ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения, в частности к средствам для гашения колебаний и может быть использовано в любых механизмах, работающих на удар.
Известен пневмогидравлический амортизатор ударного действия, содержащий корпус, внутренняя полость которого наполнена жидкой рабочей средой и подвижный плунжер, расположенный внутри корпуса, плунжер выполнен пустотелым, снабжен дросселирующим хвостовиком, имеющим профиль переменного сечения и окна и размещен в жестко связанной с корпусом гильзе, установленной в ней с зазором и снабженной окнами, относительно которой происходят поворот и фиксация плунжера в нужном положении см авторское свидетельство СССР №179133 по кл. F 16 F 9/14 за 1966 год.)
Недостатком этого вида амортизаторов является ненадежная компенсация ударных нагрузок в процессе работы потому, что в пустотелом плунжере находится воздушная среда, которая имеет свойство сжиматься и не воспринимает ударную нагрузку в первоначальный момент. Поэтому сила удара не гасится в первоначальный момент, а в последствии сила резко гасится, что приводит к возникновения жесткого удара в конце хода плунжера.
Так же известен гидравлический амортизатор, содержащий корпус с расположенным в его внутренней полости рабочий цилиндр, установленный
в рабочем цилиндре поршень с клапаном отбоя и газовый компенсатор в виде эластичной трубчатой диафрагмы расположенной в полости между корпусом и рабочим цилиндром. Полость рабочего цилиндра заполнена жидкой рабочей средой, которая перемещается в различные полости амортизатора под воздействием нагрузок в процессе эксплуатации ( см. например авторское свидетельство СССР №896276 по кл. F 16 F 5/00 за 1982 год).
Недостатком этого вида амортизаторов является сложность конструкции и невозможно остановить движение поршня в конце хода, потому что при больших значениях нагрузки на поршень как в начале хода так и в конце вся жидкость через клапан устремляется в полость между рабочим цилиндром с корпусом, сжимая воздушный компенсатор. Поршень не останавливается,а ударяет по дну рабочего цилиндра, создавая при этом жесткий удар через нижний клапан, который быстро выходит из строя в процессе эксплуатации.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение срока службы ударных амортизаторов и постепенное гашение силы нагрузки на поршень в процессе работы с одновременным упрощением конструкции амортизатора.
Указанная задача достигается тем, что в гидравлическом амортизаторе, содержащем корпус, в полости которого установлен рабочий цилиндр с глухим дном, подвижный в осевом направлении поршень со штоком, уплотнения корпуса и штока и возвратную пружину установленную между корпусом и верхним концом штока амортизатора, в боковой стенке рабочего цилиндра по его длине выполнено несколько дросселирующих отверстий, в полости между корпусом и рабочим цилиндром установлен
упругий амортизатор с разрезом по длине и фиксатором от проворота, а уплотнение на поршне выполнено в виде разрезных колец из антифрикционного металла.
Еще одним отличием предлагаемого амортизатора является то, что шаг между дросселирующими отверстиями выполнен различным, уменьшающийся в сторону дна рабочего цилиндра.
На фиг 1 изображено продольное сечение предлагаемого амортизатора.
На фиг 2. - сечение по А-А фиг 1.
На фиг.3 - сечение по Б-Б фиг 1.
1
n
Как показано на фиг.1 предлагаемый амортизатор содержит корпус 1 с полостью 2 с каналом 3 и пробкой 4. Внутри полости 2 закреплен рабочий цилиндр 5 с подвижным поршнем 6 со штоком 7, на конце которого закреплена опора 8. В верхней части корпуса 1 закреплена направляющая втулка 9 с уплотнениями 10 и 11, а между втулкой 9 и опорой 8 установлена возвратная пружина 12. В полости 2 установлены по всей ее длине упругий компенсатор 13 и его фиксатор 14 с торцевым выступом 15, расположенный в канале 3 дна 16 цилиндра 5. Внутренняя полость 17 цилиндра 5 в верхней части закрыта упругой вставкой 18, а на его боковой стенке выполнено несколько сквозных дросселирующих отверстий 19 диаметром d и межцентровым расстоянием между ними от t до t. Поршень 6 снабжен уплотнением 20 выполненное в виде разрезных металлических колец, например из чугуна. Дно 16 цилиндра 5 снабжено наклонным участком 21 например в форме паза.
Сборка амортизатора осуществляется следующим образом. На одном конце штока 7 с помощью крепежного винта закрепляется поршень 6 с установленными в канавке уплотняющими кольцами 20. Шток вместе с
поршнем устанавливается в полость 17 рабочего цилиндра 5 Затем на наружную поверхность цилиндра 5 устанавливается фиксатор 14 таким образом, чтобы его торцевой выступ 15 расположился в наклонном участке 21. После этого цилиндр 5 в собранном виде устанавливается в полость 2 корпуса 1. В образовавшийся зазор между корпусом 1 цилиндром 5 и фиксатором 14 устанавливается компенсатор 14. После этого на шток устанавливается упругая вставка 18 и втулка 9 вместе с уплотнениями 10 и Иприкрепла, которая стопорится в корпусе 1. Затем устанавливается пружина 12 и закрепляется упором 8. После этого амортизатор переворачивается и через канал 3 внутренние полости 2 и 17 заполняются рабочей жидкостью и герметизируются пробкой 4. На этом сборка амортизатора заканчивается и он устанавливается на рабочее место.
Работа амортизатора осуществляется следующим образом. Кинетическая энергия движущегося тела воздействует на упор 8. Упор 8 передает усилие через шток 7 на поршень 6. Поршень 6 под воздействием кинетической энергии начинает перемещаться в полости 17 рабочего цилиндра 5. При движении поршень выдавливает жидкость через отверстия 19 в полость 2 корпуса. Чем ниже опускается поршень тем больше отверстий 19 отсекается от полости 2 и давление под поршнем 20 начинает увеличиваться. После отсечки поршнем 20 последнего из отверстий 19 отток жидкости в полость 2 прекращается и поршень останавливается В это время, когда идет изменение давления внутри полости 2 корпуса 1 тело компенсатора сжимается и после смещения поршня вниз разжимается и выталкивает жидкую среду через отверстия 19 в над поршневое пространство. После прекращения действия силы на опору 8 сжатая пружина 12 разжимается и перемещает поршень 6 вверх. В этом случае
жидкая среда отжимает упругую вставку 18 и открывает всю полость 17 и жидкость свободно перетекает под поршень 20 свободно и не создает дополнительных нагрузок на узлы амортизатора при возврате штока 7 в исходное положение. При повторении действия нагрузки на опору 8 амортизатора процесс повторяется.
Использование предлагаемого технического решения в гидравлических амортизаторах преимущественно ударного одностороннего действия позволяет полностью исключить удар по нижнему торцу под воздействием энергии, воздействующей на опору штока за счет того, что в конце хода поршня в рабочем цилиндре имеется полость, в которой жидкость закрыта во всех направлениях и у нее нет возможности перетекать в другие полости. Так как жидкость не сжимается, то сила противодействия возрастает и уравнивается с силой, которая воздействует на шток. Он останавливается и после снятия силы с опоры штока возвращается в исходное положение. Кроме того, установка в полости между рабочим цилиндром и корпусом компенсатора в виде упругого твердого тела, позволяет без дополнительных устройств, типа клапанов, изменять объем полости за счет сжатия и восстановления прежней формы тела компенсатора обеспечить размещение и подачу жидкой среды из одной полости в другую при движении штока в процессе работы амортизатора.
Предлагаемая конструкция амортизатора в сравнении с известными позволяет полностью исключить удар поршня по дну цилиндра, производить ступенчатое и плавное регулирование силы удара, упростить конструкцию и увеличить срок службы в процессе работы.