Гидравлический гаситель колебаний

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различных транспортных средств. Гаситель колебаний, преимущественно рельсовых экипажей, содержит рабочий цилиндр, в котором подвижно размещен поршень. Поршень состоит из двух частей, закрепленных на полом и сплошном штоках кольцевого и круглого сечения. Части поршня снабжены на своих поверхностях радиальными ребрами и выступами с изогнутыми под прямым углом каналами. Радиальные ребра подвижно размещены в вертикальной плоскости гасителя в соответствующих пазах. Пазы выполнены на внешних поверхностях каждой из частей поршня. Ребра подпружинены относительно пазов пружинами сжатия, имеющими различную величину линейной жесткости. Максимальный ход ребер равен высоте выступов, снабженных изогнутыми под прямым углом каналами. Достигается расширение эксплуатационных возможностей гидравлических гасителей колебаний. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различных транспортных средств.

Известен гидравлический гаситель колебаний (гидравлический демпфер), описанный в а.с. СССР №1084508 от 8.12.83 г. Такой гаситель колебаний состоит из рабочего цилиндра, в котором подвижно размещен поршень, жестко закрепленный на упругом штоке круглого сечения. На поршне также жестко установлены радиальные ребра и выступы с каналами. При перемещении поршня рабочая жидкость протекает по каналам поршня и выступа, и ее струя взаимодействует с радиальными ребрами, создавая окружную силу, которая способствует возникновению вращающего момента, воспринимаемого упругим штоком поршня. За счет периодической упругой деформации штока происходит рассеивание энергии, создаваемой поступательным перемещение поршня, и тем самым гашение колебаний кузова транспортного средства. Существенным недостатком такого гасителя является то, что он производит гашение колебаний при рабочем ходе поршня, а при отдаче его гашение колебаний, воспринимаемых штоком, невозможно.

Известен также гидравлический гаситель колебаний (гидравлический демпфер), представленный в патенте RU 2230241, у которого поршень состоит из двух частей, и каждая из них жестко закреплена на двух штоках, один из которых выполнен полым с кольцевым сечением, а другой сплошным круглого сечения. Каждая из половин поршня на своей внешней поверхности снабжена радиальными ребрами и примыкающими к ним с зазором выступами, в которых расположены горизонтальные каналы, переходящие в вертикальные. Несмотря на свою эффективность использования и этот демпфер, как и аналог, обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что создаваемые им силы сопротивления не имеют широкой регулировки и не всегда способны обеспечить плавность хода, а следовательно, и создание комфортных условий для людей, находящихся в различных по конструкции экипажах.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей гидравлических гасителей колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что радиальные ребра подвижно размещены в вертикальной плоскости гасителя в соответствующих пазах, выполненных на внешних поверхностях каждой из частей поршня, и подпружинены относительно них пружинами сжатия, имеющими различную величину линейной жесткости, причем максимальный ход упомянутых ребер равен высоте выступов, снабженных изогнутыми под прямым углом каналами.

На фиг.1 показана часть общего вида гасителя в разрезе и на фиг.2 - узел его подвижного радиального ребра в месте примыкания к выступу поршня.

Гидравлический гаситель колебаний состоит из рабочего цилиндра 1, в котором размещены части поршня 3 и 4. Часть поршня 3 жестко закреплена на полом штоке 5, а часть поршня 4 - на штоке сплошного круглого сечения 6. В части поршня 3 выполнены пазы 7, в которых подвижно расположены радиальные ребра 8, подпружиненные плоскими пружинами 9. В другой части поршня 4 выполнены подобные пазы 10 с размещенными в них также подвижно радиальными ребрами 11 с плоскими пружинами 12. Радиальные ребра 8 и 11 примыкают с зазором к выступам 13 с выполненными в них горизонтальными каналами 14, переходящими в вертикальные каналы 15. В рабочем цилиндре расположена рабочая жидкость 16.

Работает гидравлический гаситель колебаний следующим образом. При воздействии, например, внешней нагрузки F на штоке 5 и 6 (см. фиг.1) обе части поршня 3 и 4 перемещаются по стрелке А, при этом рабочая жидкость 16, протекая в пространстве, образованном между радиальными ребрами 11 и их выступами 13, попадает в горизонтальные каналы 14 и затем в вертикальные 16 и, истекая из другого горизонтального канала 14, взаимодействует с радиальными ребрами 8, создавая окружное усилие Р, а следовательно, и крутящий момент Т на полом штоке 5, демпфируя тем самым такой вид перемещений (следует отметить, что на чертежах показана только пара радиальных ребер 8 и 11, тогда как в реальной конструкции их может быть гораздо больше и выбор их количества зависит от диаметра частей поршня 3 и 4). В тех случаях, когда усилие F может быть выражено резким изменением динамики движения штоков 5 и 6, давление рабочей жидкости 16 окажется также значительным и под его действием радиальные ребра 11 части поршня 4, упруго деформировав их плоские пружины 12, переместятся в пазах 10 по стрелке В, снизив тем самым сопротивление тока рабочей жидкости 16 в пространстве, образованном выступами 13 и радиальными ребрами 11. Это в итоге позволит получить на радиальных ребрах 8 части поршня 3 большие значения окружного усилия Р и за счет этого сдемпфировать штоком 5 такой всплеск динамической силы F. Следует подчеркнуть, что при наличии нескольких радиальных ребер 11 на поверхности части поршня 4 жесткость плоских пружин 9 может быть выбрана разной, что позволит расширить диапазон изменения сопротивления тока рабочей жидкости через каналы 14 и 15 демпфера и тем самым в автоматическом режиме эффективно сдемпфировать такие динамические нагрузки за счет закрутки штока 5. При движении штоков 5 и 6 в направлении, обратном стрелке А, рабочий процесс гашения колебаний демпфером аналогичен вышеописанному с той лишь разницей, что по стрелке С в пазах 7 будут перемещаться радиальные ребра 8, упруго деформируя свои плоские пружины 9, которые после снятия нагрузки возвратят радиальные ребра 8 в исходное положение. Одновременно будет происходить закрутка штока 6 сплошного круглого сечения также возникающим моментом Т только в обратном направлении. Далее описанные процессы могут проходить неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно направлено на повышение эффективности использования гидравлического гасителя колебаний за счет автоматической регулировки его сил сопротивления в условиях воздействия на подвески транспортных средств динамических составляющих нагрузок в эксплуатационных условиях.

Гидравлический гаситель колебаний, преимущественно рельсовых экипажей, содержащий рабочий цилиндр, в котором подвижно размещен поршень, состоящий из двух частей, закрепленных на полом и сплошном штоках кольцевого и круглого сечения и снабженных на своих поверхностях радиальными ребрами и выступами с изогнутыми под прямым углом каналами, отличающийся тем, что радиальные ребра подвижно размещены в вертикальной плоскости гасителя в соответствующих пазах, выполненных на внешних поверхностях каждой из частей поршня и подпружинены относительно них пружинами сжатия, имеющими различную величину линейной жесткости, причем максимальный ход упомянутых ребер равен высоте выступов, снабженных изогнутыми под прямым углом каналами.