Гидроамортизатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОИИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1 вЯОп 1) 9 Г 16 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КОМУ СВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) А. В. Андрейчиков, А. К. Аронов, В. А. Гришин и С. В. Никитин (71) Брянский ордена Знак Почета институт транспортного машиностроения (53) 621.567.2 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР511446, кл. Р 16 Р 9/52, 1975.2. Авторское свидетельство СССР842293, кл. Г 16 Р 5/00, 1979 (прототип) (54) (57) 1. ГИДРОАМОРТИЗАТОР, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, шток соединенный с поршнем и имеющий осе вое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собои, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штока, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования, гидроамортизатор снабжен дополнительными также подпружиненными с двух сторон в осевом направлении грузами, установленными коаксиально один относительно другого и основного груза с совмещением радиальных отверстий в исходном положении.2. Гидроамортизатор по п. , отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности при нагреве рабочей жидкости выше допустимого предела, каждая пружина выполнена биметаллической.Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний подресоренных частей железнодорожных экипажей.Известен гидравлический амортизатор, содержащий цилиндр, размещенные в нем шток с поршнем, разделяющим цилиндр на две полости, сообщаемые между собой через дроссельное отверстие, сечение которого изменяется с изменением температуры с помощью биметаллического элемента 11.Недостатком данного амортизатора является то, что он не обеспечивает эффективного демпфирования колебаний амортизируемых объектов, так как его сила сопротивления не увеличивается при резонансных колебаниях. При длительной работе в режиме интенсивных резонансных колебаний возможен перегрев рабочей жидкости выше допустимого предела, что уменьшает надежность амортизатора.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидроамортизатор, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, шток, соединенный с поршнем и имеющий осевое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собой, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штока 21Недостатками его являются недостаточная надежность в эксплуатации и то, что он не обеспечивает эффективного демпфирования колебаний виброизолируемых объектов, обладающих несколькими собственными частотами колебаний при полигормоническом характере возбуждающего воздействия, вследствие того, что его клапанное устройство, выполненное в виде подпружиненного груза, не обеспечивает изменения силы сопротивления гидроамортизатора в зависимости от частоты возбуждения по требуемому закону.Для эффективной виброизоляции объектов с несколькими собственными частотами гидроамортизатор должен создавать наибольшую силу сопротивления на частотах возбуждения, соответствующих собственным частотам колебаний виброизолируемого объекта, т,е. на резонансных частотах, в то время, как на частотах возбуждения, отличающихся от резонансных, его сила сопротивления должна быть минимальной, что позволит значительно уменьшить амплитуды перемещений и ускорений виброизолируемого объекта в значительном частот. ном диапазоне.Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования колебаний и повышение его надежности.Поставленная цель достигается тем, что гидроамортизатор, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень, разделяющий . цилиндр на две полости, шток, соединенный с поршнем и имеющий осевое и радиальные отверстия и пазы на цилиндрической поверхности, через которые полости цилиндра сообщены между собой, и подпружиненный с двух сторон в осевом направлении груз, установленный на штоке и имеющий кольцевую проточку и радиальные отверстия, взаимодействующие с пазами штока, снабжен дополнительными также подпружиненными с двух сторон в осевом направлении грузами, установленными коаксиально один относительно другого и основного груза с совмещением радиальных отверстий в исходном положении.Кроме того, каждая пружина выполнена биметаллической.На чертеже изображен общий вид гидро- амортизатора, продольный разрез.Гидроамортизатор содержит корпус 1, размещенный в нем цилиндр 2, один конец которого закрыт фланцем 3 с отверстиями 4, закрытыми клапанныи диском 5, поджатым пружиной 6. В отверстии фланца 3 размешен клапан 7, поджатый пружиной 8. Второй конец цилиндра закрыт колпаком 9. щим серьгу 11 для крепления амортизатора к неподрессоренной части транспортного средства (не показано). Другой конец корпуса 1 закрыт колпаком 12. Резиновое кольцо 13 с корпусом 14, поджатое пружиной 15, служит для уплотнения штока 16. Серьга 17 служит для крепления амортизатора к подресоренной части транспортного средства. Уплотнение 18 позволяет герметизировать полость для жидкости между корпусом 1 и цилиндром 2.Гидроамортизатор также содержит подвижный в осевом направлении поршень 19, уплотняемый по внутренней поверхности цилиндра 2 кольцом 20. В поршне 19 выполнена полость 21, закрытая кольцом 22. Полость 21 соединена с надпоршневой полостью 23 цилиндра 2 отверстиями 24 и 25. Отверстия 24 закрыты клапанным кольцом 26, поджатым пружиной 27, опирающейся на кольцо 28. Отверстия 25 закрыты клапанным кольцом 29, поджатым пружиной 30.Шток 16 выполнен составным и имеет осевое 31 и радиальные 32 и 33 отверстия и пазы 34, через которые надпоршневая 23 и подпоршневая 35 полости амортизатора сообщаются между собойНа штоке 16 коаксиально относительно друг друга установлены основной груз 36 и дополнительные грузы 37 и 38, подпружиненные с двух сторон биметаллическими пружинами 39 - 44. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корпус 1 закрыт снизу колпаком 10, имеюзНа грузах выполнены кольцевые проточки 45 - 4( и радиальные отверстия 48 - 50, совмещенные между собой в исходном положении.Гидроамортизатор работает следующим образом.5При движении штока 6 вверх жидкость из надпоршневой полости 23, отжимая пружину 30, открывает клапанное кольцо 29 и попадает в полость 21. Из этой полости 21 через отверстия 32, 31 и 33 жидкость 10 попадает в пазы 34. Из пазов 34 жидкость через кольцевые проточки 45 - 47 и радиальные отверстия 48 - 50 попадает в подпоршневую полость 35 цилиндра 2.При движении штока 16 вниз жидкость из подпоршневой полости 35 движется в обратном направлении и из полости 21 попадает в надпоршневую полость 23, отжимая пружину 27 и открывая клапанное кольцо 26.При движении штока 16 вниз излишний объем жидкости, определяемый различием рц надпоршневой и подпоршневой полостей, отжимая пружину 8, открывает клапан 7 и попадает в полость между корпусом 1 и цилиндром 2.При движении штока 16 вверх жидкость отжимает пружину 6 и, открывая клапанцый диск 5, попадает из полости между корпусом 1 и цилиндром 2 в подпоршневую полость 35.Работа гидроамортизатора в случае, когда динамическая система имеет три соб- ЗО ственные частоты колебаний и работает в частотном диапазоне, перекрывающем все три указанные собственные частоты колебаний, осу ществляется следующим образом.Известно, что при совпадении частоты 35 возбуждающего воздействия с собственной частотой колебаний виброизолируемого объекта наступает явление резонанса. Поэтому для обеспечения эффективной виброизоляции динамических систем с несколькими 4 О собственными частотами гидроамортизатор должен иметь значительную демпфирующую силу в резонансных частотных зонах, а в дорезонансной, межрезонацсных и зарезонансной частотных областях демпфирующая сила гидроамортизатора должна быть не значительной.Жесткость пружин 39 - 44 подбирается такой, чтобы собственная частота колебаний каждого груза 36 - 38совпадала с одной из частот собственных колебаний виброизолируемого объекта, то есть с одной из резонансных частот подвески транспортного средства. В этом случае, при совпадении частоты возмущения с одной из частот собственных колебаний виброизолируемой системы, один из грузов, собственная частота 55 колебаний которого также совпадала с частотой возбуждения, например груз 38 начинает работать в резонансном режиме, что приводит к значительным отклонениям последнего от положения статического 1)авцовесия. Поэтому начиная с некоторых положений, груз 38 перекрывает радиальное отверстие 49. Сечение дроссельного отверстия 49 цри этом изменяется обратно пропорционально перемещению груза 38, чем обеспечивается плавное увеличение силы демпфирования, что позволяет снизить на резонансной частоте амплитуды перемещений ц ускорений виброизолируемого объекта. Аналогичным образом в работу включаются грузы 36 и 37 цри совпадении частоты возбуждения со второй и третьей собственными частотами виброизолируемого объекта. Таким образом, осуществляется плавное увеличение демпфирующей силы на втором и третьем резонансах.На частотах, отличающихся от резонансных, все грузы колеблются с незначительными амплитудами и не перекрывают радиальных отверстий 48 - 50 и паза 34. Г 1 оэтому в указанных частотных областях демпфирующей силы не происходит, что повышает эффективность виброизоляции ца этик частотах.Работа гцдроамортизатора цри недопустимо высокой теспературе рабочей жидкости осуществляется следующим образом. При длительной работе гидроамортцзатора в режиме резонанса, когда амплитуды цереме. щений виброизолируемого объекта максимальны, рабочая жидкость в цем нагревается. При достижении заданной температуры каждая биметаллическая пружина 39 - 44 начинает скручиваться относительно продольной оси, так как в витках пружин возникают внутренние напряжения. Скручивание пружин сопровождается уменьшением их диаметров д д, д ц увеличением их высоты. Однако вследствие того, что биметаллические пружины 39 - 44 поджимают грузы 36 - 38 с двух сторон, высота пружин остается постоянной, а увеличивается лишь степень закручивания пружин. Это приводит к еще большему увеличению внутренних напряжений в витках и повышению жесткости пружин, Причем жесткость всех пружин увеличивается до такой степени, что грузы 36 - 38 выключаются из работы ц не колеблются на всех частотах, оставаясь в среднем положении, и не перекрывают радиальных отверстий 33 и 49 и паза 34. Рабочая жидкость в этом случае протекает из надпоршневой полости 23 в подпоршневую 35 и обратно через указанные отверстия с минимальнымсопротивлением. Это снижает сопротивление гидроамортизатора в целом и уменьшает поглощаемую им энергию, и, следовательно, приводит к ограничению температуры жидкости.Таким образом, клапанное устройство гидроамортизатора, состоящее из подпру113070 ровоздействия по т 1 зебуемому закону, что расширяет функциональные возможности гидроамортизатора, а также предотвращает перегрев рабочей жидкости, заключенной в гидроамортизаторе, что повышает надежность его работы. 1 г ГО 19 авитал ьИ. Бернс 92твенного ретений 35, Рау Лнопо СостТекред ТиражИ Государс делам изоб осква, Ж -Патент, г Редактор Л. ЛосеваЗаказ 926/27ВНИИ сонтюк 1130 ФилиалПП жиненных и коаксиально установленных друг относительно друга трузов с кольцевыми проточками и радиальными отверстиями выполняет две функции,: обеспечивает регулирование демпфирующей силы гидро- амортизатора в зависимости от частоты вибКорректор .М.Подписноекомитета СС( Роткрытийская наб., д. 4(5од, ул. Проектная, 4