RU2156899C1 - Flexible damper - Google Patents
Flexible damper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156899C1 RU2156899C1 RU99113721A RU99113721A RU2156899C1 RU 2156899 C1 RU2156899 C1 RU 2156899C1 RU 99113721 A RU99113721 A RU 99113721A RU 99113721 A RU99113721 A RU 99113721A RU 2156899 C1 RU2156899 C1 RU 2156899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- damper
- plunger
- diaphragm
- cavity
- filled
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области общего машиностроения, а более конкретно - к газо-жидкостным и эластомерным устройствам, поглощающим энергию ударов и колебаний. The invention relates to the field of general engineering, and more specifically to gas-liquid and elastomeric devices that absorb shock and vibration energy.
Известен эластомерный упругий демпфер по патенту РФ N 2071002, МКИ F 16 F 9/30, 1993 г., содержащий заполненный эластомером корпус с крышкой, имеющей отверстие, и размещенные в корпусе пропущенный через отверстие в крышке шток с кольцевым выступом, а также поршень с буртом и внутренней полостью. Known elastomeric elastic damper according to the patent of the Russian Federation N 2071002, MKI F 16 F 9/30, 1993, containing a housing filled with an elastomer with a cover having an opening, and a rod with an annular protrusion passed through the opening in the cover and a piston with shoulder and internal cavity.
Такой демпфер, работающий по принципу жидкостной пружины, хотя и позволяет стабилизировать максимальную силу демпфирования, но имеет довольно высокий уровень рабочих давлений в эластомере (порядка 4000 ... 5000 кГс/см2), обусловленный тем, что при относительно низкой сжимаемости эластомера требуется большой потребный ход штока для обеспечения высокой потребной энергоемкости демпфера. Такие рабочие давления в свою очередь требуют применения высокопрочных материалов и деталей из таких материалов с большими габаритными размерами по сечению, а также предъявляют высокие требования к точности и чистоте обработки рабочих поверхностей узла подвижного уплотнения штока.Such a damper, working on the principle of a liquid spring, although it allows to stabilize the maximum damping force, but has a rather high level of working pressures in the elastomer (about 4000 ... 5000 kG / cm 2 ), due to the fact that with a relatively low compressibility of the elastomer, a large required stroke of the rod to ensure the high required energy intensity of the damper. Such working pressures, in turn, require the use of high-strength materials and parts from such materials with large overall cross-sectional dimensions, and also impose high requirements on the accuracy and purity of processing of the working surfaces of the movable stem seal assembly.
Кроме того, для такого демпфера требуется относительно большой объем дорогостоящей сжимаемой высоковязкой "квазижидкости" - эластомера, поскольку объем эластомера определяет возможный рабочий ход демпфера и, следовательно, его энергоемкость. In addition, such a damper requires a relatively large volume of expensive compressible highly viscous "quasi-fluid" - elastomer, since the volume of the elastomer determines the possible working stroke of the damper and, therefore, its energy intensity.
Все это в совокупности обуславливает высокую себестоимость изготовления и эксплуатации демпфера такой конструкции. All this together leads to the high cost of manufacturing and operating a damper of this design.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому аффекту от его использования является известная конструкция газо-жидкостного упругого демпфера фирмы "ОЛЕО" (Великобритания), описанного в книге: В. В. Коломийченко, Н. А. Костина, В.Д. Прохоренков, В.И. Беляев "Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава", М., Транспорт, 1991, стр.75, рис. 67. Такой демпфер содержит корпус, заполненный жидкостью, плунжер с плавающим поршнем, причем полость плунжера заполнена сжатым газом, а внутренний торец плунжера выполнен в виде диафрагмы с отверстием, в которое входит профилированное веретено, закрепленное в дне корпуса. The closest to the claimed solution on the technical nature and the achieved affect of its use is the well-known design of gas-liquid elastic damper company "OLEO" (Great Britain), described in the book: V.V. Kolomiychenko, N.A. Kostina, V.D. Prokhorenkov, V.I. Belyaev "Automatic coupling device of railway rolling stock", M., Transport, 1991, p. 75, Fig. 67. Such a damper comprises a body filled with liquid, a plunger with a floating piston, the cavity of the plunger being filled with compressed gas, and the inner end of the plunger made in the form of a diaphragm with an opening that includes a profiled spindle fixed in the bottom of the body.
Такой демпфер, хотя и обеспечивает эффективное поглощение энергии ударов и колебаний, однако его использование ограничено тем, что, во-первых, надежность его работы относительно низка из-за относительно низкой надежности работы уплотнений, защищающих зазоры между подвижными деталями демпфера от прорыва жидкости и газа при высоких требованиях к энергоемкости демпфера и к статическим силовым параметрам (к начальным и конечным силам при медленном перемещении плунжера, когда гидравлическое сопротивление дросселирования мало и эти силы определяются давлением сжатого газа). Это в свою очередь обусловлено тем, что для обеспечения вышеупомянутых высоких характеристик требуются высокие давления (в сотни атмосфер) в рабочих средах, что затрудняет защиту от их прорыва с помощью традиционных уплотнений даже при высокой точности и чистоте обработки уплотняемых поверхностей, поскольку длительная работа демпфера приводит к естественному износу уплотнений и к утечкам через них высокотекучих рабочих сред - жидкости и тем более газа. Such a damper, although it provides efficient absorption of shock and vibration energy, however, its use is limited by the fact that, firstly, its reliability is relatively low due to the relatively low reliability of the seals protecting the gaps between the moving parts of the damper from liquid and gas breakthrough with high demands on the energy intensity of the damper and on the static power parameters (on the initial and final forces during slow movement of the plunger, when the hydraulic throttle resistance is small and these forces are are divided by the pressure of compressed gas). This, in turn, is due to the fact that to ensure the aforementioned high characteristics, high pressures (in hundreds of atmospheres) are required in the working media, which makes it difficult to protect them from bursting using traditional seals even with high precision and cleanliness of the processing of the sealed surfaces, since long-term operation of the damper to the natural wear of the seals and to leaks through them of highly fluid working fluids - liquids and especially gas.
Во-вторых, такой демпфер довольно опасен в эксплуатации из-за того, что при его повреждении в связи с высоким рабочим давлением газа его осколки разлетаются с очень большими скоростями и становятся опасными для окружающих людей и оборудования. Secondly, such a damper is quite dangerous in operation due to the fact that when it is damaged due to the high working pressure of the gas, its fragments fly apart at very high speeds and become dangerous to people and equipment around.
В-третьих, такой демпфер имеет довольно низкий коэффициент необратимого поглощения энергии (отношение необратимо поглощенной энергии к воспринятой) при статическом (малоскоростном) нагружении, т.к. в демпферах такой конструкции этот режим определяется в основном сжатием газа, при котором не происходит значительного теплового рассеивания энергии, что в свою очередь ведет, например, к длительным незатухающим колебаниям демпфируемой массы. Thirdly, such a damper has a rather low coefficient of irreversible energy absorption (the ratio of irreversibly absorbed energy to perceived) under static (low-speed) loading, because in dampers of this design, this mode is determined mainly by gas compression, in which there is no significant thermal energy dissipation, which in turn leads, for example, to long undamped oscillations of the damped mass.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение технико-экономической эффективности демпфера путем увеличения надежности поглощения энергии соударяемых объектов и, следовательно, повышения их сохранности, а также за счет увеличения межремонтных сроков работы демпфера и снижения себестоимости его изготовления. The task to which the claimed invention is directed is to increase the technical and economic efficiency of the damper by increasing the reliability of energy absorption of collided objects and, therefore, increasing their safety, as well as by increasing the overhaul life of the damper and reducing the cost of its manufacture.
Данная задача решается с помощью технического результата от использования заявляемого изобретения, заключающегося в обеспечении высокой энергоемкости, а также высоких статических силовых характеристик и высокого коэффициента необратимого поглощения энергии во всех режимах работы демпфера при одновременном обеспечении его высокой надежности, долговечности, безопасности и относительно низкой себестоимости. This problem is solved using the technical result from the use of the claimed invention, which consists in providing high energy intensity, as well as high static power characteristics and a high coefficient of irreversible energy absorption in all operating modes of the damper while ensuring its high reliability, durability, safety and relatively low cost.
Указанный результат достигается тем, что в известном упругом демпфере, содержащем корпус с установленным в нем плунжером, имеющим полость, заполненную сжатым газом и отделенную от остального объема демпфера плавающим поршнем, причем плунжер имеет внутренний торец, выполненный в виде диафрагмы с отверстием, в которое входит профилированное веретено, закрепленное в дне корпуса. This result is achieved by the fact that in the known elastic damper comprising a housing with a plunger installed therein, having a cavity filled with compressed gas and separated from the rest of the damper by a floating piston, the plunger having an inner end made in the form of a diaphragm with a hole in which profiled spindle fixed in the bottom of the body.
Рабочая полость корпуса, а также часть полости плунжера заполнены высоковязкой сжимаемой "квазижидкостью" - эластомером, при этом плавающий поршень выполнен в виде двух стаканов, один из которых входит в другой, при этом внешние бурты стаканов выполнены контактирующими с внутренней поверхностью полости плунжера, причем полость между буртами заполнена эластомером и изолирована от остальных полостей уплотнениями, а внутренняя полость между стаканами заполнена воздухом под давлением, близким к атмосферному. The working cavity of the housing, as well as part of the plunger cavity, is filled with a highly viscous compressible “quasi-fluid” - elastomer, while the floating piston is made in the form of two glasses, one of which enters the other, while the outer collars of the glasses are made in contact with the inner surface of the plunger cavity, and the cavity between the shoulders is filled with an elastomer and isolated from the other cavities by seals, and the internal cavity between the glasses is filled with air under atmospheric pressure.
Кроме того, для дополнительного повышения эффективности демпфера в отверстии диафрагмы установлен с возможностью перемещения вдоль оси демпфера обратный клапан, соединяющий рабочую полость корпуса и внутреннюю полость плунжера и выполненный таким образом, что при сжатии демпфера клапан закрыт, а при обратном ходе - открыт. In addition, to further increase the efficiency of the damper in the diaphragm hole, a non-return valve is installed that can be moved along the damper axis, connecting the working cavity of the body and the inner cavity of the plunger and made in such a way that when the damper is compressed, the valve is closed and open when the return stroke is made.
В первом варианте исполнения обратного клапана он установлен в отверстии диафрагмы и выполнен в виде шарика с возможностью его перемещения вдоль оси демпфера и снабжен ограничителем хода его перемещения. In the first embodiment, the check valve is installed in the diaphragm hole and is made in the form of a ball with the possibility of its movement along the axis of the damper and is equipped with a limiter of its movement.
Во втором варианте обратный клапан выполнен в виде пластины с центральным отверстием и боковыми каналами, причем он размещен в проточке диафрагмы, выполненной коаксиально ее отверстию, а его ход ограничен гайкой, ввернутой в диафрагму. In the second embodiment, the check valve is made in the form of a plate with a central hole and side channels, moreover, it is placed in the groove of the diaphragm made coaxially to its hole, and its stroke is limited by a nut screwed into the diaphragm.
Кроме того, на дне плунжера выполнен упор-ограничитель хода плавающего поршня, а в упоре-ограничителе расположен зарядный клапан. In addition, at the bottom of the plunger there is a stop-limiter for the stroke of the floating piston, and a charge valve is located in the stop-limiter.
Особое конструктивное выполнение основных узлов упругого демпфера позволяет существенно повысить эффективность его работы и безопасность его эксплуатации, а также снизить себестоимость его изготовления. A special constructive implementation of the main components of the elastic damper can significantly increase the efficiency of its work and the safety of its operation, as well as reduce the cost of its manufacture.
Заявляемое изобретение пояснено чертежами, на которых:
- на фиг. 1 показан продольный разрез предлагаемого упругого демпфера с демонстрацией удержания демпфера в исходном положении от полного возможного выдвижения плунжера из корпуса с помощью внешнего устройства, являющегося частью демпфируемого объекта, например, с помощью автосцепного устройства железнодорожного вагона (показанного тонкими линиями);
- на фиг.2 показано исполнение обратного клапана в виде пластины с центральным отверстием, размещенной в проточке диафрагмы, выполненной коаксиально отверстию в ней;
- на фиг.3 представлена диаграмма работы предлагаемого демпфера.The invention is illustrated by drawings, in which:
- in FIG. 1 shows a longitudinal section of the proposed elastic damper with a demonstration of holding the damper in its original position from the full possible extension of the plunger from the housing using an external device that is part of a damped object, for example, using an automatic coupling device of a railway carriage (shown by thin lines);
- figure 2 shows the design of the check valve in the form of a plate with a Central hole located in the groove of the diaphragm, made coaxially with the hole in it;
- figure 3 presents a diagram of the proposed damper.
Предлагаемый упругий демпфер содержит корпус 1 с установленным в нем плунжером 2, имеющим полость А, заполненную сжатым газом и отделенную от остального объема демпфера плавающим поршнем 3, причем плунжер 2 имеет внутренний торец, выполненный в виде диафрагмы 4, по внешнему периметру которой установлено уплотнение 5, а в центре имеется отверстие 6, в которое входит профилированное веретено 7, закрепленное в дне 8 корпуса 1. The proposed elastic damper comprises a housing 1 with a plunger 2 installed in it, having a cavity A filled with compressed gas and separated from the rest of the damper by a floating piston 3, and the plunger 2 has an inner end face made in the form of a
Кроме того, рабочая полость Б корпуса 1 и полость В плунжера 2 заполнены эластомером, например, марки АДК (который на фиг.1 и 2 показан в виде прозрачной жидкости), а плавающий поршень 3 выполнен в виде двух стаканов 9 и 10, один из которых 9 входит в другой 10, при этом внешние бурты 11 и 12 соответственно стаканов 9 и 10 выполнены контактирующими с поверхностью 13 внутренней полости плунжера 2, причем полость Г между буртами 11 и 12 заполнена эластомером (который на фиг.1 показан в виде прозрачной жидкости) и изолирована от полостей А, В и Д уплотнениями 14, 15 и 16, а внутренняя полость Д между стаканами 9 и 10 заполнена воздухом под давлением, близким к атмосферному. Кроме того, для дополнительного повышения эффективности демпфера в его конструкцию введен обратный клапан. In addition, the working cavity B of the housing 1 and the cavity B of the plunger 2 are filled with an elastomer, for example, of the grade ADK (which is shown in Figs. 1 and 2 as a transparent liquid), and the floating piston 3 is made in the form of two glasses 9 and 10, one of of which 9 is included in another 10, while the outer shoulders 11 and 12 of the glasses 9 and 10, respectively, are made in contact with the surface 13 of the inner cavity of the plunger 2, and the cavity G between the shoulders 11 and 12 is filled with an elastomer (which is shown in Fig. 1 as a transparent liquid ) and is isolated from cavities A, B and D by seals 14, 15 and 16, and the internal cavity D between the glasses 9 and 10 is filled with air under pressure close to atmospheric. In addition, to further improve the efficiency of the damper, a check valve is introduced into its design.
В первом варианте его исполнения он установлен в отверстии 17 диафрагмы 4, выполнен в виде шарика 18 с возможностью его перемещения вдоль оси демпфера и снабжен ограничителем хода 19. При этом обратный клапан выполнен таким образом, что при сжатии демпфера клапан закрыт, а при обратном ходе - открыт. In the first embodiment, it is installed in the hole 17 of the
Во втором варианте исполнения обратного клапана он выполнен в виде пластины 20 (см. фиг. 2) с центральным отверстием 21 и боковыми каналами 22, причем он размещен в проточке 23 диафрагмы 4, выполненной коаксиально ее отверстию 6. При этом ход пластины 20 ограничен гайкой 24, ввернутой в диафрагму 4. In the second embodiment, the check valve is made in the form of a plate 20 (see Fig. 2) with a
Кроме того, на дне 25 плунжера 2 выполнен упор-ограничитель 26 хода плавающего поршня 3, а в дне 25 плунжера 2 в упоре-ограничителе 26 расположен зарядный клапан 27. In addition, at the bottom 25 of the plunger 2 there is a stop-limiter 26 of the stroke of the floating piston 3, and at the bottom 25 of the plunger 2 in the stop-limiter 26 there is a charging valve 27.
Работа упругого демпфера предлагаемой конструкции осуществляется следующим образом. The work of the elastic damper of the proposed design is as follows.
1 этап. Исходное положение. Подготовка к работе. Stage 1. Starting position. Preparing for work.
В исходном положении (см. фиг.1) перед началом работы упругий демпфер устанавливают в рабочую зону, например, в автосцепное устройство железнодорожного вагона, и "заряжают" сжатым газом, например, воздухом или азотом, для чего с помощью компрессора или из баллона (на чертеже не показаны) подают под давлением через зарядный клапан 27 газ в полость А. In the initial position (see figure 1), before starting work, an elastic damper is installed in the working area, for example, in an automatic coupler of a railway carriage, and is “charged” with compressed gas, for example, air or nitrogen, for which, using a compressor or from a cylinder ( not shown) serves under pressure through the charging valve 27 gas into the cavity A.
После достижения необходимого рабочего давления компрессор или баллон отключают и демпфер готов к работе. При этом если давление при зарядке превысило требуемый уровень, то избыточное давление сбрасывается с помощью зарядного клапана 27. After reaching the required operating pressure, the compressor or cylinder is turned off and the damper is ready for operation. Moreover, if the pressure during charging exceeded the required level, then the excess pressure is relieved using the charging valve 27.
При заправке сжатый газ в полости А, воздействуя на внутренний стакан 9 плавающего поршня 3, вызывает в эластомере, заполняющем полость Г, давление большее, чем давление самого сжатого газа, поскольку площадь поверхности внутреннего стакана 9, воспринимающая давление сжатого газа в полости А, больше площади его поверхности, воспринимающей давление эластомера в полости Г, которое уравновешивает давление сжатого газа. Это обеспечивает надежное удержание газа в полости А, причем это удержание производится не столько за счет уплотнений 14 и 15 плавающего поршня 3, сколько с помощью сжатого в полости Г эластомера, который в силу своей природы (поскольку он представляет собой так называемую "квазижидкость") не изнашивается, а уплотнение самого эластомера при давлении менее 1000 кГс/см2 в силу его высокой вязкости надежно осуществляется при сравнительно низком качестве обработки уплотняемой поверхности 13 и износе уплотнений 14 и 15.When refueling, the compressed gas in the cavity A, acting on the inner glass 9 of the floating piston 3, causes the pressure in the elastomer filling the cavity G to be greater than the pressure of the compressed gas itself, since the surface area of the inner glass 9, which receives the pressure of the compressed gas in the cavity A, is greater the area of its surface, perceiving the pressure of the elastomer in the cavity G, which balances the pressure of the compressed gas. This ensures reliable gas retention in the cavity A, and this retention is not so much due to the seals 14 and 15 of the floating piston 3, but by means of an elastomer compressed in the cavity G, which by its nature (since it is the so-called "quasi-liquid") does not wear out, and the seal of the elastomer itself at a pressure of less than 1000 kgf / cm 2 due to its high viscosity is reliably carried out with a relatively low quality of treatment of the sealing surface 13 and wear of the seals 14 and 15.
2 этап. Работа демпфера при сжатии. 2 stage. Damper operation in compression.
Во время восприятия рабочих нагрузок со стороны демпфируемой массы демпфер сжимается. При этом происходит перемещение плунжера 2 относительно корпуса 1 и эластомер перетекает из полости Б в полость В, перемещая плавающий поршень 3 и сжимая газ в полости А. During the perception of the workloads from the damped mass, the damper is compressed. In this case, the plunger 2 moves relative to the housing 1 and the elastomer flows from the cavity B to the cavity B, moving the floating piston 3 and compressing the gas in the cavity A.
Обратные клапаны (шарик 18 и пластина 20) при этом находятся в положении, показанном на фиг.1 и 2, что определяется соответствующим перепадом давления эластомера на них - превышением давления эластомера в полости Б над давлением в полости В. The non-return valves (ball 18 and plate 20) are in the position shown in Figs. 1 and 2, which is determined by the corresponding pressure drop of the elastomer on them - the excess pressure of the elastomer in the cavity B over the pressure in the cavity B.
2.1. Статическое нагружение демпфера. 2.1. Static damper loading.
Если плунжер 2 перемещается медленно (т.е. имеет место статическое нагружение демпфера, см. фиг.3), то сопротивление сжатию демпфера определяется давлением сжатого газа полости А, трением уплотнениях 5, 14 и 15, трением текущего эластомера о металлические детали и трением эластомера, расположенного в полости Г о поверхность 13 плунжера 2. При этом, поскольку давление эластомера в полости Г превышает давление газа в полости А и это превышение может быть значительным (оно задается соотношением диаметров полостей А и Д), то силы трения плавающего поршня 3 (а именно уплотнений 14 и 15, а также эластомера в полости Г) по внутренней поверхности 13 плунжера 2 уже при начальном сравнительно небольшом давлении газа в полости А могут быть соизмеримы с силой давления газа в этой полости. (Превышение этой силы давления газа над силами трения определяется заданными требованиями к "расталкивающей" силе демпфера (Pрасталк., см. фиг.3), т.е. силе, возвращающей демпфер и связанный с ним демпфируемый объект в исходное состояние после снятия нагрузки). Причем большие силы трения плавающего поршня 3 по внутренней поверхности 13 плунжера 2 при сжатии демпфера вызывают рост давления эластомера в полостях В и Б, что в свою очередь ведет к увеличению силы трения и в уплотнении 5. Т.е. при статическом нагружении такого демпфера за счет повышения сил трения возможно достижение заданных высоких статических силовых характеристик (начальной силы - Pначальн. и конечной силы - Pконечн., см. фиг. 3) при сравнительно невысоком давлении газа в полости А.If the plunger 2 moves slowly (i.e., static loading of the damper takes place, see FIG. 3), then the compression resistance of the damper is determined by the pressure of the compressed gas of cavity A, the friction of the seals 5, 14 and 15, the friction of the current elastomer against metal parts and friction the elastomer located in the cavity G about the surface 13 of the plunger 2. Moreover, since the pressure of the elastomer in the cavity G exceeds the gas pressure in the cavity A and this excess can be significant (it is determined by the ratio of the diameters of the cavities A and D), the friction forces of the floating pore the screw 3 (namely, seals 14 and 15, as well as the elastomer in the cavity G) along the inner surface 13 of the plunger 2 even with an initial relatively small gas pressure in the cavity A can be commensurate with the gas pressure in this cavity. (The excess of this gas pressure force over the friction forces is determined by the specified requirements for the "pushing" force of the damper (P pushbutton , see Fig. 3), that is, the force that returns the damper and the associated damped object to its original state after unloading ) Moreover, the large friction forces of the floating piston 3 along the inner surface 13 of the plunger 2 during compression of the damper cause an increase in the pressure of the elastomer in the cavities B and B, which in turn leads to an increase in the friction force in the seal 5. That is under static loading of the damper due to increase of friction forces is possible to achieve high static preset force characteristics (initial strength -. P initial and final strength -. P course, see Figure 3..) with a comparatively low gas pressure in the cavity A.
Кроме того, при этом достигается высокий коэффициент необратимого поглощения энергии, т.к. силы трения переводят воспринятую демпфером энергию в тепло, а это в свою очередь исключает возможность возникновения длительных незатухающих колебаний демпфируемой массы в том числе и при статическом (малоскоростном) нагружении. In addition, a high coefficient of irreversible energy absorption is achieved, since friction forces translate the energy absorbed by the damper into heat, and this, in turn, eliminates the possibility of long-lasting undamped oscillations of the damped mass, including under static (low-speed) loading.
Дополнительное увеличение конечного статического усилия без роста давления газа в полости А достигается упором плавающего поршня 3 стаканом 9 в упор-ограничитель 26. При этом сжатие газа прекращается, но при нарастании сжимающего усилия и дальнейшем перемещении плунжера 2 происходит объемное сжатие эластомера в полостях Б, В и Г, т.е. демпфер из режима газовой пружины на ходе Yг.пр. (см. фиг.3) переходит в режим жидкостной пружины на конечном участке рабочего хода плунжера 2 до его упора в дно 8 корпуса 1.An additional increase in the final static force without increasing the gas pressure in the cavity A is achieved by stopping the floating piston 3 with the nozzle 9 against the stop limiter 26. In this case, gas compression stops, but when the compressive force increases and the plunger 2 moves further, the elastomer is compressed in cavities B, C and G, i.e. damper of the gas spring during the mode to Y g.pr. (see figure 3) goes into liquid spring mode at the final section of the stroke of the plunger 2 until it stops in the bottom 8 of the housing 1.
Величина такого участка рабочего хода Yж.пр. (см. фиг.3) определяется как потребными статическими силовыми характеристиками, так и прочностью элементов конструкции демпфера, поскольку сопровождается ростом давления в эластомере.The magnitude of this portion of the working stroke Y zh.pr. (see figure 3) is determined by both the required static power characteristics and the strength of the structural elements of the damper, since it is accompanied by an increase in pressure in the elastomer.
2.2. Динамическое нагружение демпфера. 2.2. Dynamic loading of the damper.
При быстром перемещении плунжера 2 (т.е. имеет место динамическое нагружение демпфера, см. фиг.3), к силам, имеющим место при статическом нагружении, добавляется сила гидравлического сопротивления, возникающая из-за перепада давления в кольцевом зазоре между стенками отверстия 6 и профилированным веретеном 7 (см. фиг.1) или стенками центрального отверстия 21 обратного клапана 20 и профилированным веретеном 7 (см. фиг.2). При этом происходит перевод энергии, воспринятой демпфером, в тепло. Следует отметить то, что профиль веретена 7 определяет характер изменения гидравлической силы сопротивления сжатию демпфера и подбирается таким образом, чтобы обеспечить на всем ходе перемещения плунжера 2 усилие сжатия, близкое к постоянному - предельно допустимому Pmax (см. фиг.3) для демпфируемого объекта при максимальной скорости его воздействия на демпфер.With the rapid movement of the plunger 2 (i.e., dynamic loading of the damper takes place, see FIG. 3), the forces that occur during static loading are supplemented by the hydraulic resistance force arising from the pressure drop in the annular gap between the walls of the
При этом достигается максимальная энергоемкость демпфера. In this case, the maximum energy intensity of the damper is achieved.
3 этап. Возврат демпфера в исходное положение после снятия внешней нагрузки. 3 stage. Return the damper to its original position after removing the external load.
После снятия сжимающих демпфер усилий давление сжатого газа в полости А через плавающий поршень 3 воздействует на эластомер в полости В и выжимает его в полость Б, в результате чего происходит обратное перемещение плунжера 2. При этом из-за перепада давления обратный клапан - шарик 18 занимает в отверстии 17 диафрагмы 4 крайнее правое положение, упираясь в ограничитель кода 19. Вследствие этого эластомер получает возможность перетекать из полости В в полость Б не только по кольцевому зазору вокруг веретена 7, но и через дополнительный канал - вокруг обратного клапана - шарика 18, что обеспечивает заданную скорость возврата демпфера и демпфируемой массы в исходное положение. After removing the compressive forces of the damper, the pressure of the compressed gas in the cavity A through the floating piston 3 acts on the elastomer in the cavity B and squeezes it into the cavity B, as a result of which the plunger 2 moves backward. In this case, due to the pressure differential, the check valve - ball 18 takes in the hole 17 of the
Аналогично происходит и перемещение обратного клапана - пластины 20 в крайнее правое положение в проточке 25 диафрагмы 4 (см. фиг.2). При этом эластомер получает возможность перетекать из полости В в полость Б дополнительно к кольцевому зазору вокруг веретена 7, еще и по боковым каналам 22. Similarly, the check valve moves - the
При повторном приложении сжимающего усилия обратный клапан - шарик 18 (см. фиг.1) или обратный клапан - пластина 20 (см. фиг. 2) перепадом давления на них возвращаются в исходное положение (изображенное на указанных фигурах) и цикл работы демпфера повторяется. When the compressive force is applied again, the non-return valve - ball 18 (see Fig. 1) or the non-return valve - plate 20 (see Fig. 2) by the differential pressure on them returns to their original position (shown in the figures) and the damper cycle is repeated.
Использование предлагаемого изобретения позволяет:
1. Обеспечить высокую надежность и долговечность демпфера при одновременном достижении им высокой энергоемкости и высоких статических силовых характеристик за счет повышения надежности работы обычных уплотнений, т.к. в данном устройстве они уплотняют высоковязкую "квазижидкость" - эластомер при относительно невысоких давлениях в нем (< 1000 кгс/см2), а также за счет надежного уплотнения сжатого газа в газовой полости плунжера практически "неизнашиваемым" эластомером, размещенным в плавающем поршне, при давлении в эластомере большем, чем давление сжатого газа.Using the invention allows:
1. To ensure high reliability and durability of the damper while achieving high energy intensity and high static power characteristics by increasing the reliability of conventional seals, because in this device, they condense a highly viscous "quasi-fluid" - elastomer at relatively low pressures in it (<1000 kgf / cm 2 ), as well as due to the reliable compaction of the compressed gas in the gas cavity of the plunger with a practically "non-wearing" elastomer located in the floating piston, at the pressure in the elastomer is greater than the pressure of the compressed gas.
2. Обеспечить большой коэффициент необратимого поглощения энергии, воспринимаемой демпфером при статическом (малоскоростном) его нагружении за счет создания повышенных сил трения плавающего поршня (его уплотнений и эластомера в нем) по внутренней поверхности плунжера. 2. To provide a large coefficient of irreversible absorption of energy perceived by the damper under static (low-speed) loading due to the creation of increased friction forces of the floating piston (its seals and elastomer in it) along the inner surface of the plunger.
3. Обеспечить безопасность эксплуатации демпфера путем значительного уменьшения количества и скоростей разлетающихся осколков при возможном повреждении и разрушении демпфера за счет существенного (от полутора-двухкратного до многократного при объемном сжатии эластомера в конце хода) снижения максимального рабочего давления сжатого газа. 3. To ensure the safe operation of the damper by significantly reducing the number and speed of flying fragments during possible damage and destruction of the damper due to a significant (from one and a half to two to multiple with volumetric compression of the elastomer at the end of the stroke) reduce the maximum working pressure of the compressed gas.
4. Обеспечить относительно низкую себестоимость изготовления демпфера за счет снижения требований к качеству обработки уплотняемых поверхностей деталей демпфера и к состоянию обычных уплотнений по сравнению с газо-жидкостным и чисто эластомерным демпфером, а также за счет снижения требований к качеству (сжимаемости) и количеству (объему) эластомера, к качеству (прочности) и количеству (массе) металла по сравнению с чисто эластомерным демпфером. 4. To ensure a relatively low cost of manufacturing a damper by reducing the requirements for the quality of processing of the sealing surfaces of the damper parts and the condition of conventional seals in comparison with a gas-liquid and purely elastomeric damper, as well as by reducing the requirements for quality (compressibility) and quantity (volume) ) elastomer, to the quality (strength) and quantity (mass) of the metal compared to a purely elastomeric damper.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113721A RU2156899C1 (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Flexible damper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99113721A RU2156899C1 (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Flexible damper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2156899C1 true RU2156899C1 (en) | 2000-09-27 |
Family
ID=20221799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99113721A RU2156899C1 (en) | 1999-07-01 | 1999-07-01 | Flexible damper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2156899C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190833U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190830U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190829U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190827U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190832U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190828U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
-
1999
- 1999-07-01 RU RU99113721A patent/RU2156899C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЛОМИЙЧЕНКО В.В., КОСТИНА И.А., ПРОХОРЕНКОВ В.Д., БЕЛЯЕВ В.И. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава. - М.: Транспорт, 1991, с.75, рис.67. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190833U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190830U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190829U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190827U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190832U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
| RU190828U1 (en) * | 2019-03-25 | 2019-07-15 | Максим Радомирович Бавин | Device for the perception and dissipation of shock energy from the body falling under the influence of gravity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2944639A (en) | Shock absorber with vacuum compensator | |
| US5104101A (en) | Buffer cartridge | |
| US6499570B2 (en) | Shock-absorbing device | |
| US4121812A (en) | Elastomer stress damper with constructable orifice | |
| KR830008070A (en) | Pneumatic Shock Absorber and its Shock Absorbing Method | |
| JPH02248734A (en) | Hydraulic shock absorber | |
| JPH0610490B2 (en) | Newmatic or hydronewmatic tension springs | |
| US2985319A (en) | Hydraulic shock absorbers | |
| RU2156899C1 (en) | Flexible damper | |
| US2915043A (en) | Fluid operated cylinder | |
| US3682461A (en) | Liquid spring | |
| CN112431800A (en) | Gas-liquid isolation sealing method for piston type energy accumulator | |
| US3731914A (en) | Double ended spring shock absorber | |
| US2629462A (en) | Hydraulic shock absorber | |
| US4995597A (en) | Hydraulic shock absorber with telescopic casings | |
| US5992584A (en) | Dashpot for power cylinder | |
| CA1312576C (en) | Lading protection device | |
| JPH05575B2 (en) | ||
| RU196688U1 (en) | ABSORBING DEVICE | |
| US3164263A (en) | Draft gear for automatic couplers of railway rolling stock | |
| US3582058A (en) | Linear-type vibration dampener | |
| CN108896401B (en) | High-pressure gas driven rock mechanical testing machine loading head | |
| US1179253A (en) | Fluid-pressure device. | |
| RU2198809C1 (en) | Automatic coupler friction draft gear | |
| EP1219856A1 (en) | Shock absorbing device having air envelopes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070702 |