Гидравлический амортизатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) И 1) 504 Р 16 Р 5/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ А ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ (57) Изобретение к защиты объектов от нагрузок и сейсмич Цель - обеспечение приятия высокоскор постоянства отслежи амортизатора в шир меняемых нагрузок. АМОРТИЗАТО У 18 Д.К,Драгун ритуманова,8)етельство ССС Р 5/00, 1976. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свиУ 613940, кл. Р 16 сается средствдействия ударныхских колебаний.возможности восстных нагрузок ивания реакцииком диапазоне изДля этого полос1310543 35 ти корпуса 1, из которых полость Авысокого давления отделена в нем перегородкой 4, а полость Б низкого.давления образована плавающим поршнем 6, связаны между собой зазороммежду отверстием 5 в перегородке 4и тарелью 13. Последняя установленас возможностью осевого перемещенияв отверстии 5 перегородки 4 и их относительное положение зависит от равновесного состояния подвижных частейдемпферного клапана, включающих про- .ходящую через полость А высокого давления иглу 9 и расположенные на еепротивоположных концах тарель 13 и Изобретение относится к машиностроению и касается средств защиты объектов, имеющих ограниченный уровень допустимых механических нагрузок, от действия интенсивных ударно вибрационных воздействий и сейсмичес-, ких колебаний.Целью изобретения является обеспечение восприятия высокоскоростных нагрузок, постоянства отслеживания реакции амортизатора в широком диапазоне изменения нагрузок, устранения эффектов пульсаций давлений в гидравлическом тракте амортизатора,увеличение полноты диаграммы энергопоглощения и уменьшение габаритов за счет постоянства восстанавливающей силы в клапане амортизатора.На фиг,1 показана схема гидравлического амортизатора, продольный раз реэ", на фиг,2 - схема узла демпфирующего клапана амортизатора; на фиг,3 демпфирующая составляющая рабочей характеристики амортизатора, реализуемой при работе на растяжение -25 выдвижении плунжера иэ исходного положения. Амортизатор содержит коаксиально расположенные корпус 1, цилиндр 2, размещенный в последнем с возможностью поступательного перемещения полый плунжер 3, жестко закрепленную в корпусе 1 перегородку 4 с отверстием 5, образующую с корпусом 1 подополнительный поршень 12, При этомподпоршневая полость Г клапана гидравлически связана с полостью Б низкого давления корпуса 1 через осевойканал и радиальное отверстие иглы 9,Зависимость перемещения тарели 13только от перепада давлений, площадидополнительного поршня 12 и давления,действующего на него, обеспечиваетстабильность реакции амортизатора.Постоянная восстанавливающая сила вклапане амортизатора существенно расширяет диапазон скоростей воспринимаемых внешних нагрузок. 3 ил,лость А высокого давления, и плавающий поршень 6, образующий с перегородкой 4 и корпусом 1 гидравлическуюполость Б низкого давления. В торце 7корпуса 1 со стороны плунжера 3 размещен демпфирующий клапан, включающий обойму 8, пропущенную через рабочую полость А высокого давления и отверстие 5 в перегородке 4, иглу 9 сосевым каналом 10 и радиальным сгверстием 11, дополнительный поршень 12и тарель 13, закрепленные на противоположных концах иглы 9. В полом плунжере 3 выполнено отверстие 14, соединяющее его полость В с рабочей полостью высокого давления. Дополнительный поршень 12 расположен в обойме 8 и его подпоршневая полость Г связана осевым каналом 10 и радиальным отверстием 11 иглы 9 с гидравлической полостью Б низкого давления корпуса 1, а тарель 13 установлена с возможностью осевого перемещения относительно отверстия 5 в перегородке 4. Демпфирующий клапан снабжен также упругими элементами 15 и 1 б, регулировочной гайкой 17, шток 18 .которой посредством упругого элемента 15 поджа.т в исходном состоянии амортизатора к дополнительному поршню 12. В полом плунжере 3 с возможностью осевого перемещения относительно него размещен следящий шток 19, связанный с амортизируемым объектом1310520. На конце следящего штока 19, помещенном в полом плунжере 3, выполнен дроссельный узел, состоящий из перекидной шайбы 21, дроссельного отверстия 22 и канала 23 свободного перето ка жидкости. Между плунжером 3 и аккумулятором давления, состоящим из корпуса 1, плавающего поршня 6, размещенного вокруг цилиндра 2, и упругого элемента (пружина или газ) в по лости 24, образована цилиндрическая кольцевая полость Д, сообщенная с рабочей полостью А высокого давления. Упругий элемент полости 24 подпружинивает плавающий поршень 6 в сторону 15 перегородки 4. Амортизатор снабжен также узлами 25 крепления к основанию или сооружению.Гидравлический амортизатор работает следующим образом, 20При движении следящего штока 19 внутрь полости В рабочая жидкость через отверстие 14 вытесняется в кольцевую полость Д, из которой поступает в рабочую полость А высокого дав ления и оттуда через зазор между отверстием 5 и тарелью 13 в гидравлическую полость Б низкого давления. Увеличение объема полости Б вследствие поступления в нее жидкости приво дит к перемещению плавающего поршня 6 и обжатию упругого элемента полости 24, например газа, Давление жидкости в полости Б и связанной с ней каналом 10 и отверстием 11 полости Г возрас тает.Площади тарели 13 и отверстия 5 выбирают таким образом, чтобы получить требуемый закон демпфирующей реакции на участке до выхода на ограничение. При этом зазор может быть равен нулю в случае полного перекрытия тарелью 13 отверстия 5, Площадь Г зазора для свободного перетока жидкости из полости А в полость Б зависит от 45 перепада АР давлений Р, и Ро соответственно в полостях А и Б. При равенстве давлений Р, и Р в полости А и Б результирующая сила давления на клапан воспринимается пружиной 15 и гайкой 17. Ввиду ограниченной площади перетока жидкости в исходном положении перед тарелью 13 давление будет повышаться.55При достижении расчетного перепада давления игла 9 клапана перемещается вниз, тарель 13 открывает переток увеличенной площади и давление в 43 4полости А ограничивается. Это обеспечивается тем, что система сил, действующих на подвижные части клапана, находится в равновесии, так как давление Р, в полости А на площадь, равную разности площадей тарели 13 и иглы 9, уравнивается давлением Ро на площадь тарели 13 и площадь поршня 12 соответственно в полостях Б и Г. При увеличении скорости движения плунжера 3 возрастает расход жидкости через клапан, за счет чего тарель 13 с поршнем 12 перемещаются вниз.Таким образом, смещение иглы 9 клапана будет ограничивать практически величину перемещения поршня 12 во втулке 18. Роста демпфирующей ре- акции при этом не происходит. В результате достигается строгое ограничение реакции демпфирования за счет постоянной восстанавливающей силы, не зависящей от хода клапана, как показано на фиг.3, где участок нелинейной зависимости реализуется при перетоке жидкости через постоянную площадь Г зазора в отверстии 5 (йР меньше расчетного), а горизонтальный участок соответствует переменной площади Г после "открытия" клапана - смещения тарели 13 при достижении расчетного перепада давлений, Далее плунжер 3 совершает рабочий ход и перемещается на величину, необходимую для восприятия внешнего нагружения.После, уменьшения внешней нагрузкискорость 3 плунжера снижается, расход жидкости и перепад давлений ЬР падает, тарель 13 возвращается в исходное положение. Далее под действием давления Р в гидравлической полостиоБ, создаваемым рабочим упругим элементом полости 24 (жидкостью или газом), происходит запитка полостей А и Д жидкостью. Жидкость поступает через кольцевой зазор площадью Й между отверстием 5 и тарелью 13, в случае исполнения амортизатора с нулевой площадью зазора - через обратные клапаны (не показаны),которые обеспечи-.вают заполнение освобождающихся в амортизаторе полостей А и Д жидкостью В случае, если при возврате плунжера 3 в исходное положение возрастает внешняя нагрузка, прикладываемая в направлении возврата плунжера 3, срабатывает шток 19, При работе амортизатора на сжатие из исходного положения (в направлении верх), следящийшток 19 входит в полость В плунжера 3,и работа амортизатора происходит аналогичноуказанному выше режиму,При перетекании жидкости через зазор между тарелью 13 и отверстием 5 5в перегородке 4 величина смещения тарели 13 и иглы 9 зависит только отперепада давлений ЬР, площади дополнительного поршня 12 и давления Родействующего на поршень 12. ДавлениеР в полости Б при максимальном расоходе жидкости через клапан практически не изменяется. Это связано с тем,что при максимальном расходе смещение плунжера 3 не превышает, как правило, 10-15 Е от максимального, и ростдавления Р не превосходит 1-1,57 отноминального. Величина перепада давления Р оказывается строго ограниченной, так как восстанавливающая 20сила, действующая на тарель 13, независит от величины смещения ее. Соответственно достигается строгое ограничение демпфирующей составляющей реакции амортизатора. 25Постоянная восстанавливающая сила в клапане амортизатора существенно расширяет диапазон скоростей эффективно воспринимаемых внешних нагрузок, а непосредственная связь рабо чих полостей Д и А высокого давления позволяет с высокой стабильностью локализовать рабочие гидравлические сопротивления амортизатора в одном узле - демпфирующем клапане. Одновре- З 5 менно обеспечивается устранение колебательных процессов жидкости и внутренних элементов амортизатора и связанных с этим явлением пульсаций давлений в гидродинамическом тракте 40 амортизатора.Применение гидравлического амортизатора позволяет решать задачу амортизационной защиты в условиях качественно более высокого уровня нагрузок 45 и в ограниченных объемах пространств под размещение амортизирующих устройств и защищаемых объектов.Формула изобретенияГидравлический амортизатор, содержащий коаксиально расположенные корпус, цилиндр и размещенный в нем с возможностью поступательного перемещения полый плунжер, перегородку с отверстием, образующую с корпусом рабочую полость высокого давления, плавающий поршень, подпружиненный в сторону перегородки и образующий с ней и корпусом гидравлическую полость низкого давления,демпфирующий клапан, включающий установленную в торце корпуса обойму и пропущенную через рабочую полость высокого давления и отверстие в перегородке иглу с осевым каналом и радиальным отверстием, а в полом плунжере выполнено отверстие, соединяющее его полость с рабочей полостью высокого давления, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения восприятия высокоскоростных нагрузок, постоянства отслеживания реакции амортизатора в широком диапазоне изменения нагрузок, устранения динамических эффектов пульсаций в гидравлическом тракте амортизатора, увеличения полноты диаграммы энерго- поглощения и уменьшения габаритов, перегородка жестко закреплена на корпусе, демпфирующий клапан расположен со стороны плунжера и имеет дополнительный поршень и тарель, закрепленные на противоположных концах иглы, дополнительный поршень расположен в обойме и его подпоршневая полость свя-, зана осевым каналом и радиальным отверстием иглы с гидравлической полостью низкого давления корпуса, а тарель установлена с возможностью осевого перемещения относительно отверстия в перегородке.131 О 543 Сюрюслэ олуекерц Составитель Г.СмирноваТехред М.Ходанич Корректор А, Тяско Редактор Э.Слиган Заказ 1876/31 Тираж 812 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5