Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях различной транспортной техники.The invention relates to the field of engineering and can be used in the construction of various transport equipment.
Известен гидравлический демпфер, описанный в книге Дербаремдикер А.Д. Гидравлические амортизаторы автомобилей. М., Машиностроение, 1962 г. стр. 8, рис. 4. Такой демпфер состоит из рабочего цилиндра, в котором подвижно в вертикальной его плоскости размещен поршень, жестко закрепленный на штоке. Поршень снабжен рядом деталей, в том числе пружинами и клапанами, которые в процессе хода поршня подвержены значительным нагрузкам при давлениях от 15 до 30 МПа, что существенно сказывается на их надежности. В то же время важным недостатком такого демпфера является то, что он имеет постоянные силы сопротивления и не может регулировать их в зависимости от резкого изменения внешней динамической нагрузки, т.е. тогда, когда поступательная скорость поршня меняется в очень широких пределах.Known hydraulic damper described in the book Derbaremdiker A.D. Hydraulic shock absorbers for cars. Moscow, Mechanical Engineering, 1962, p. 8, Fig. 4. Such a damper consists of a working cylinder, in which a piston is rigidly fixed to the rod in a movable vertical plane. The piston is equipped with a number of parts, including springs and valves, which during the course of the piston stroke are subject to significant loads at pressures of 15 to 30 MPa, which significantly affects their reliability. At the same time, an important drawback of such a damper is that it has constant resistance forces and cannot regulate them depending on a sharp change in the external dynamic load, i.e. then, when the translational speed of the piston varies over a very wide range.
Известен также гидравлический демпфер (гидравлический гаситель колебаний), описанный в книге Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Под ред. А.А.Камаева. М., Машиностроение, 1981 г., стр. 95, рис. 62. Конструкция такого демпфера аналогична вышеописанной и поэтому недостатки их подобны.Also known is a hydraulic damper (hydraulic vibration damper) described in the book Design, calculation and design of locomotives. Ed. A.A. Kamaev. M., Mechanical Engineering, 1981, p. 95, Fig. 62. The design of such a damper is similar to that described above and therefore their disadvantages are similar.
Поэтому целью изобретения является расширение эксплуатационных характеристик гидравлического демпфера и, в частности, изменение в широких диапазонах сил сопротивления движения его поршня в зависимости от резкого изменения поступательной скорости штока, что широко наблюдается в практике эксплуатации гидравлических демпферах, устанавливаемых в подвесках автомобилей, железнодорожного подвижного состава и т.д.Therefore, the aim of the invention is to expand the operational characteristics of the hydraulic damper and, in particular, the change in wide ranges of the resistance forces of its piston depending on a sharp change in the translational speed of the rod, which is widely observed in the practice of operating hydraulic dampers installed in the suspensions of cars, railway rolling stock and etc.
Поставленная цель достигается тем, что внутренняя поверхность рабочего цилиндра и внешняя контактируемая с ней поверхность поршня снабжены ходовой резьбой и поршень на штоке установлен с возможностью вращения относительно последнего, в поршне выполнены радиальные каналы, продольные оси которых пересекаются с продольными осями осевых каналов поршня, имеющих различный диаметр, изменяющийся в меньшую сторону от продольной оси симметрии поршня к его периферии, причем в радиальных каналах подвижно размещены подпружиненные золотники, диаметры которых превышают по величине диаметры упомянутых осевых каналов поршня.This goal is achieved in that the inner surface of the working cylinder and the outer surface of the piston in contact with it are provided with a running thread and the piston on the rod is rotatably mounted relative to the latter, radial channels are made in the piston, the longitudinal axes of which intersect with the longitudinal axes of the axial channels of the piston having different a diameter that varies in a smaller direction from the longitudinal axis of symmetry of the piston to its periphery, and spring-loaded spools, dia. whose meters exceed the diameters of the axial channels of the piston.
На фиг.1 показан общий вид части гидравлического демпфера в разрезе, на фиг.2 - сечение его поршня по АА и на фиг.3 - сечение также поршня по ВВ.In Fig.1 shows a General view of a portion of the hydraulic damper in section, in Fig.2 is a section of its piston along AA and in Fig.3 is a section also of a piston along BB.
Гидравлический демпфер состоит из рабочего цилиндра 1, заполненного рабочей жидкостью 2. Внутренняя поверхность рабочего цилиндра 1 снабжена ходовой резьбой 3, взаимосвязанной с подобной, выполненной на внешней контактируемой с ней поверхностью поршня 4, который с возможностью вращения установлен на штоке 5 и фиксирован упорами 6. Поршень 4 снабжен осевыми каналами 7, имеющими различный диаметр, изменяющийся в меньшую сторону от продольной оси симметрии поршня 4 к его периферии, и радиальными каналами 8, продольные оси которых пересекаются с осевыми каналами 7. В радиальных каналах 8 подвижно размещены золотники 9, подпружиненные пружинами сжатия 10. Диаметр золотников 9 превышает по величине диаметры осевых каналов 7 поршня 4.The hydraulic damper consists of a working cylinder 1, filled with a working fluid 2. The inner surface of the working cylinder 1 is provided with a running thread 3, interconnected with a similar piston 4, which is rotatably mounted on the piston rod 4 and is fixed with stops 6. The piston 4 is provided with axial channels 7 having different diameters, changing to a smaller side from the longitudinal axis of symmetry of the piston 4 to its periphery, and radial channels 8, the longitudinal axes of which intersect with axial channels 7. In the radial channels 8 are movably placed spools 9, spring-loaded with compression springs 10. The diameter of the spools 9 exceeds the diameters of the axial channels 7 of the piston 4.
Работает гидравлический демпфер следующим образом. При преодолении микро- и макронеровностей дорог, например, безрельсовым транспортным средством, на котором в его подвеске колес установлен гидравлический демпфер и его шток 5 связан с кузовом, а рабочий цилиндр 1 с подвеской колес (такой узел не показан на чертежах, так как эти конструкции широко известны в технике), и в этом случае шток 5 перемещается по стрелке С (фиг.1), а так как поршень 4 соединен с последним, то и он получает движение по стрелке С. Но поршень 4 снабжен на своей внешней контактной поверхности ходовой резьбой, которая взаимосвязана с ходовой резьбой 3, выполненной на внутренней поверхности рабочего цилиндра 1, следовательно, поступательное движение поршня 4 будет сопровождаться его вращением по стрелке Д относительно как рабочего цилиндра 1, так и штока 5. При этом рабочая жидкость 2 будет перетекать через осевые каналы 7 по стрелкам М, демпфируя тем самым такие динамические нагрузки. При возрастании динамической нагрузки на шток 5 также возрастет и вращение поршня 4, сопровождающееся большей угловой скоростью. Такое вращение в зависимости от роста поступательной скорости штока 5 по стрелке С под действием центробежной силы F вызовет поступательное перемещение золотников 9 по стрелкам Е и такое их движение будет способствовать как сжатию пружин 10, так и перекрытию ими одного или нескольких осевых каналов 7, что создаст условия по возникновению сил гидравлического сопротивления при перетекании рабочей жидкости 2, а следовательно, и снижению поступательной скорости поршня 4 по стрелке С. В то же время, так как осевые каналы 7 выполнены различного диаметра по радиусу поршня 4, то сопротивление демпфера при воздействии на шток 5 внешней нагрузки будет постоянно возрастать, что и обеспечит эффективное демпфирование. При движении поршня 4 в направлении, обратном стрелке С, процесс будет аналогичен вышеописанному с той лишь разницей, что рабочая жидкость 2 будет перетекать по осевым каналам 7 в противоположном направлении стрелок М. Как только вращение поршня 4 прекратится, золотники 9 под действием пружин сжатия 10 возвратятся в исходное положение, такое как это показано на фиг.1 и фиг.3. Далее описанный процесс может неоднократно повторяться.The hydraulic damper operates as follows. When overcoming micro- and macro-irregularities of roads, for example, by a trackless vehicle on which a hydraulic damper is mounted in its wheel suspension and its rod 5 is connected to the body, and the working cylinder 1 is connected to the wheel suspension (such a unit is not shown in the drawings, since these structures widely known in the art), and in this case, the rod 5 moves along the arrow C (Fig. 1), and since the piston 4 is connected to the latter, it also receives movement along the arrow C. But the piston 4 is provided with a running gear on its outer contact surface thread that interconnects is connected with a running thread 3 made on the inner surface of the working cylinder 1, therefore, the translational movement of the piston 4 will be accompanied by its rotation in the direction of arrow D relative to both the working cylinder 1 and the rod 5. In this case, the working fluid 2 will flow through the axial channels 7 along arrows M, thereby damping such dynamic loads. With increasing dynamic load on the rod 5 will also increase the rotation of the piston 4, accompanied by a greater angular velocity. Such rotation, depending on the growth of the translational speed of the rod 5 along arrow C under the action of centrifugal force F, will cause the translational movement of the spools 9 along the arrows E and their movement will contribute to both compression of the springs 10 and the overlap of one or more axial channels 7, which will create conditions for the emergence of hydraulic resistance forces during the flow of the working fluid 2, and consequently, a decrease in the translational speed of the piston 4 along arrow C. At the same time, since the axial channels 7 are made of different diameters meters along the radius of the piston 4, then the resistance of the damper when exposed to the rod 5 of an external load will constantly increase, which will ensure effective damping. When the piston 4 moves in the opposite direction to arrow C, the process will be similar to the above, with the only difference that the working fluid 2 will flow along the axial channels 7 in the opposite direction of the arrow M. As soon as the rotation of the piston 4 stops, the spools 9 under the action of compression springs 10 return to their original position, such as shown in figure 1 and figure 3. Further, the described process can be repeated several times.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями очевидно за счет того, что гашение колебаний кузовов и подвесок безрельсовых транспортных средств за счет автоматического изменения сил сопротивления будет более эффективно. Использование предложенной конструкции демпфера в транспортных машинах позволит повысить плавность их хода, что создаст более комфортабельные условия для находящихся в них пассажиров.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known structures is obvious due to the fact that the damping of the vibrations of bodies and suspensions of trackless vehicles due to the automatic change of drag forces will be more efficient. Using the proposed damper design in transport vehicles will increase their smoothness, which will create more comfortable conditions for passengers in them.