ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно, к конструкции гидравлических телескопических амортизаторов и стоек транспортных средств.
Из существующего уровня техники известно устройство амортизатора (Й.Раймпель, Шасси автомобиля. Амортизаторы, шины и колеса. М., Машиностроение, 1986 г., стр.16, рис.1.5). Известно описание покрытия штока твердым хромом (Й.Раймпель, Шасси автомобиля. Амортизаторы, шины и колеса. М., Машиностроение, 1986 г., стр.28, 31; И.Б.Скиндер, Ю.А.Лиэпа, Гидравлические телескопические амортизаторы. Атлас конструкций. М., Машиностроение, 1968 г, стр.8, 9). Амортизатор состоит из корпуса, расположенного в корпусе рабочего цилиндра с клапаном сжатия, размещенного в нем штока с покрытием, установленных на штоке последовательно поршня с клапаном отбоя и перепускным клапаном, направляющей штока и уплотнения штока.
Главное требование к работе амортизатора - ресурс работы. Ресурс работы зависит в первую очередь от уплотнения, а ресурс последнего - в основном от состояния поверхности штока. Она должна быть твердой, чтобы пыль и частицы грязи не могли оставить царапин, коррозионно-стойким, чтобы не повредить уплотнение очагами коррозии, и возможно более гладкой для малого трения скольжения. (Й.Раймпель, Шасси автомобиля. Амортизаторы, шины и колеса. М., Машиностроение, 1986 г., стр.28)
Наиболее распространенным покрытием на шток амортизатора является гальваническое покрытие шестивалентным хром (Сr) толщиной 12-15 мкм. Это покрытие обеспечивает защиту штока, выполненного из углеродистой стали, от коррозии (96 часов в среде соляного тумана по ГОСТ 4233) и обеспечивает ресурс 1,5-2 млн. двойных ходов (стендовые испытания на износ по ОСТ 37.001.084-84).
Недостатком данного покрытия является более высокий коэффициент трения (µ=0,7) в сравнении с предлагаемым покрытием, защита поверхности штока амортизатора от износа и коррозии осуществляется за счет большой толщины гальванического покрытия (10 мкм и более), а для увеличения ресурса амортизатора требуется увеличение толщины гальванического покрытия штока амортизатора. Технология получения гальванического покрытия шестивалентным хромом является экологически опасной.
Задачей полезной модели является создание гидравлического телескопического амортизатора, шток которого имеет экологически безопасное покрытие, стойкое к коррозионному разрушению, с минимальным коэффициентом трения (от 0,1 до 0,6) на поверхности штока амортизатора, с повышенным ресурсом работы.
Даная задача решается за счет применения нанокомпозитных систем Ti-Al, Cr-Al, Ti-Al-Cr, Al-Cr-N, Ti-Al-Cr-N, Al-Si-Cr-N, Ti-C-N, Cr-C-N и др., напыляемых методом магнетронного распыления в среде вакуума. Сверхтвердость нанокомпозитных покрытий не связана с высокими внутренними напряжениями, а определяется их нано-шкальной структурой. В нанокомпозитных покрытиях не существует дислокации из-за небольшого нанометрического размера зерен или слоев и, следовательно, движущая сила для релаксации свойств с ростом температуры уменьшается.
В данной полезной модели взамен гальванического покрытия хромом (Cr) штока амортизатора предлагается системное нанокомпозитное покрытие, состоящее из двух и более различных по составу и функциональным характеристикам слоев: внутреннего слоя металлических нанокомпозитов системы Ti-Al, Cr-Al, Ti-Al-Cr и др. (защита от коррозии) толщиной от 1 до 10 мкм и внешнего слоя керамических нанокомпозитов систем Al-Cr-N, Ti-Al-Cr-N, Al-Si-Cr-N, Ti-C-N, Cr-C-N и др. (низкое трение, высокая износостойкость) толщиной от 0,1 до 2 мкм. Шток амортизатора, имеющий системное нанокомпозитное покрытие TiAl-AlTiN, после наработки 2,5 млн. циклов в стендовых испытаниях не имеет следов износа на поверхности покрытия.
При использовании более эффективных по своим трибологическим характеристикам внешних слоев (nc-AlN/nc-CrN или Me-CNx) при тех же толщинах покрытия может быть обеспечено более чем 2-х кратное повышение ресурса штока.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображен амортизатор в разрезе.
Амортизатор (фиг.1) включает в себя:
1. корпус амортизатора;
2. рабочий цилиндр;
3. клапан сжатия;
4. шток;
5. поршень;
6. клапан отбоя;
7. буфер отбоя;
8. направляющую штока;
9. манжета;
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. При ходе сжатия шток 4 с поршнем 5 вдвигается в рабочий цилиндр 2, давление под поршнем в полости В повышается и амортизаторная жидкость через калиброванные отверстия в поршне 5, перетекает в полость А. Часть объема в полости А при ходе сжатия занимает шток и избыток амортизаторной жидкости из полости В перетекает в компенсационную полость С через клапан сжатия 3, создавая усилие сжатия.
При ходе отбоя шток 4 с поршнем 5 выдвигается из рабочего цилиндра 2, давление над поршнем в полости А возрастает и амортизаторная жидкость перетекает в полость В через клапан отбоя 6 поршня 5, создавая усилие отбоя. При ходе отбоя шток 4 перестает занимать часть объема в полости А и амортизаторная жидкость из компенсационной полости С возвращается в полость В через калиброванные отверстия клапана сжатия 3.