Амортизаторы и их применение

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сахалинский Государственный Университет

Факультет природных ресурсов и нефтегазового дела

 

Кафедра нефтегазового дела

 

 

Реферат на тему:

Амортизаторы

 

 

 

Выполнил: студент 2 курса

Сторчак В.Н.

Руководитель: к.п.н., доцент

Семенов Н.С.

 

 

 

Южно-Сахалинск, 2012 г.

Амортизатор — устройство, превращающее механическую энергию в тепловую. Служит для гашения колебаний (демпфирования) и поглощения толчков и ударов, действующих на корпус (раму). Амортизаторы применяются совместно с упругими элементами пружинами или рессорами, торсионами, подушками и т.п.

 

Применение

В авиатехнике

В авиатехнике мощные амортизаторы используются на шасси самолётов. Их задача (как и задача всей конструкции шасси) схожа с амортизаторами в автомобилях - смягчить перегрузки при контакте с покрытием взлётно-посадочной полосы на посадке, чтобы нагрузки на узлы самолёта не превышали допустимых при выполнении штатной посадки, а также, чтобы можно было в экстренных случаях совершить безопасную для людей посадку при превышении максимальной посадочной массы вплоть до максимальной взлётной. В Ту-154, например, на стойках шасси используются жидкостно-газовые амортизаторы.

На железнодорожном транспорте

На железнодорожном транспорте гашение энергии необходимо производить как в вертикальном, горизонтальном поперечном, так и в горизонтальном продольном по отношению к движению направлениях. Амортизаторы в первых двух направлениях обычно используются масляные и устанавливаются под углом 45 градусов между вертикальной и горизонтальной поперечной движению плоскостями. Т.е. один амортизатор гасит энергии в двух направлениях. Продольные амортизаторы железнодорожного подвижного состава называют - поглощающий аппарат авто сцепного устройства. Поглощающие аппараты различают грузового типа и пассажирского. Погасающие аппараты грузового типа различают по классам Т0, Т1, Т2, Т3 - в зависимости от энергии, которую он поглощает (50 кДж - первый и 190 кДж - последний) и других его технических характеристик, описанных в ОСТ-32-175-2001

 

Классификация амортизаторов

-По принципу действия: на фрикционные или механические (сухого трения), гидравлические (вязкостного трения) и релаксационные;

-По характеру действия сил трения: на амортизаторы одностороннего и двустороннего действия (с сопротивлением на прямом и обратном ходах);

-Конструктивно гидравлические амортизаторы делятся на: рычажно-лопастные, рычажно-поршневые и телескопические (двух- и однотрубные)с газовым подпором или без него;

-По характеру изменения силы сопротивления, в зависимости от перемещения катков, скорости и ускорения этого перемещения амортизаторы подразделяются на:

1. Амортизаторы с примерно постоянной силой трения (например, простой механический амортизатор танка «Ландсверк»);

2. Амортизаторы с силой трения, зависящей от перемещения, при этом сила трения может быть как пропорциональна перемещению, так и иметь нелинейную зависимость;

3. Амортизаторы с силой трения пропорциональной скорости перемещения катка (подавляющее большинство современных гидравлических амортизаторов);

4. Амортизатор, сопротивление которого меняется пропорционально ускорению.

 

Фрикционные амортизаторы

Фрикционные (механические) — это амортизаторы с сопротивлением пропорциональным перемещению. Главной особенностью фрикционных амортизаторов является то, что их сопротивление не зависит от скорости перемещения катка. Поэтому они в прямом смысле слова являются демпферами, так как выполняют только одну из указанных в определении амортизатора функций — гашение колебаний.

 

Гидравлические амортизаторы

Гидравлические амортизаторы получили наибольшее распространение. В гидравлических амортизаторах сила сопротивления зависит от скорости перемещения штока. Рабочее тело-масло (оно еще является смазкой). Принцип амортизатора заключается в возвратно-поступательном движении поршня амортизатора, поршень через небольшое отверстие перепускает масло из одной камеры в другую, превращая механическую энергию в тепловую. Жесткость амортизаторов зависит от начальной настройки перепускных клапанов (для амортизаторов массового предназначения начальную настройку задает производитель на заводе однократно на все время эксплуатации; в амортизаторах спортивного назначения жесткость может регулировать пользователь), изначальной вязкости жидкости (масла) и температуры окружающей среды, которая влияет на вязкость амортизаторной жидкости (масла).

Гидравлические амортизаторы делятся на несколько подвидов: рычажные, однотрубные, двухтрубные, с газовым подпором или без него (в простонародье их называют просто газовыми или масляными), с газовым подпором высокого или низкого давления. Газовый подпор, как правило, влияет очень незначительно на жесткость амортизатора, но значительно увеличивает стабильность характеристик; при повседневной езде разница совершенно незаметна.

До 50-х — 60-х годов, как правило, использовались рычажные амортизаторы. Они были весьма эффективны и практически вечны (единственная изнашивающаяся деталь такого амортизатора — резиновые сальники на оси рычага, которые со временем начинают подтекать — легко заменяется, после чего амортизатор может проработать ещё несколько десятилетий), но дороги в производстве. В 50-х годах получили распространение трубчатые амортизаторы, срок службы которых редко превышает 5 лет.

Амортизаторы с газовым подпором высокого давления, как правило, однотрубные, данная конструкция является практически самой эффективной. Так как такие амортизаторы не боятся наклонов и могут устанавливаться штоком вниз, что улучшает характеристики подвески за счет снижения неподрессоренных масс. Его характеристики очень стабильны (при работе жидкость сильно греется и может вспениться или смешаться с компенсационным газом, что сильно ухудшит демпфирование, а это опасно) за счет того, что компенсационный газ отделен от жидкости плавающим поршнем; за счет высокого давления газа и как следствие жидкости, которое значительно отсрочивает момент вспенивания жидкости; за счет того, что стенка рабочего цилиндра имеет непосредственный контакт с воздухом это улучшает охлаждение жидкости; за счет того, что поршень и цилиндр имеет большой диаметр, а жидкость большой объем это увеличивает теплоемкость системы.

Недостатки: если компенсационная камера находится прямо в рабочем цилиндре то данный амортизатор имеет меньший ход по сравнению с двух трубной конструкцией при одинаковых внешних размерах; данный амортизатор очень критичен к повреждению-вмятинам на внешней стенке цилиндра, это приведет к заклиниванию поршня и полному выходу из строя, в то время как двухтрубный амортизатор даже не заметит вмятины; одно трубник сложней в изготовлении, чем двух трубный и как следствие дороже.

Газовый амортизатор

Амортизатор, действующим веществом которого является газ. Возвратно-поступательное движение штока амортизатора затрудняется работой по перепусканию через небольшое отверстие газа из одной камеры в другую. Но по технологии производства и по логике они все являются газомасляными.

Односторонний амортизатор

Амортизатор, который действует в одном направлении, т.е., когда шток амортизатора идет в одну сторону - он работает (амортизирует), в другую - не работает (холостой ход).

У двухтрубных амортизаторов нет холостого хода. При сжатии заполняется маслом над поршневая полость для следующего такта отбоя.

Двусторонний амортизатор

Амортизатор, который действует (работает) в двух направлениях, т.е. амортизатор работает при движении штока в обе стороны. Такая конструкция амортизатора позволяет амортизировать в два раза эффективнее, чем амортизатор односторонний.