ГИДРОГАСИТЕЛЬ РЕЛЬСОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

ГИДРОГАСИТЕЛЬ РЕЛЬСОВОГО ИОДВИЖИОГО СОСТАВА
Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к гидравлическим гасителям колебаний рельсового подвижного состава: вагонов и локомотивов.
Известны гидрогасители, содержащие герметизированный гофрированным чехлом кираус с закрепленным в нем гайкой цилиндром с головкой и днищем, в цилиндре установлен с возможностью перемещения порщень со штоком, пропущенным через головку, шток и корпус имеют проушины, в поршне и дншце размещены клапанно-дроссельные системы (кл. F16 FS/00 а.с. 706610, 1732073, 1747760, 1370337). Клапанно-дроссельная системы включают набор упругих пластин и неупругий диск, поджатые пружиной к седлу с нормируемым диаметром опорной поверхности (гидрогасители фирмы Фихтель и Закс, вагонов метрополитена Мытищинского машиностроительного завода (ММЗ), гидрогасители венгерской фирмы RABA).
Недостатком известных технической решений является повышенная сложность клапаннодроссельных систем при изготовлении и ремонте и недостаточная работоспособность.
Повышенная сложность даже самых простых клапанно-дроссельных систем фирмы Фихтель и Закс состоит в применении дистанционного кольца, в котором протяжкой или фрезеровкой выполнены пазы для прохода жидкости. Дроссельные отверстия выполнены в одной их упругих пластин, что требует применения штампов, а при ремонте слесари могут перепутать порядок установки - эссельных пластин, которые надо ставить сразу же пол неупругкм диском Поскольку процессе работы глдрогасителя жесткий диск динамически воздейслв,с; иа дроссельную пластину по узкой контактной полосе с расположенными в ней дросселями, ю происходит кольцевой износ этой части дроссельной пластины, уменьшается толщина, а следователь ., уменьшается проходное сечение дросселей и гаситель 1зме-1яе1 свмю характеристику.
Недостаточная эксплуатационная работоспособность известных гидрогасителей объясняется еще и тем, что гофрированный чехол крепится жестко на корпусе и на штоке. В результате при максимальных перемещениях поршня чехлы чрезмерно растягиваются и трескаются.
Шток выполнен сплошным и заодно целое с поршнем, что сушественно затрудняет и удорожает его изготовление и ремонт.
Наиболее близким по технической сушности является гидрогаситель ММЗ (см. Справочник Гасители колебаний вагонов Соколов М.М., Варава В.И., Левит Г.М., М.: Транспорт, 1985), выбранный за прототип, содержащий корпус с закрепленным гайкой в нем цилиндром с головкой и днищем, в цилиндре установлен с возможностью перемещения порщень со штоком, пропущенным через головку, щток и корпус имеют проущины, в поршне и днище размещены пластинчатые клапанно-дроссельные системы, включающие набор пластин и неупругий диск, поджатые пружиной к седлу с нормируемьпй диаметром опорной поверхности, упругие пластины и неупругий диск размещены внутри дистанционного кольца. Пружина в днище уперта в ограничительную шайбу в виде звездочки.
Недостатком прототипа является сложность и недостаточная работоспособность.
Дистанционные кольца выполняют две функции - при монтаже клапанно-дроссельной системы ограничивает затяжку резьбового седла и тем самым фиксирует статический прогиб пружины, и пропускает рабочую жидкость через проточки по внутреннему диаметру при открытии клапана. Выполнение проточек весьма сложная операция, поэтому дистанционное кольцо является дорогой детально.
МПК F16 F 5/00
различные штампы. В процессе работы гидрогасителя жесткий диск и верхняя пластина динамически контактирует с дроссельной пластиной по узкому внутреннему кольцу, где выполнены дроссели и потому эта часть имеет наибольший износ, который изменяет проходное сечение дросселей, а значит и характеристику сил сопротивления гидрогасителя.
На жесткий диск воздействует значительное давление до 4...5 МПа рабочей жидкости, поэтому возможны его деформации, что приводит к потере плотности клапанно-дроссельной системы и выходу из строя гидрогасителя. Пружина в прототипе ничем не зафиксирована от бокового смещения, приводящего к нефущению работы клапанно-дросс ьной системы.
Манжетное уплотнение корпуса и щтока гидрогасителя не надежно, так как изнащивается в зоне подвижного контакта со щтоком.
Более надежным является уплотнение гофрированным резиновым чехлом, применяемым в известных аналогах.
Гофрированный чехол у этих аналогов в верхней частью одетый на шток и прижатый металлическим кольцом или хомутом не дает возможности скользить чехлу по штоку при больших перемещениях штока. Поэтому при растяжении материал чехла испытывает перенапряжение и быстро выходит их строя, т.к. образуются трещины или надрывы чехла. При отсутствии кольца или хомута нарушается герметичность уплотнения штока при температурных колебаниях в эксп.11уатации.
Рабочая жидкость, просачивающаяся в зазор между штоком и головкой цилиндра не успевает стекать в рекуперативную камеру корпуса через специальные проточки в гайке.
Для соединения штока с проушиной используется промежуточная приварная бонка, усложняющая конструкцию.
Шток выполнен сплошным и заодно целое с поршнем, что усложняет и удорожает его изготовление и ремонт.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение работоспособности гидрогасителя путем совершенствования клапанно-дроссельной системы и рациональной установки гофрированного чехла.
Этот технический результат достигается тем, что гидрогаситель, содержащий герметизированный гофрированным чехлом корпус с закрепленным в нем гайкой цилиндром с головкой и днищем, в цилиндре установлен с возможностью перемещения порщень со щтоком, пропущенным через головку, шток и корпус имеют проушины, в порщне и днище размещены пластинчатые клапанно-дроссельные системы, включающие набор упругих пластин и жесткий диск, поджатые пружиной к седлу с нормируемым диаметром, имеет следующие отличия:
-верхняя часть гофрированного чехла одета на щток с натягом и прижата к нему браслетной пружиной;
-отверстие в верхней проущине размещено эксцентрично;
-щток гидрогасителя выполнен полым и по резьбе соединен с порщнем и хвостовиком верхней проущины;
-ограничительная шайба вьшолнена в виде круглой пластины с круглыми отверстиями;
-гайка корпуса имеет сквозные круглые отверстия;
-жесткий диск выполнен с бортами по наружной цилиндрической части.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где представлено:
фиг. 1 - вид гидрогасителя в разрезе, верхняя проущина условно повернута на 90 относительно вертикальной оси гидрогасителей
головки 5, напрессованной на цилиндр. Снизу цилиндр имеет днище 6. Цилиндро-поршневая группа закреплена в корпусе гайкой 7, имеющей сквозные отверстия 8. К корпусу приварена нижняя проушина 9, а шток соединен с резьбовым хвостовиком 10 верхней проушины 11. Резьбовые соединения штока с хвостовиком и поршнем застопорены штифтами 12. Корпус частично, а цилиндр полностью заполнены рабочей жидкостью. Корпус и шток уплотнены резиновым гофрированным чехлом 13. Чехол прижат к корпусу хомутом 14 с болтом 15 и гайкой 16, а к штоку - натягом и браслетной пружиной 17.
Верхняя проушина имеет отверстие, эксцентрично расположенное относительно наружной поверхности, что создает утолщение в месте соединения с резьбовым хвостовиком по резьбе и сваркой и тем самым повышает надежность этого соединения. В верхней и нижней проушинах вставлены втулки металлические 18,19 и резиновые 20,21.
Клапанно-дроссельные системы в поршне и днише включают наборы упругих кольцевых пластин 22, 23 через диски 24,25 прижатые пружинами 26,27 к седлам 28,29. Седла имеют кольцевые опорные поверхности с нормируемым внутренним диаметром поверхности и конусные центральные отверстия. Седло в поршне вьшолнено заодно целое с резьбовой обоймой 30, а в днище - заодно целое с дншцем. Кольцевые пластины опираются на опорные поверхности седла. Жесткие диски (фиг. 2) имеют круглые отверстия по наружному диаметру и ступенчатое центральное утолщение. Дроссели 31,32 (фиг. 1) выполнены в виде радиальной расчетной проточки в утолщенной части диска.
Для прохода жидкости при наполнении полостей в цилиндрических частях обоймы и днища выполнены несквозные полукруглые отверстия 33,34, соединенные с надклапанными поверхностями А и В. Ограничительная шайба 35 в днище выполнена с круглыми отверстиями (фиг. 3). Клапанно-дроссельные системы фиксируются запорными кольцами 36,37. Поршень уплотнен кольцом 38. В гайке выполнены проточки 38.
Гидрогаситель работает следующим образом.
При колебаниях подрессоренных масс вагонов и локомотивов щток 4 с порщнем 3 совершают возвратно-поступательные перемешения относительно цилиндра 2. При сжатии гасителя поршень со штоком перемешается внутрь цилиндра. Под давлением жидкости приподнимается диск 24 клапанно-дроссельной системы в поршне и жидкость из подпоршневой полости А практически свободно перетекает через отверстия седла 28 набора ко.11ьцевых пластин 22 и несквозные отверстия 33 в надпоршневую полость В. Часть жидкости, равная объему тела входяшего в цилиндр штока 4 вытесняется из подпоршневой полости А через дроссель 32 диска 25 клапаннодроссельной системы днища в кольцевую полость С между цилиндром и корпусом. При проходе жидкости с большой скоростью через малое проходное сечение дросселя реализуются силы вязкого терния, что создает неупругое сопротивление сжатию гидрогасителя по зависимости близкой к квадратичной. При больших скоростях перемешения поршня, а значит при больших давлениях прогибаются внутренние части кольцевых пластин 23 по внутреннему диаметру опорной части седла и жидкость начинает проходить через отверстия в диске и седле (фиг. 4). Поскольку проходное сечение для жидкости в этом случае сушественно увеличивается по сравнению с дросселем, то рост силы сопротивления ограничивается при сжатии на предельном расчетном уровне, зависящим от количества кольцевых пластин и внутреннего диаметра опорной поверхности седла в цилиндре.
При ходе растяжения гасителя, когда поршень со штоком выходят из цилиндра, жидкосгь вытесняется из надпоршневой полости В в подпоршневую А через клапанно-дроссельную систему поршня. При малых скоростях поршня жидкость перетекает из надпоршневой полости В в подпоршк- г.ую А только через дроссель в жестком диске 24 поршневой стапанно-дросссльной системы. П  большой скорости перемещения поршня отгибается внутренняя часть к(;м..пг, упругих пластин 22 в поршне 3 и жидкость начинает перетекать по существенно большему, чем
дроссель проходному сечению через отверстия в диске 24, пластинах 22 и в седле 28, что ограничивает усилия сопротивления при растяжении на расчетном уровне, зависящим от количества пластин и В1 треннего диаметра опорной кольцевой пов шюсга седла в nfirfinf поршня.
Однако жидкость, перетекшая при ходе растяжения из надпоршневой полости В в подпоршневую А меньше обьема подпоршневой полости на величину объема тела штока, выходящего при этом из цилиндра, поэтому в подпоршневой полости А, понижается давление. За счет перепада давления в подпоршневой полости Айв кольцевой полости С между цилиндром и корпусом поднимается жесткий диск 25 преодолевая слабое сопротивление пружины 27 и рабочая жидкость начинает поступать из кольцевой полости С в подпоршневую полость А.
При этом жидкость проходит через отверстия в седле 29, пластинах 23, несквозным отверстиям 34 в цилиндрической части днища 6 и через круглые отверстия в ограничительной шайбе 35 в подпоршневую полость А. Таким образом перед следующим ходом сжатия подпоршневая полость А будет заполнена рабочей жидкостью и циклы сжатия-растяжения будут повторятся с колебаниями подрессоренной массы подвижного состава.
Рабочая жидкость просочивщаяся между штоком 4 и головкой 5 в полость Д, стекает самотеком в полость С по проточкам 38 и круглым отверстиям 8 в гайке 7. Круглые отверстия 8 используются для установки спецключа при отворачивании гайки 7.
Несквозные отверстия 33,34 в обойме поршня и в днище позволили исключить сложное в изготовлении дистанционное кольцо, имеющееся в прототипе.
Наличие борта по наружной цилиндрической поверхности у диска повьппает его жесткость, улучщает его перемещение в цилиндрическую часть у днища и обоймы и центрирование пружин 26 и 27. Борт позволяет исключить перекосы диска при работе гасителя в наклонном и горизонтальном положениях.
Выполнение дросселя в утолщенной части жесткого диска проще, чем в упругой пластине, т.к. не требует штампа, а может выполняться на фрезерном станке. Кроме того исключаются ошибки персонала при сборке клапанно-дроссельной системы и разунификация упругих пластин.
Полый шток уменьшает металлоемкость гидрогасителя, а наличие резьбовых соединений снижает трудоемкость изготовления и ремонта по сравнению, например, со штоком имеющим неразьемное соединение с поршнем. Разъемное соединение штока с верхней проушиной обеспечивает смену гофрированного чехла без полной разборки гасителя.
Эксцентричное размещение отверстия в верхней проущине позволяет уыеяыа гъ трудоемкость изготовления, т.к. при концентричном размещении отверстия необходимо приваривать промежуточную бонку к проущине для ее соединения со щтоком..
В предлагаемом гасителе гофрированный чехол В одевается на шток с натягом и фиксируется браслетной пружиной. Это позволяет обеспечить герметичность соединения чехла со штоком при различных температурах и взаимную подвижность при чрезмерном перемещении штока
Ограничительная шайба 34, имеющая круглые отверстия значительно проще в изготовлении, чем ограничительная шайба-звездочка прототипа (фиг. 3).
Совокупи г-ть предложенных технических решений упростило конструкцию предлагаемого гидрогасителч и повысило его работоспособность и эксплуатационную надежность.
Предлагаемый гидрогаситель эффективно ограничивает амплитуды колебаний транспортных средств в первой и второй ступенях рессорного подвешивания. Он работосгюсоиен Б вертикальном, наклонном и горизонтальном положениях. Гидрогасигель бьггь использован для элекгровозов, тепловозов, вагонов элекгропоездов, дизельпоездов, трамваев и