ГАСИТЕЛЬ УГЛОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения и предназначена для гашения двусторонних, относительно положения равновесия, угловых колебаний, например в подвесках штанговых рабочих органов сельхозмашин.
Известен амортизатор [1], содержащий цилиндрический корпус с компенсационной камерой, размещенный в нем лопастной гидравлический демпфер с камерами переменного объема, соединенными через обратные клапаны с компенсационной камерой, и фрикционный демпфер, включающий пакет фрикционных дисков и кольцевой гидроцилиндр с поршнем, взаимодействующим с пакетом фрикционных дисков, подпоршневая полость которого сообщена с одной из камер переменного объема.
Однако известный амортизатор не приспособлен к гашению двусторонних угловых колебаний, имеет одностороннюю силовую характеристику фрикционного демпфера и невысокую эффективность (энергоемкость) из-за отключения фрикционного демпфера при обратном ходе.
Наиболее близким к заявляемому является амортизатор [2], содержащий цилиндрический корпус с компенсационной камерой, размещенный в нем лопастной гидравлический демпфер с камерами переменного объема, соединенными через обратные клапаны с компенсационной камерой, и фрикционный демпфер, включающий пакет фрикционных дисков и два расположенных концентрично друг другу кольцевых гидроцилиндра с поршнями разной площади, взаимодействующими с пакетом фрикционных дисков, подпоршневая
полость которых сообщена с одной из камер переменного объема (каждая со своей).
Недостатком такого амортизатора является невысокая эффективность из-за неприспособленности к управлению силовой характеристикой и регулированию интенсивности гашения энергии при работе в различных условиях, повышенного износа трущихся поверхностей в сопряжении «вал-корпус».
Техническим результатом полезной модели является получение возможности автоматического регулирования интенсивности и эффективности гашения энергии, снижение фрикционного износа в сопряжении «вал-корпус».
Указанный технический результат достигается тем, что гаситель угловых колебаний, содержащий цилиндрический корпус с компенсационной камерой, размещенный в нем лопастной гидравлический демпфер с камерами переменного объема, соединенными через обратные клапаны с компенсационной камерой и фрикционный демпфер, включающий пакет фрикционных дисков, снабжен плитой для крепления демпфируемого рабочего органа и фланцами с подшипниковыми опорами, ось вращения которых совпадает с осью гидравлического и фрикционного демпферов, дросселирующие отверстия камер переменного объема снабжены пластинчатыми клапанами, а стержни обратных клапанов компенсационной камеры взаимодействуют с электромагнитами, включенными в цепь бортового компьютера.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает появление у заявляемого гасителя угловых колебаний новых свойств, отличных от прототипа. Это, во-первых, установка на дросселирующие отверстия камер переменного объема пластинчатых клапанов, превращающих трехконтурный поток рабочей жидкости в двухконтурный,
замкнутый на клапаны компенсационной камеры; во-вторых, установка в компенсационной камере электромагнитных клапанов, управляемых от бортового компьютера, дающих возможность увеличения диапазона энергоемкости и регулирования интенсивности рассеивания энергии при работе в различных условиях (при различной частоте и амплитуде колебаний, массе и моменте инерции демпфируемого рабочего органа); в третьих, установка на корпусе фланцев с подшипниковыми опорами, снимающих силовую нагрузку в сопряжении «вал-корпус».
Таким образом, заявленные признаки полезной модели соответствуют критерию «новизна».
На фиг.1 изображен предлагаемый гаситель угловых колебаний, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Гаситель угловых колебаний содержит цилиндрический корпус, выполненный из двух частей 1 и 2, в которых расположены соответственно гидравлический и фрикционный демпферы, плиту 3 для крепления демпфируемого рабочего органа, фланцы 4 и 5 с подшипниковыми опорами 6 и 7 для крепления к раме машины (не показана), ось вращения которых совпадает с осью демпферов. Гидравлический демпфер состоит из установленного в части 1 корпуса на подшипниковых опорах 8 и 9 вала 10, соединенного рычагом 11 с рамой машины. На валу 10 закреплена лопасть 12, которая разделяет внутренний объем гидравлического демпфера на камеры 13 и 14 переменного объема. Фрикционный демпфер состоит из пакета фрикционных дисков 15 и 16, установленных соответственно на шлицах вала 10 и части 2 корпуса, и основного и дополнительного кольцевых концентричных гидроцилиндров, выполненных в виде расточек в части 1 корпуса, в которых установлены поршни 17 и 18, при этом площадь поршня 17 меньше площади поршня 18.
Подпоршневые полости основного и дополнительного гидроцилиндров сообщаются каналами 19 и 20 с камерами 13 и 14. Полость части 2 корпуса, в которой расположен фрикционный демпфер, сообщена с камерами 13 и 14 переменного объема гидравлического демпфера с одной стороны посредством дросселирующих отверстий 21 и 22 с пластинчатыми клапанами 23 и 24, а с другой стороны - посредством отверстий 25, каналов 26 и 27 и обратных регулируемых клапанов 28 и 29, связанных через отверстия с уплотнениями 30 и 31 с электромагнитами 32 и 33, управляемыми от бортового компьютера (не показан). В части 1 корпуса выполнена компенсационная камера 34, соединенная отверстием 35 и обратными клапанами 28 и 29 с камерами 13 и 14. На торцовых поверхностях фрикционных дисков 15 и 16 выполнены канавки 36 для циркуляции жидкости в полости части 2 корпуса. В торцовой части лопасти 12 установлено уплотнение 37, а утечки жидкости через разгрузочную канавку 38 и отверстие 39 попадают в компенсационную камеру 34.
Предлагаемый гаситель угловых колебаний работает следующим образом. При возникновении угловых колебаний рабочего органа машины, корпус гасителя совершает угловые колебания, синхронные с перемещением рабочего органа, относительно вала 10 с лопастью 12 и рычагом 11, поочередно вытесняя рабочую жидкость из камер 13 и 14 переменного объема через дросселирующие отверстия 21 или 22 в полость фрикционного демпфера. При прямом ходе объем камеры 13 уменьшается, обратный клапан 28 закрывается, пластинчатый клапан 23 отверстия 21 открывается. Одновременно объем камеры 14 увеличивается, пластинчатый клапан 24 отверстия 22 закрывается и рабочая жидкость за счет падения давления в камере заполняет освободившийся объем, поступая через каналы 36 и 26, отверстия 25 и 27 компенсационную камеру 34 и обратный клапан 29 из полости
фрикционного демпфера, а через отверстия 39, компенсационную камеру 34 и обратный клапан 29 - из разгрузочной канавки 38. И, наоборот, при обратном ходе объем камеры 14 уменьшается, а обратный клапан 29 закрывается. Рабочая жидкость, теми же маршрутами, но в обратном направлении, движется из камеры 14 и разгрузочной канавки 38 в камеру 13. Сила сопротивления и интенсивность рассеивания энергии в различных условиях работы при прямом и обратном ходе регулируются включенными в цепь бортового компьютера электромагнитами 32 и 33 управления клапанами 28 и 29. Усилие (кроме вращательного) от рабочего органа передается через фланцы 4 и 5 корпуса, подшипниковые опоры 6 и 7 на раму машины, а сопряжение «вал-корпус» разгружается.
Таким образом, предлагаемый гаситель угловых колебаний, благодаря своему конструктивному решению, способен обеспечивать эффективное гашение двусторонних угловых колебаний рабочих органов машин относительно положения равновесия в различных условиях с регулируемой интенсивностью рассеивания энергии, а усилие и фрикционный износ в трущемся сопряжении «вал-корпус» снижается.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №727908, кл. F16F 9/10, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР №1043385, кл. F16F 9/12, F16F 11/00, 1983 (прототип).