Гідравлічний демпфер - патент України 2301363 - Сливинський евгений васильевич, Клімов дмитрий

Винахід відноситься до галузі машинобудування. Гідравлічний демпфер містить циліндр з порожнистим штоком і поршнем, забезпеченим каналами Г-подібної форми. Поршень жорстко закріплений на підлогою штоку. У надпоршневій зоні, всередині порожнього штока встановлено дві діафрагми напівсферичної форми, одна з яких суцільна, а інша має осьовий наскрізний отвір. У просторі між ними рухомо розміщене сферичне тіло кочення, забезпечене в своїй горизонтальній екваторіальній області кругової лискою і вертикальним осьовим наскрізним каналом. У стінках полого штока, в просторі між діафрагмами виконані похилі до поздовжньої осі його симетрії канали. Досягається спрощення конструкції і підвищення ефективності роботи демпфера. 1 з.п. ф-ли, 4 іл.

Малюнки до патенту України 2301363

Пропонований винахід відноситься до галузі машинобудування і може бути використано в конструкціях різної транспортної техніки.

Відомий гідравлічний демпфер по А.с. СРСР №1084508 від 08.12.1983 р Такий демпфер складається з циліндра, в якому розміщений рухомо поршень зі штоком. У поршні виконані вертикальні канали, що переходять на його поверхні в горизонтальні і що примикають до радіально розташованим ребрах, жорстко закріпленим на поверхні поршня. Така конструкція демпфера дозволяє створювати крутний момент на штоку, що виникає від потоку рідини, що рухається при його робочому ході, що забезпечує поглинання частини механічної енергії і тим самим використовувати його в експлуатації більш ефективно. Істотним недоліком такого демпфера є те, що закрутка штока відбувається тільки при робочому ході, а при віддачі досягти цього неможливо. Тому конструкція такого демпфера не дозволяє підібрати оптимальні параметри зусиль при прямому і зворотному ході штока.

Відома також конструкція гідравлічного демпфера, описаного в патенті RU 2230241 від 10.06.04 р у якого другий торець поршня, також як і перший, забезпечений радіальними ребрами і виступами з вигнутими під прямим кутом до осі поршня каналами, але спрямованими в протилежну сторону до наявних на першому торці поршня, а сам поршень складається з двох частин, кожна з яких закріплена на роздільних штоках, встановлених рухомо один в одному, і один з них пустотіла. Незважаючи на свою ефективність роботи такої демпфер також має істотний недолік, що характеризує його складність конструкції.

Тому метою пропонованого винаходу є спрощення конструкції і підвищення ефективності роботи демпфера.

Поставлена ​​мета досягається тим, що обидві частини поршня жорстко закріплені на підлогою штоку, а в його надпоршневій зоні всередині встановлені дві напівсферичної форми діафрагми, одна з яких суцільна, а інша має осьовий наскрізний отвір, і в просторі між ними рухомо розміщене сферичне тіло кочення, забезпечене в своїй горизонтальній екваторіальній області кругової лискою і вертикальним осьовим наскрізним каналом, причому в стінках згаданого пустотілого штока, також в просторі між діафрагмами, виконані похилі до прод Ольне осі його симетрії канали, одні поздовжні, осі яких спрямовані в бік верхньої частини циліндра, а інші нижньої. Похилі канали штока виконані конусними і у нижніх менші їх діаметри розташовані на зовнішній його утворює, а у верхніх - на внутрішній.

На фіг.1 показана частина гідравлічного демпфера з поздовжнім розрізом, на фіг.2 - його перетин по А-А, на Фіг.3 і 4 показано укрупненное перетин полого штока з розташованими в ньому деталями.

Гідравлічний демпфер складається з циліндра 1 з встановленим в ньому поршнем 2 і порожнистим штоком 3. Поршень 2 забезпечений радіальними ребрами 4 і пов'язаними з ними з зазором виступами 5. Виступи 5 забезпечені горизонтальними каналами 6, переходять у вертикальні канали 7. Порожній шток 3 пов'язаний з поршнем 2 шпонкой 8 і фіксований гайкою 9. у підлогою штоку 3 жорстко закріплені діафрагми 10 і 11, а остання забезпечена наскрізним отвором 12. у просторі між діафрагмами 10 і 11 рухомо у вертикальній площині полого штока 3 розміщено сферичне тіло кочення 13, забезпечений нное кругової лискою 14 і вертикальним осьовим наскрізним каналом 15, а в стінках полого штока 3 виконані верхні конусні канали 16 і нижні конусні канали 17. Циліндр 1 заповнений робочою рідиною 18.

Працює гідравлічний демпфер наступним чином. У статиці, коли, наприклад, транспортний засіб, в якому використовуються гідравлічні демпфери, їх деталі знаходяться в такому положенні, як це показано на фіг.1. При русі транспортного засобу (на кресленнях воно не показано) поршень 2 спільно з порожнистим штоком 3 здійснює робочий хід по стрілці В (див. Фіг.1), при цьому знаходиться в подпоршневую порожнини робоча рідина 18 надходить по стрілці С горизонтальні канали 6 виступів 5, проходить через вертикальні канали 7 і контактує з радіальними ребрами 4, створюючи крутний момент Мкр на підлогою штоку, який закручується на певний кут, поглинаючи поступальну енергію ходу поршня 2. Зворотний хід поршня 2 відбувається так само з опором, але при цьому робоча рідина протікає по каналах 6 і 7 в протилежному напрямку стрілкою С. В разі ж різкого виникнення динамічного навантаження при робочому ході поршня 2 (див. фіг.4), коли його швидкість VPX миттєво зростає, робоча рідина 18 отримує рух по стрілці D в порожнистої порожнини штока 3, проходить через наскрізний отвір 12, виконане в діафрагмі 11, і переміщує з деяким опором сферичне тіло кочення 13 в напрямку стрілки Е (за рахунок наявності кругової лиски 14, виконаної на сферичному тілі кочення 13, наприклад, по 4 у квалитету утворює з внутрішньою поверхнею полого штока 3 поступальну кінематичну пару високої точності сполучення) до тих пір, поки воно не упреться в діафрагму 10. Після цього робоча рідина 18 вже не зможе протікати по вертикальному осьового наскрізного каналу 15 і тому надійде по стрілках F в нижні конусні канали 17, стікаючи з них з значною швидкістю і створюючи опір руху поршня 2 по стрілці В (слід зазначити, що швидкість витікання робочої рідини 18 з каналів 17 зростає за рахунок того, що на виході ка али 17 мають діаметр отвору менший, ніж на вході. Більш того, на кресленнях це не показано, але кількість каналів 17 може бути різним, виходячи з габаритів і області застосування гідравлічного демпфера). Чим вище швидкість V PX руху поршня 2 при робочому ході, тим вище буде демпфуюча здатність гідравлічного демпфера. У той же час в верхні конусні канали 16 робоча рідина потрапити не може, так як вони прикриті сферичним тілом кочення 13. При зворотному ході поршня 2, тобто віддачі демпфера, останній разом з порожнистим штоком 3 буде переміщатися в напрямку, протилежному стрілці В зі швидкістю руху VOX (див. фіг.3), і тоді під дією струму робочої рідини 18 по стрілці до сферичне тіло кочення 13 переміститься по стрілці L і остання надійде в його вертикальний осьової наскрізної канал 15 так само по стрілці до і буде транспортуватися в подальшому по порожньому шт оку 3 в подпоршневую порожнину демпфера, так само демпфіруем цей вид динамічного навантаження. Надалі описані процеси можуть повторюватися неодноразово.

Техніко-економічне перевага запропонованого технічного рішення в порівнянні з відомими очевидно, так воно простіше за конструкцією і в той же час дозволяє ефективно демпфіровать динамічні складові навантажень, що виникають в умовах експлуатації різних транспортних засобів.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Гідравлічний демпфер, що містить циліндр з порожнистим штоком і поршнем, забезпеченим каналами Г-подібної форми, що відрізняється тим, що поршень жорстко закріплений на підлогою штоку, причому в надпоршневій зоні, всередині порожнього штока встановлено дві діафрагми напівсферичної форми, одна з яких суцільна, а інша має осьовий наскрізний отвір, а в просторі між ними рухомо розміщене сферичне тіло кочення, забезпечене в своїй горизонтальній екваторіальній області кругової лискою і вертикальним осьовим наскрізним каналом, причому в стінках п лого штока, в просторі між діафрагмами виконані похилі до поздовжньої осі його симетрії канали.

2. Гідравлічний демпфер по п.1, що відрізняється тим, що похилі канали в стінках полого штока виконані конусними і у нижніх менші їх діаметри розташовані на зовнішній його утворює, а у верхніх - на внутрішній.