенных с блоком управления, датчик перемещения и аккумулирующую емкость, сообщаемую с камерами цилиндра через соответствующие управляемые клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования, он снабжен двумя дополнительными клапанами, соединенными с блоком управления и предназначенными для сообщения соответствующей камеры с атмосферой, и датчиками давления, установленными каждый в одной камере и соединенными с дополнительным клапаном другой камеры.1Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам демпфирования н амортизации, и может быть применено для гашения низкочастотных вибрационных колебаний крупногабаритных строительных конструкций, машин, узлов, транспортных средств.Известен пневматический амортизатор, который предназначен преимущественно для сцепного устройства рудничных и магистральных локомотивов и железнодорожных вагонов и содержит корпус в виде стакана с крышкой, размещенный в нем поршень со штоком, разделяющий корпус на подпоршневую и надпоршневую полости, и две пары обратных клапанов, установленных по два в крышке и дне стакана, Полости через клапаны одной пары соединены с пневмомагистралью, а через клапаны другой пары - с атмосферой 11,Однако из-за отсутствия системы управления клапанами данный амортизатор не обеспечивает эффективного демпфирования.Наиболее близким к предлагаемому по по технической сущности и достигаемому результату является демпфер, содержащий цилиндр, расположенный в нем поршень, разделяющий последний на две камеры, блок управления, два управляемых клапана, соединенных с блоком управления, датчик перемещения и аккумулирующую емкость, сообщаемую с камерами цилиндра через соответствующие управляемые клапаны 12.В известном демпфере используется способ демпфирования колебаний, основанный на перетекании жидкости в сообщающихся камерах, который не обеспечивает высокой эффективности демпфирования. Кроме того, когда абсолютная скорость демпфируемой массы противоположна направлению относительного перемещения массы и основания, демпфер не может обеспечить силу, противодействующую абсолютной скорости демпфируемой массы, что также снижает его эффективность.Цель изобретения - повышение эффективности демпфирования.Указанная цель достигается тем,что демпфер, содержащий цилиндр, расположенный в нем поршень, разделяющий последний на две камеры, блок управления, два управляемых клапана, соединенных с блоком управления, датчик перемещения и аккумулирующую емкость, сообщаемую с камерами цилиндра через соответствующие управляемые клапаны, снабжен двумя дополнительными клапанами, соединенными с блоком управления и предназначенными для сообщения соответствующей камеры с атмосферой, и датчиками давления, установленными каждый в одной камере и соединенными с дополнительным клапаном другой камеры,На фиг. 1 изображена схема предлагаемого демпфера; на фиг, 2 и 3 - характеристики демпфирования (зависимость демпфирующей силы Гд от относительного перемещения х при установившемся режимеработы) соответственно предлагаемого иизвестного (со свободным поршнем и дву 5 мя клапанами) демпферов.Демпфер содержит пневматический цилиндр 1 двустороннего действия, поршень2, разделяющий цилиндр 1 на камеры 3и 4, дополнительные клапаны 5 и 6, уста 0новленные каждый на одной из торцовыхстенок цилиндра 1 и соединяющие соответственно камеры 3 и 4 с атмосферой, основные клапаны 7 и 8, также установленныекаждый на одной из торцовых стенок пневматического цилиндра 1 и соединяющие со 15 ответственно камеры 3 .и 4 с аккумулирующей емкостью 9, датчики 10 и 11 давления,установленные в камерах 3 и 4 соответственно, датчик 1.2 относительного перемещениядемпфирующего объекта 13 и поршня 2, атакже блок 14 управления, подключенный20 к датчику 12 перемещения и входам клапанов 5 - 8.Блок 14 управления формирует сигналв моменты времени, когда относительноеперемещение х достигает своего максималь 25ного значения х Сигнал означает командуЗакрыть для клапанов 7 и 8 и Изменитьсостояние на обратное для клапанов 5,6. Кроме того, на клапаны 7 и 8 подаетсясигнал Открыть если давление в соответствующей камере достигнет значения, преЗ 0 вышающего заданное, и это состояние сохраняется, пока не придет команда Закрыть с блока 14 управления. Датчик 10давления в камере 3 подключен к входу кла.пана 6, а датчик 11 давления в камере 4подключен к входу клапана 5. Датчики 10з 5 и 11 обеспечивают начальное состояние демпфера и вырабатывают сигналы, соответствующие команде Открыть, если давленияв камерах 3 и 4 соответственно выше атмосферногоАккумулирующая емкость 9служит для закачки в нее воздуха каждый40 раз, когда давление в камере 3 или 4 будет больше заданного, Клапаны 5 - 8релейного типа, действуют по принципуоткрыто-закрыто. Их срабатывание предполагается кратковременным, что опреде 45 ляет меньшие затраты энергии на управле.ние,Демпфер работает следующим образом.В исходном положении клапаны 5 - 8закрыты и давление в камерах 3 и 4 - атмосферное. Пусть объек 1 г 13 перемещается50 под действием внешней силы. При этом возникает относительное перемещение объекта 13 и поршня 2, что приводит к изменениюобъема камер: например, если объем камеры 3 уменьшается, то объем камеры 4увеличивается, и давление в камере 3 воз 55 растает. В результате по команде с датчика 10 клапан 6 открывается и камера 4сообщается с атмосферой, Когда давлениеХарактеристика демпфирования демпфера-прототипа (фиг. 3) эквивалентна характеристике предлагаемого, Амплитуда вынужденных колебаний объекта в резонансе для такой характеристики при относительноймассе Х= 0,2 (остальные параметры близки к оптимальным) равна 4,5, а15 для характеристики управляемого ударногодемпфера х = 5. Однако демпфер-прототип не обеспечивает демпфирования объекта(Г = 0) при изменении х от -х 1 до 0и от + хяк до О.Эффективность предлагаемого демпфера2 О по сравнению с прототипом выше, так как онобеспечивает демпфирование при любыхзначениях относительного перемещения хнаксдо +хмэс (фиг. 2).Кроме того, в отличие от прототипа и25 ударного демпфера предлагаемый демпферможет аккумулировать энергию, т. е. работать как насос. Он прост в настройке,обладает низким шумом и вибрацией и имеет вследствие отсутствия ударов высокуюнадежность,1083в камере 3 достигнет значения, превышающего заданное, открывается клапан 7 и воздух из камеры 3 выталкивается в аккумулирующую емкость 9. После того, как значение перемещения достигнет своего максимального значения х блок 14 управления по сигналу датчика 12 перемещения вырабатывает сигнал, поступающий на клапа- ны 5 - 8. При этом клапан 7 закрывается, клапан 8 не изменяет своего состояния, потому, что закрыт, клапаны 5 и 6 изменяют свое состояние на обратное (клапан 5 открывается, а клапан 6 закрывается) и дав- ление начинает возрастать в камере 4. Но клапан 5 открыт, поэтому сигнал с датчика 11 давления не изменяет его состояния. Когда давление в камере 4 достигнет значения, превышающего заданное, клапан 8 открывается и воздух из камеры 4 выталкивается в аккумулирующую емкость 9. После того, как перемещение достигнет максимального значения хблок 14 управления вырабатывает сигнал на клапаны 5 - 8, В результате клапан 8 закрывается, клапан 7 не изменяет своего состояния, потому что он закрыт, клапаны 5 и 6 изменяют свое состояние на обратное (клапан 5 закрывается, а клапан 6 открывается) и давление начинает возрастать в камере 3 - процесс повторяется.Таким образом, демпфер одновременно производит гашение колебаний и аккумулирование энергии, т. е. он может одновре 4505менно работать и как насос. Путем настройки можно обеспечить или максимально возможное демпфирование, или максимально возможное аккумулирование энергии.При работе демпфера разность давлений в камерах каждый раз направлена противоположно внешней силе и компенсирует ее.Редактор А. ОгарЗаказ 1960/29 Составитель А. Машкин Техред И. Верес Корректор А. ференц Тираж 913 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4