ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и касается конструкций гидравлических демпферов телескопического типа, устанавливаемых на различных транспортных средствах, преимущественно, на подвижном составе железных дорог для гашения колебаний систем рессорного подвешивания.
Известен гидравлический демпфер [1, Патент RU 2288387 С1, МПК F16F 5/00; F16F 9/34, приоритет от 16.05.2005, опубликован 27.11.2006], содержащий корпус, в котором коаксиально установлен, с образованием рекуперативной полости, цилиндр с поршнем, разделяющим цилиндр на поршневую и штоковую полости.
В таком демпфере имеются разгрузочные и переливные клапаны ходов сжатия и растяжения, и дроссельные каналы, сообщающие штоковую и поршневую полости, а также имеется направляющая, закрывающая сверху цилиндр и имеющая антифрикционную втулку с узлом уплотнения пропущенного через него штока. С противоположной стороны цилиндра установлен клапанный блок, содержащий обратный и предохранительный клапаны, и дроссельный канал, сообщающий поршневую и рекуперативную полости.
Недостатком гидравлического демпфера-аналога [1] является низкая надежность его работы. Это происходит из-за того, что конструкция поршневого узла с двумя переливными и двумя разгрузочными клапанами, включающая многочисленные детали, обладает большой инерционностью, что делает ее малоэффективной и ненадежной при работе в условиях высокочастотных колебаний, характерных для тяжелых условий эксплуатации транспортных средств.
Кроме того, конструкция поршня в таком демпфере имеет оппозитные лыски и большее количество разнонаправленных сверлений. Это усложняет конструкцию и технологию производства гидравлического демпфера. Существенно усложняется также его сборка из-за необходимости проведения регулировок клапанов и установки дополнительных фиксирующих элементов. Все это приводит к увеличению трудоемкости изготовления и сборки, как поршневого узла, так и демпфера целом.
Эти недостатки частично устранены в принятом за прототип полезной модели демпфере [2, Патент RU 97461 U, МПК F16F 9/16; F16F 9/34, приоритет от 28.05.2010, опубликован 10.09.2010].
Демпфер содержит подвижный и неподвижный элементы крепления, а также охваченный кожухом и снабженный днищем резервуар, в котором размещен с образованием кольцевой полости цилиндр с поршнем, на котором установлен разгрузочный клапан и который соединен со скрепленным с кожухом и подвижным элементом крепления штоком. Шток проходит через уплотнительную манжету и антифрикционную втулку, которые закреплены в направляющей, закрывающей под кожухом сверху цилиндр. Направляющая закреплена в резервуаре гайкой через крышку, охватывающую направляющую.
Снизу над днищем резервуара цилиндр закрыт перегородкой, сквозное отверстие которого перекрыто впускным клапаном с образованием между перегородкой и днищем резервуара рекуперативной полости, сообщенной с кольцевой полостью через подводящие наклонные каналы, выполненные в днище резервуара.
Уплотняющая манжета расположена в расточке направляющей с образованием сливной полости, которая, последовательно через выполненные в направляющей вертикальный промежуточный канал, горизонтальный промежуточный канал и дренажный канал, сообщена с кольцевой полостью через расположенную в ней дренажную трубку. Причем штоковая полость сообщена с дренажным каналом через дроссельное отверстие, выполненное в направляющей с выходом в вертикальный сливной канал.
Однако недостатком гидравлического демпфера-прототипа [2] является сложность его конструкции и технологии изготовления из-за наличия:
- не технологичных подводящих наклонных каналов, выполненных в днище резервуара;
- не технологичных и со сложным сверлением на сравнительно большую длину вертикального и горизонтального промежуточных каналов, выполненных в направляющей.
Поэтому задачей полезной модели является упрощение конструкции и технологии изготовления гидравлического демпфера путем достижения технического результата, направленного на устранение применения, как в прототипе [2], упомянутых не технологичных каналов, путем простых конструктивных приемов в других элементах демпфера.
Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом демпфере (фиг. 1-3), содержащем подвижный и неподвижный элементы крепления (1, 2), а также охваченный кожухом (3) и снабженный днищем (4) резервуар (5), в котором размещен с образованием кольцевой полости (6) цилиндр (7) с поршнем (8), на котором установлен разгрузочный клапан (9) и который соединен со скрепленным с подвижным элементом крепления (1) и кожухом (3), штоком (10), проходящим через уплотнительную манжету (11) и антифрикционную втулку (12), расположенные в выполненной с дренажным отверстием (13) и дроссельным отверстием (14) направляющей (15), закрепленной в резервуаре (5) гайкой (16) через охватывающую направляющую (15) крышку (17) и закрывающей под кожухом (3) сверху цилиндр (7), причем снизу над днищем (4) резервуара (5) цилиндр (7) закрыт перегородкой (18), сквозное отверстие (19) которого перекрыто впускным клапаном (20) с образованием между перегородкой (18) и днищем (4) резервуара (5) рекуперативной полости (21), сообщенной с кольцевой полостью (6), в которой расположена дренажная трубка (22), верхний конец которой сопряжен с дренажным отверстием (13), кроме того, внутри цилиндр (7) поршнем (8) разделен на поршневую полость (23) и штоковую полость (24), а уплотняющая манжета (11) расположена в расточке (26) направляющей (15) с образованием сливной полости (27), сообщенной с кольцевой полостью (6), с которой штоковая полость (24) сообщена через дроссельное отверстие (14), выполненное в направляющей (15), имеются отличительные существенные признаки: днище (4) резервуара (5) выполнено с приливом (28), образующим промежуточную полость (29), через которую рекуперативная полость (21) сообщена с кольцевой полостью (6), с которой сливная полость (27) сообщена через наклонный канал (30), выполненный в направляющей (15), в которой выполнена, сообщенная со штоковой полостью (24), кольцевая проточка (31), которая через дроссельное отверстие (14) в направляющей (15) сообщена с дренажным отверстием (13).
Выполнение днища резервуара с приливом, образующим полость, через которую рекуперативная полость сообщена с кольцевой полостью, направлено на устранение необходимости, выполнения, как в прототипе [2], не технологичных подводящих наклонных каналов.
Выполнение наклонного канала в направляющей, и сообщение им между собой сливной и кольцевой полостей, позволит обойтись, в сравнении с прототипом [2], без не технологичных и со сложным сверлением, на сравнительно большую длину, вертикального и горизонтального промежуточных каналов, выполненных в направляющей.
Выполнение в направляющей, сообщенной со штоковой полостью кольцевой проточки, которая через дроссельное отверстие в направляющей сообщена с дренажным отверстием, также направлено на не применение упомянутых не технологичных каналов, выполненных в направляющей.
В совокупности, перечисленные выше преимущества выполнения отдельных элементов гидравлического демпфера, направлены на упрощение его конструкции и технологии изготовления.
Дополнительные отличительные признаки полезной модели, направленные на усиление технического результата:
- антифрикционная втулка (12) выполнена из полиуретана;
- кольцевой проточкой (31) в направляющей (15) образован выступ (32), в котором расположено дополнительное уплотнение (33) штока (10);
- крышка (17) зафиксирована на направляющей (15) с помощью штифта (36);
- перегородка (18) расположена в контакте со стенкой днища (4) резервуара (5) и снабжена кольцевым уплотнением (37) по месту такого контакта.
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показан общий вид гидравлического демпфера; на фиг. 2 - его фронтальный разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 показан увеличено разгрузочный клапан согласно выносному виду Б по фиг. 2.
Гидравлический демпфер содержит (фиг. 1) подвижный элемент крепления (1) и неподвижный элемент крепления (2), а также (фиг. 2) охваченный кожухом (3) и снабженный днищем (4) резервуар (5).
В резервуаре (5) размещен с образованием кольцевой полости (6) цилиндр (7) с поршнем (8), на котором установлен разгрузочный клапан (9). Поршень (8) соединен со штоком (10), который скреплен с подвижным элементом крепления (1) и кожухом (3). Шток (10) проходит через уплотнительную манжету (11), например, резиновую, и антифрикционную втулку (12), например, полиуретановую. Данные втулки расположены в выполненной с дренажным отверстием (13) и дроссельным отверстием (14) направляющей (15).
Направляющая (15) закреплена в резервуаре (5) гайкой (16) через охватывающую направляющую (15) крышку (17). Направляющая (15) закрывает под кожухом (3) сверху цилиндр (7).
Снизу над днищем (4) резервуара (5) цилиндр (7) закрыт перегородкой (18), сквозное отверстие (19) которого перекрыто впускным клапаном (20) с образованием между перегородкой (18) и днищем (4) резервуара (5) рекуперативной полости (21).
Рекуперативная полость (21) сообщена с кольцевой полостью (6), в которой расположена дренажная трубка (22), верхний конец которой сопряжен с дренажным отверстием (13). Внутри цилиндр (7) поршнем (8) разделен на поршневую полость (23) и штоковую полость (24).
Неподвижный элемент крепления (2) жестко соединен с днищем (4) с помощью двух сварочных швов (25).
Уплотняющая манжета (11) расположена в расточке (26) направляющей (15) с образованием сливной полости (27), сообщенной с кольцевой полостью (6), с которой штоковая полость (24) сообщена через дроссельное отверстие (14), выполненное в направляющей (15).
Днище (4) резервуара (5) выполнено (фиг. 1 и 2) с приливом (28), образующим (фиг. 2) промежуточную полость (29), через которую рекуперативная полость (21) сообщена с кольцевой полостью (6), с которой сливная полость (27) сообщена через наклонный канал (30), выполненный в направляющей (15), в которой выполнена сообщенная со штоковой полостью (24) кольцевая проточка (31), которая через дроссельное отверстие (14) в направляющей (15), сообщена с дренажным отверстием (13).
Кольцевой проточкой (31) в направляющей (15) образован выступ (32), в котором расположено дополнительное уплотнение (33) штока (10), выполненное, например, в виде резинового кольца.
Гайка (16) опирается своей клиновой поверхностью на клиновую поверхность (как показано на фиг. 2) распорной шайбы (34), которая расположена на кольцевом буртике (35) крышки (17). А та зафиксирована на направляющей (15) с помощью штифта (36).
Перегородка (18) расположена в контакте со стенкой днища (4) резервуара (5) и снабжена кольцевым уплотнением (37), например резиновым по месту такого контакта.
Подвижный элемент крепления (1) и неподвижный элемент крепления (2) состоят из проушины (38), в отверстие которой посажена через эластичную втулку (39), например, резиновую, металлическая втулка (40) с обоймами (41) на ее концах, ограничивающих ее осевое перемещение. Продольные отверстия (42) металлических втулок (40) подвижного элемент крепления (1) и неподвижного элемента крепления (2) выполнены с возможностью расположения (не показано) в них стержней ответных элементов крепления подвижных относительно друг друга частей транспортного средства.
Проушина (38) подвижного элемента крепления (1) жестко соединена со штоком (10) и фигурным диском (43), который посажен на верхний конец штока (10). К нему прикручена болтами (44) планка (45), которая приварена к кожуху (3).
Поршень (8) накручен на резьбу нижнего конца штока (10) и имеет свои поршневые уплотнения (46) со стенками цилиндра (7), а также сквозные окна (47), которые изначально перекрыты (фиг. 2,3) пружинным диском (48) разгрузочного клапана (9), который своей периферийной частью прижат к верхним торцам сквозных окон (47) поршня (8), перекрывая их. Такое прижатие обеспечено за счет клапанной шайбы (49), сквозные каналы (50) которой изначально перекрыты клапанной пластиной (51), поджатой верхней конусной пружиной (52) относительно застопоренной на нижнем конце штока (10) клапанной втулки (53). Клапанная шайба (49) изначально опирается на ограничительное кольцо (54) своего перемещения, которое упирается в верхний выступ ступицы (55) поршня (8).
Впускной клапан (20) выполнен (фиг. 2,3) в виде, например, (фиг. 3) пластины (56), выполненной из стали и пропущенной через заклепку (57), шляпка (58) которой расположена в углублении (59) нижнего конца штока (10) и поджата нижней конусной пружиной (60) относительно пластины (56), прижимая ее изначально к седлам (61) в перегородке (18), перекрывая изначально ее сквозные отверстия (19).
Принцип действия гидравлического демпфера основан на поочередном движении (фиг. 2) поршня (8) со штоком (10) вверх (ход растяжения) или вниз (ход сжатия), в зависимости от знакопеременной нагрузки на остов движущегося транспортного средства.
При этом (фиг. 3) клапанная пластина (51) перекрывает или открывает сквозные каналы (50) в клапанной шайбе (49), обеспечивая соответствующее направление течения рабочей жидкости (не показано) с дросселированием через упомянутые сквозные каналы (50) и дроссельное отверстие (14) в направляющей (15). Тем самым создается демпфирование знакопеременных нагрузок, приходящихся на подвижный элемент крепления (1) и неподвижный элемент крепления (2) в упрощенной конструкции гидравлического демпфера по полезной модели.
Источники информации:
1. Патент RU 2288387 С1, МПК F16F 5/00; F16F 9/34, приоритет от 16.05.2005, опубликован 27.11.2006.
2. Патент RU 97461 U, МПК F16F 9/16; F16F 9/34, приоритет от 28.05.2010, опубликован 10.09.2010/прототип/.