皮囊复位油压缓冲器的结构设计

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  【摘 要】在油压缓冲器中,皮囊复位缓冲器因其独有的结构,本文通过对这种缓冲器的组成结构的说明和缓冲机理的分析,对此类型产品的系列化打下良好的理论基础。
  【关键词】油压缓冲器;模型;缓冲特点
  0.引言
  液压缓冲器是一种利用粘性阻尼液体来吸收撞击物体能量,将机械能转换为油液的内能及液体能量的吸能装置。在各类机械上作为执行部件的缓冲器起到降低机械振动和噪声或保护设备平稳运行;作为缓冲部件,能防止设备越程工作,保证安全生产。
  在现有的油压缓冲器,常见的有弹簧回复油压缓冲器、内置弹簧油压缓冲器。皮囊复位油压缓冲器在国内应用较少,只有姚荣康等在实验室内研究皮囊式缓冲器的冲击动态分析。
  笔者在原有的油压缓冲器的基础上通过一定的改造,设计了皮囊式缓冲器,在缓冲器的应用领域试图进行探索。
  1.皮囊式缓冲器的结构
  皮囊式缓冲器的结构与传统的油压缓冲器类似,本缓冲器是在HY4-50的结构上进行改进后得到的,其结构如图1所示,此种结构与原缓冲器的区别在于没有复位弹簧,但是在缓冲器的内缸外增加了一个封闭的皮囊。
  当运动的设备撞击缓冲器时,活塞杆向内运动,具有粘性的油高速流经阻尼孔时,会产生剧烈的升温,导致设备的撞击能量转化为油的内能和油的压迫能。在油排出缸外后,缸外的皮囊因油的流出,产生压缩,并产生皮囊内的压力的增大,可以消耗少部分的能量,随着活塞杆的进一步的运动,导致皮囊内的气体被不断的压缩,压力逐步增大,当达到缓冲行程达到最大时,皮囊被压缩到最小体积。在设备离开缓冲器时,皮囊蓄积的压力开始释放,推动缸外的高压油经阻尼孔回到缸内,推动活塞复位。
  2.皮囊缓冲器的特性分析
  在制造出缓冲器后,为更加明确缓冲器的特点,笔者对皮囊缓冲器的静态缓冲性能进行了对比分析,皮囊回复式缓冲器的静态缓冲曲线和弹簧回复式缓冲器的静态缓冲曲线是不同的
  从两个缓冲曲线可知,皮囊回复式的缓冲曲线是很平缓的,如果气囊的体积增大,回复力会更加平缓;相反,弹簧缓冲器的缓冲力是线性的,主要是回复弹簧的作用。
  在缓冲的过程当中,若撞击物体的能量大,速度小,两种缓冲器的动态响应是基本相同的,但是对于高速碰撞的物体,皮囊回复式缓冲器因其回复力小,缓冲效果好;而弹簧回复式缓冲器因弹簧回复力逐步增大,可能会出现较大的反弹,降低了缓冲效果。
  在缓冲器的另一个特点,緩冲器的长度减少了,弹簧缓冲器的总长度与缓冲行程的比值一般为4.5:1,皮囊缓冲器的缓冲长度与缓冲行程的比值为3.5:1,缩短了缓冲的长度。
  3.结论
  皮囊复位缓冲器作为新型的缓冲器,具有缓冲性能平缓,适于高速物体的无反弹的回复,同时结构紧凑,体积小,并且独有可以通过控制囊内气体的压力来控制缓冲器的缓冲性能以适应不同的载荷的冲击的特性。缺点是皮囊的制造复杂、造价高略高,在缓冲精度要求高和载荷变化的设备上应用会广泛。
  【参考文献】
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