本发明专利技术公开的一种单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器，具有双向运动等效阻尼比，且补油充。本发明专利技术通过下述技术方案实现：活塞杆通过上密封盖组件、衬套内腔A作往复运动；上柱塞组件和阻尼活塞将贮油缸阻尼筒将贮油缸阻尼筒的内腔分隔为阻尼腔B与受力腔C；活塞设定闭锁速度，对补油阀、安全阀产生作用力，将阀门关闭，受力腔C容积减小而压力升高，容积腔体积增大而压力降低，促使液压油由高压腔向低压腔流动，阻尼腔B腔油液只能通过阻尼控制阀门上的阻尼节流孔油道流出，进入衬套内腔A，油液通过连通的下柱塞组件的下端面腔，形成的液压力压力差作用于阻尼活塞和上柱塞组件形成阻尼力矩，实现单面活塞杆双向运动时的等效阻尼比。
【技术实现步骤摘要】
单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器
本专利技术涉及一种机械式阻尼器，尤其是关于一种单面活塞杆双向式等效阻尼液压阻尼器。
技术介绍
许多机构做机械运动时，由于外力影响，会发生振动和冲击，导致机械系统工作效率降低，影响使用寿命，严重时会损坏机械结构；部分机构运动时由于自身低阻尼，导致机构运动稳定性差或不稳定，甚至发生共振，使机构破坏。为了减少这些现象对机构的影响，通常在机构中加入可有效保护机构、提高系统效率的阻尼装置。阻尼器就是这种提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。阻尼器是一种利用阻尼特性来减缓机械振动及消耗动能的装置。阻尼器主要有液体阻尼器、气体阻尼器和电磁阻尼器三类。阻尼器的工作过程为耗散过程，通过将机械能转化为热能，实现机械系统减振或抑制过快运动的功能。液压阻尼器是机械系统在运动中，通过阻尼器中的活塞运动，迫使阻尼筒中的液体流过阻尼元件(阻尼节流孔油道或缝隙，或二者的结合)，使液体分子之间相互挤压、摩擦，将机械能转化为热能耗散掉，产生阻尼作用。它借助特殊结构阀门控制液压缸活塞移动以抑制管道或设备周期性载荷和冲击载荷影响。其主要用于防止管道或设备因地震、水锤、汽锤、风载、安全阀排汽及其它冲击载荷所造成的破坏。液压阻尼器是一种可以由低速到高速自由调节气缸进给速度在所期望范围内的液压式进给速度控制装置。控制方式有弹簧返回型(R阻尼腔B型)和空气返回型(R-A型)两种类型。液压阻尼器借助特殊阀门控制液压缸活塞移动以抑制管道或设备由于受周期性或冲击性荷载的影响而产生的振动。其主要用于防止管道或设备因地震力、液力、汽力冲击和风载所造成的破坏，专用的液压阻尼器也可以用来承受安全阀排放或破管引起的持续推力。液压阻尼器对管道热胀冷缩的缓慢移动几乎没有阻尼，而且对低幅、高频振动也不起作用。与其它形式减振装置相比较，液压阻尼器具有如下特点：阻尼力大，阻尼系数调整较方便，使用寿命长，散热好。液压阻尼器常用于控制冲击性的流体振动(如主汽门快速关闭、安全阀排放、水锤、破管等冲击激扰)和地震激扰的管系振动。液压阻尼器的工作过程可以用“刚柔相济”来描述，在管道或设备正常热膨胀时能随之缓慢移动，此时其几乎没有阻尼力，此时表现为“柔”；在载荷瞬变时液压阻尼器的阀门被激活，此时其产生出与振动力同样大小的反向阻力，扼制管道或设备产生较大的振动，减少振幅，从而起到保护管道或设备的作用，此时表现为“刚”。其工作原理是，阻尼器与液压系统的执行元件的输出轴相连。连接在活塞杆端的管道或设备正常热位移时，二个容积腔内均装满液压油,各接触面间要求有良好的密封。安装在活塞部位的主阀及安装在缸盖上的辅阀均处于开启状态，油缸内液压油可以从一腔流向另一腔，此时阻尼器产生的阻力很小，一般不大于额定荷载的1～2％，可以很好地适应热位移；当温度变化或活塞移动使油缸内油的体积变化时，油箱通过辅阀进行补油。发生振动时，管道或设备在冲击力的作用下以超常速度运动，使活塞杆产生压入或拉出油缸的快速位移，当其位移速度大于设定的闭锁速度，流体力使相应方向的阀门关闭，受力腔内的油压在额定的荷载下升高，产生了阻尼力，整个阻尼器变成了近于刚性的连接元件，并且将管道或设备承受的冲击荷载传到结构梁上去；阻尼器内置的阀门上设有预制的泄油油道，当阀门闭锁后，两腔内的液压油还能通过主、辅阀上的泄油油道作微量流动，正是这种设计使冲击荷载得到软化，有效地避免了管道或设备受到损害。当冲击荷载消失后，阀门弹簧使阀回到开启状态。一般阻尼器的用途有两种：一种是承受拉压两个方向交变荷载的抗振动型阻尼器；另一种是仅承受拉(或者压)单个方向脉冲荷载的抗安全阀排汽型阻尼器。活塞相对于油缸仅在轴向相互运动，称之为单轴阻尼器，其由动体、动体杆、缸体和密封组成，动体一般为圆柱形，动体设有若干阻尼节流孔油道或与缸体之间留有适当径向间隙，动体将油缸分为两动体腔，动体腔内充有液压油或粘度稍高的粘滞液体，如硅油，当动体相对于油缸运动时，密闭于受压一侧动体腔内的液体受挤压，压力升高，从动体间隙或阻尼节流孔油道流到另一动体腔，两动体腔压力差形成对动体的运动阻力，做功，将机械能转化为热能，从而达到吸收外界能量的目的，传统液压阻尼器在特殊场合不能满足制动需求。直升机液压阻尼器使用一段时间后出现动态载荷比使用前增大的问题。液压伺服控制系统以其驱动功率大、重量轻、加速性能好、响应速度快和精度高等优点,广泛应用于冶金、矿山、钢铁和航空等诸多领域。就其动态特性而言,液压控制系统主要不足是,阻尼比过小,一般小于013,为欠阻尼。为提高系统的阻尼,改善其动态特性,常采用如下措施:①开设旁路泄漏通道；②采用正开口的伺服阀；③添加液压阻尼器。液压阻尼器的作用是利用充满液压油的液压缸,通过阻尼控制阀或阻尼节流孔,在液压缸两腔产生压力差,从而对负载产生阻尼力,提高系统的动态性能。目前常用的液压阻尼器，为保证双向运动时阻尼等效，结构上常采用双面活塞杆，并将阻尼孔布置在活塞上，用两个调节旋钮，分别控制拉伸和压缩两个方向的阻尼力大小，以此来控制运动物体的速度和时间，这不仅增大了液压阻尼器的结构尺寸，而且一端多出的活塞杆还增加了液压阻尼器的重量；要解决以上问题，就需要引入单面活塞杆结构的液压阻尼器，同时保证双向运动时具有等效阻尼比。等效阻尼比是基于位移抗震设计中确定等效周期的一个关键参数。不同等效阻尼比模型的总体变化趋势是一致的；滞回模型对等效阻尼比有很大影响,Ram阻尼腔Berg-Osgood模型的等效阻尼比是Flagshaped模型的2.56倍；等效阻尼比随着延性系数的增大而增大,尤其在μ＝2～4范围内变化幅度最大；短周期与中长周期等效阻尼比相差2倍多,故等效周期小于1s时,必须考虑其对等效阻尼比的影响。传统方法低估了结构响应,有较大误差；同时结构的塑性滞回耗能与等效阻尼比并无直接联系,即等效阻尼比的假设并不准确。
技术实现思路
本专利技术针对现有双向式等效阻尼液压阻尼器存在的不足之处，旨在提供一种具有双向运动等效阻尼比、补油充分和安全保护功能的单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器，包括：带有头部关节轴承的接头组件10和通过上密封盖组件13密封的液压缸外筒5、内置于液压缸外筒5中的贮油缸阻尼筒6，装配在活塞杆7自由端上的尾接杆组件1、固联在活塞杆端的阻尼活塞8，其特征在于：活塞杆7通过装配有密封圈的上密封盖组件13、衬套3和上柱塞组件4密封圈隔断贮油缸阻尼筒6内腔衬套内腔A与阻尼腔B，在贮油缸阻尼筒6中作往复运动，位于衬套3下方的上柱塞组件4的周向上装配有围绕活塞杆7分布的补油阀12、安全阀14和阻尼控制阀15；上柱塞组件4和阻尼活塞8将贮油缸阻尼筒6分别将贮油缸阻尼筒6的内腔分隔为衬套内腔A、阻尼腔B与受力腔C；外载荷作用到尾接杆组件1压入或拉方向时，活塞杆7固定端相连的阻尼活塞8运动而产生压入或拉出油缸的快速位移，驱动阻尼腔B油液被，压缩减小或增大缸阻尼筒6缸内空间容积发生变化，活塞8位移速度大于设定的闭锁速度时，液压流体力对相应方向的补油阀12、安全阀14产生作用力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器，包括：带有头部关节轴承的接头组件(10)和通过上密封盖组件(13)密封的液压缸外筒(5)、内置于液压缸外筒(5)中的贮油缸阻尼筒(6)，装配在活塞杆(7)自由端上的尾接杆组件(1)、固联在活塞杆端的阻尼活塞(8)，其特征在于：活塞杆(7)通过装配有密封圈的上密封盖组件(13)、衬套(3)和上柱塞组件(4)密封圈隔断贮油缸阻尼筒(6)内腔衬套内腔A与阻尼腔B，在贮油缸阻尼筒(6)中作往复运动，位于衬套(3)下方的上柱塞组件(4)的周向上装配有围绕活塞杆(7)分布的补油阀(12)、安全阀(14)和阻尼控制阀(15)；上柱塞组件(4)和阻尼活塞(8)将贮油缸阻尼筒(6)分别将贮油缸阻尼筒(6)的内腔分隔为衬套内腔A、阻尼腔B与受力腔C；外载荷作用到尾接杆组件(1)压入或拉方向时，活塞杆(7)固定端相连的阻尼活塞(8)运动而产生压入或拉出油缸的快速位移，驱动阻尼腔B油液被，压缩减小或增大缸阻尼筒(6)缸内空间容积发生变化，当其活塞(8)位移速度大于设定的闭锁速度时，液压流体力对相应方向的补油阀(12)、安全阀(14)产生作用力，在弹簧的弹簧力作用下将阀门关闭，阀门闭锁后，受力腔C容积腔内的油压在额定的荷载下升高或下降，容积腔体积减小而压力升高，容积腔体积增大而压力降低，促使液压油由高压腔向低压腔流动，迫使阻尼腔B腔油液只能通过阻尼控制阀(15)阀门上预制的阻尼节流孔油道流出，进入衬套内腔A，衬套内腔A油液通过连通的又与下柱塞组件(9)的下端面腔，对受力腔C腔形成液压力压力差，液压力压差作用于阻尼活塞(8)和上柱塞组件(4)形成阻尼力矩，从而对负载产生阻尼力,同时压力差将补油阀(11)打开，在等效周期内进行补油，等效阻尼比随着延性系数的增大而增大,实现单面活塞杆双向运动时的等效阻尼比，将外载荷机械能转化为热能耗散掉。/n...
【技术特征摘要】
1.一种单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器，包括：带有头部关节轴承的接头组件(10)和通过上密封盖组件(13)密封的液压缸外筒(5)、内置于液压缸外筒(5)中的贮油缸阻尼筒(6)，装配在活塞杆(7)自由端上的尾接杆组件(1)、固联在活塞杆端的阻尼活塞(8)，其特征在于：活塞杆(7)通过装配有密封圈的上密封盖组件(13)、衬套(3)和上柱塞组件(4)密封圈隔断贮油缸阻尼筒(6)内腔衬套内腔A与阻尼腔B，在贮油缸阻尼筒(6)中作往复运动，位于衬套(3)下方的上柱塞组件(4)的周向上装配有围绕活塞杆(7)分布的补油阀(12)、安全阀(14)和阻尼控制阀(15)；上柱塞组件(4)和阻尼活塞(8)将贮油缸阻尼筒(6)分别将贮油缸阻尼筒(6)的内腔分隔为衬套内腔A、阻尼腔B与受力腔C；外载荷作用到尾接杆组件(1)压入或拉方向时，活塞杆(7)固定端相连的阻尼活塞(8)运动而产生压入或拉出油缸的快速位移，驱动阻尼腔B油液被，压缩减小或增大缸阻尼筒(6)缸内空间容积发生变化，当其活塞(8)位移速度大于设定的闭锁速度时，液压流体力对相应方向的补油阀(12)、安全阀(14)产生作用力，在弹簧的弹簧力作用下将阀门关闭，阀门闭锁后，受力腔C容积腔内的油压在额定的荷载下升高或下降，容积腔体积减小而压力升高，容积腔体积增大而压力降低，促使液压油由高压腔向低压腔流动，迫使阻尼腔B腔油液只能通过阻尼控制阀(15)阀门上预制的阻尼节流孔油道流出，进入衬套内腔A，衬套内腔A油液通过连通的又与下柱塞组件(9)的下端面腔，对受力腔C腔形成液压力压力差，液压力压差作用于阻尼活塞(8)和上柱塞组件(4)形成阻尼力矩，从而对负载产生阻尼力,同时压力差将补油阀(11)打开，在等效周期内进行补油，等效阻尼比随着延性系数的增大而增大,实现单面活塞杆双向运动时的等效阻尼比，将外载荷机械能转化为热能耗散掉。
2.如权利要求1所述的单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器，其特征在于：活塞杆(7)通过螺纹及止动键与阻尼活塞(8)固连在一起，安装在贮油缸阻尼筒(6)内，承受贮油缸阻尼筒(6)内液压力；阻尼活塞(8)的外圆上制有环槽，端边制有装配密封圈的密封槽，将贮油缸阻尼筒(6)分为阻尼腔B、受力腔C两封闭腔。
3.如权利要求1所述的单面活塞杆双向式等效阻尼比液压阻尼器，其特征在于：衬套(3)为内空二阶轴筒，阶梯筒的结合面制有连接小端台阶轴筒的倒角，且轴端面上制作有连通贮油缸阻尼...
【专利技术属性】
技术研发人员：苟辽，王力，唐旭，
申请(专利权)人：四川凌峰航空液压机械有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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