ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к гидравлическим гасителям колебаний (демпферам) рельсового подвижного состава.
Известны гидравлические гасители колебаний полезная модель №6418 кл.6 F 16 5/00, №17208 кл.7 F 16 F5/00, содержащие корпус с основанием и размещенным в корпусе цилиндром, в котором установлен с возможностью перемещения поршень со штоком и имеется днище, в поршне и днище установлены клапанно-дроссельные устройства. Цилиндр и, частично, корпус заполнены рабочей жидкостью. Корпус и шток этих гасителей уплотнены сильфоном (резиновым гофрированным чехлом), который предназначен для предотвращения утечки жидкости и попадания внутрь пыли, грязи, влаги и др. Сильфон с натягом устанавливают на гладкий корпус гасителя и шток и зажимают хомутами. У гасителей с сильфонным уплотнением элементами, лимитирующими их эксплуатационную надежность и работоспособность являются сами сильфоны. Вследствие больших динамических нагрузок имеются случаи выхода из строя сильфонов (трещины) и креплений их к корпусу и штоку. Негерметичность в соединениях сильфона с корпусом и штоком возникает из-за конструктивных недостатков. Закрепление сильфона на корпусе у известных гасителей осуществляется хомутом. Поскольку корпус гасителя выполнен цилиндрическим с гладкой поверхностью, то сильфон не достаточно герметизирует корпус от утечек жидкости и, кроме того, при растяжении гасителя сильфон не удерживается хомутом и соскальзывает с корпуса и со штока. Хомуты, прижимающие сильфон к корпусу и к штоку, зачастую перекашиваются при установке и в работе,
что ухудшает герметичность соединения сильфона с корпусом и штоком. Поэтому известные гасители колебаний не надежны.
Для повышения работоспособности и эксплуатационной надежности необходимо усовершенствовать конструкцию самих сильфонов и их креплений к корпусу и штоку гасителя колебаний.
Наиболее близким по технической сущности является гидрогаситель транспортный полезная модель №17208 кл. 7 F 16 F 5/00, выбранный за прототип, содержащий корпус с основанием, и с размещенным в корпусе цилиндром, в котором установлен с возможностью перемещения поршень со штоком и имеется днище. В поршне и днище выполнены сквозные отверстия и кольцевые бурты с дроссельными щелями, к которым болтами через конические ограничительные шайбы прижаты с натягом клапанные пластины в поршне с двух сторон, а в днище - с нижней стороны, при этом к буртам верхней стороны днища пружиной прижат диск впускного клапана, корпус и шток уплотнены сильфоном, а основание корпуса и шток снабжены крепительными проушинами, шток пропущен через центральное отверстие в гайке, в выточке которого вставлена втулка из антифрикционного материала. Гайка цилиндрическим выступом вставлена в цилиндр, оперта на цилиндр торцевой полостью и снабжена периферийными отверстиями, соединяющими полость сильфона с кольцевой полостью между цилиндром и корпусом, при этом сопрягаемые части днища и основания выполнены шаровой формы. Клапанные пластины с ограничительными шайбами по существу являются предохранительными клапанами.
Недостатком известного гасителя колебаний - полезной модели №7208 кл. 7 F 16 F 5/00 является малая надежность вследствие несовершенства сильфона и креплении его к корпусу и штоку. Сильфон при больших ходах поршня со штоком гасителя деформируется, при этом
из-за конической формы напряжения в материале сильфона распределяются неравномерно, вследствие чего повреждается. Крепления сильфона у известного гидрогасителя недостаточно герметичны и недостаточно надежно закреплены на поверхности корпуса и штока гасителя. На гладком цилиндрическом штоке сильфон закреплен натягом и браслетной пружиной, что не обеспечивает герметичность и надежность соединения сильфона со штоком. На ходе растяжения сильфон растягивается и под напряжением в материале (резине) соскальзывает по штоку. На корпусе сильфон хомутом зажат на гладкой поверхности корпуса, что не обеспечивает герметичность соединения и позволяет сползать сильфону с корпуса при больших ходах растяжения гасителя колебаний. Хомут зачастую перекашивается относительно сильфона при сборке гасителя или в процессе его эксплуатации. При нарушении соединения сильфона с корпусом и штоком происходят утечки рабочей жидкости, приводящие к потере работоспособности гидрогасителей.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение работоспособности и эксплуатационной надежности гасителей путем совершенствования сильфона и его крепления к штоку.
Этот технический результат достигается тем, что гидравлический гаситель колебаний транспортных средств, содержащий корпус с основанием и размещенным в корпусе цилиндром, в котором установлен с возможностью перемещения поршень со штоком и имеется днище, в поршне и днище размещены клапанно-дроссельные устройства. Корпус и шток уплотнены сильфоном, шток пропущен через центральное отверстие в направляющей, которая гайкой с периферийными отверстиями прижата к цилиндру, цилиндр полностью и корпус частично заполнены рабочей жидкостью, при этом корпус и шток уплотнены сильфоном, основание корпуса и шток снабжены проушинами.
Гаситель имеет следующие конструктивные отличия:
- верхняя часть штока имеет круговую выточку в месте соединения с сильфоном;
- верхняя часть наружной поверхности корпуса имеет круговую выточку в месте соединения с сильфоном;
- нижняя часть сильфона с внутренней стороны имеет выступ, соответствующий по форме и размерам круговой выточке на корпусе;
- сильфон выполнен цилиндрическим, т.е. все гофры имеют одинаковый диаметр;
- сильфон имеет с наружной стороны вверху канавку для хомута штокового, внизу - канавку для хомута корпусного.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1 представлен вид гасителя колебаний транспортных средств в разрезе; на фигуре 2 - фрагмент сильфона - нижняя часть с круговым выступом на внутренней поверхности и канавкой на наружной поверхности; на фигуре 3 - фрагмент корпуса- верхняя часть с круговой канавкой; на фигуре 4 - фрагмент сильфона - верхняя часть с канавкой на наружной поверхности; на фигуре 5 - фрагмент верхней части штока с круговой выточкой. На фигурах обозначены:
1 - корпус;
2 - цилиндр;
3 - поршень;
4 - шток;
5 - основание;
6 - проушина штоковая;
7 - проушина корпусная;
8 - направляющая;
9 - гайка;
10 - днище;
11 - отверстия в поршне;
12, 13 - отверстия в днище;
14 - пластины над поршнем;
15 - пластины под поршнем;
16 - пластины под днищем;
17 - диск;
18 - пружина;
19 - болт штоковый;
20, 21 - шайбы конические;
22 - болт днищевый;
23 - гайка фигурная;
24 - выточка круговая в корпусе;
25 - выточка круговая в штоке;
26 - сильфон;
27 - выступ круговой на внутренней поверхности сильфона;
28 - канавка нижняя на наружной поверхности сильфона;
29 - канавка верхняя на наружной поверхности сильфона;
30 - хомут корпусный;
31 - хомут штоковый;
32 - канал соединительный.
Гидравлический гаситель колебаний содержит корпус 1 с цилиндром 2 в котором с возможностью перемещения вставлен поршень 3 со штоком 4. К корпусу приварено основание 5. К штоку приварена проушина штоковая 6, а к основанию - проушина корпусная 7. Шток пропущен в отверстие направляющей 8, прижатой гайкой 9 с периферийными отверстиями к цилиндру. Снизу цилиндр имеет днище 10. В поршне и днище имеются сквозные отверстия 11, 12, 13 и кольцевые бурты - седла (сверху и снизу поршня и днища), в которых
выполнены дроссельные отверстия. Сквозные отверстия перекрыты пластинчатыми клапанами 14, 15, 16,, а днище сверху - диском 17, прижатым пружиной 18 к верхнему бурту днища. Пластины, сквозные отверстия, кольцевые бурты и дроссельные отверстия представляют собой клапанно-дроссельные устройства. В поршне пластины поджаты к буртам болтом штоковым 19 через конические шайбы 20, 21, а в днище -болтом 22 с фигурной гайкой 23. На верхней части корпуса выполнена круговая выточка 24, а на верхней части штока - круговая выточка 25. Цилиндр полностью, а корпус частично заполнены рабочей жидкостью. Корпус и шток уплотнены сильфоном (резиновым гофрированным чехлом) 26. Сильфон в нижней внутренней полости имеет круговой выступ 27, а на наружной поверхности две канавки: нижнюю - 28 и верхнюю - 29. Сильфон с нижней стороны натянут на корпус, при этом его круговой выступ размещен в круговой канавке, а с другой стороны -натянут на шток в месте круговой выточки на штоке. Сильфон в местах натяга на корпус и шток зажат хомутами корпусным 30 и штоковым 31, при этом хомуты размещены в канавках, выполненных на наружной поверхности сильфона и хомуты стянуты болтами. Внутренняя часть цилиндра разделена поршнем на полости А и Б. Кольцевая полость между цилиндром и корпусом - рекуперативная полость обозначена буквой В, а полость под днищем - буквой Г. В основании имеется канал 32, соединяющий полости В и Г. Канал направлен таким образом, чтобы не допустить попадания воздуха в цилиндр при работе гасителя в горизонтальном направлении.
Работает гаситель колебаний следующим образом. На транспортном средстве гидрогаситель прикреплен своими проушинами 6, 7 к взаимно колеблющимся частям вагонов и локомотивов. При колебаниях транспортного средства проушины гасителя перемещаются
между собой, вследствие чего шток 4 с поршнем 3 перемещается относительно цилиндра 2 и корпуса 1.
На ходе сжатия гасителя поршень 3 со штоком 4 перемещается внутрь цилиндра 2, вследствие чего повышается давление жидкости в подпоршневой полости А и жидкость с большим сопротивлением по дроссельным отверстиям в буртах поршня перетекает в надпоршневую полость Б, а по дроссельному отверстию в верхнем бурте днища 10 - в полость Г и, оттуда, по соединительному каналу 32 - в полость В. Чем больше скорость поршня, тем больше давление жидкости. При больших скоростях поршня на ходе сжатия повышенным давлением жидкости отгибаются от нижнего бурта поршня пластины 15 и от нижнего бурта днища - пластины 16 и жидкость перетекает через сквозные отверстия 11 поршня из полости А в полость Б и через сквозные отверстия 13 днища из полости А в полость Г и, далее, по соединительному каналу 32 - в рекуперативную полость В. Часть жидкости, просочившаяся через зазор между штоком и направляющей, стекает по переферийным каналам гайки 9 в рекуперативную полость В. На ходе сжатия сильфон сжимается и испытывает большие напряжения, поскольку все гофры имеют одинаковую цилиндрическую форму, то напряжения распределяются равномерно, что способствуют долговечности сильфона.
На ходе растяжения гасителя поршень перемещается к направляющей 8, происходит повышение давления жидкости в надпоршневой полости Б, поэтому она перетекает с большим сопротивлением через дроссели в буртах поршня в подпоршневую полость А. При больших скоростях поршня когда давление жидкости достигнет расчетного значения, отгибаются от нижних буртов поршня пластины 15 в поршне и жидкость большим потоком перетекает в подпоршневую полость А, ограничивая тем самым усилия сопротивления гидрогасителя на расчетном уровне. Поскольку подпоршневая полость А
больше надпоршневой В, то в ней из-за недостатка жидкости понижается давление. Перепадом давлений в полостях А и В (плюс Г)диск 17 преодолевая сопротивление слабой пружины 18 отходит от верхнего бурта днища 10 и открывает проход жидкости через отверстия 12 и соединительный канал 32 для пополнения полости А. На ходе растяжения гасителя сильфон 26 растягивается, поскольку он выполнен с цилиндрическими гофрами, его материал испытывает равномерные напряжения, что способствует его долговечности.
Сильфон при растяжении не соскальзывает с корпуса гасителя, поскольку круговой выступ 27 на его внутренней поверхности размещен в выточке 24 на корпусе гасителя и прижат хомутом корпусным 30. Хомут надежно крепит сильфон на корпусе, поскольку размещен в канавке 28, на наружной поверхности сильфона. Соединение выступа 27 на внутренней поверхности сильфона с выточкой 24 на корпусе поджатое хомутом, представляет собой надежное лабиринтное уплотнение от утечек рабочей жидкости. Сильфон при растяжении не соскальзывает со штока гасителя, поскольку прижат к штоку в месте расположения выточки круговой 25 в штоке хомутом штоковым 27, который размещен в канавке 29, выполненной на наружной поверхности сильфона вверху. Такое расположение повышает надежность соединения сильфона со штоком и герметичность этого соединения.
Предлагаемое техническое решение повышает эксплуатационную надежность гидравлического гасителя колебаний транспортных средств, что улучшает плавность хода и безопасность движения вагонов и локомотивов.
Предлагаемая полезная модель может быть применена на автомобильном и гусеничном транспорте.