液壓緩沖器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液壓緩沖器，包括密封容器和至少一個活塞，活塞包括塞桿和固定在塞桿底部的尖頭塞頭；塞桿頂端均連接在一活塞面板上；塞桿上穿設(shè)第一彈簧，第一彈簧頂端與活塞面板連接，底端與密封容器頂部連接；密封容器內(nèi)設(shè)有擋板，擋板將密封容器內(nèi)部分成上下兩空腔；上部空腔內(nèi)沿塞桿周圍均布有至少兩個第二彈簧，第二彈簧頂端與密封容器頂端連接，底端與擋板連接；下部空腔內(nèi)填充有剪切增稠流體，尖頭塞頭伸入剪切增稠流體材料內(nèi)部。本發(fā)明提供的液壓緩沖器，在振動與沖擊過程中，第一、第二彈簧及剪切增稠流體均吸收能量，且阻尼力快速增大，且具有結(jié)構(gòu)簡單，阻尼效果高和工業(yè)成本低的優(yōu)點。
【專利說明】液壓緩沖器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液壓緩沖技術(shù)，尤其是一種液壓緩沖器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在自動化機械中，振動與沖擊是造成設(shè)備破壞或降低效率的主要因素。有效地吸 收振動沖擊能是十分重要的。傳統(tǒng)的液壓緩沖器技術(shù)是通過將運動物體的機械能轉(zhuǎn)化為填 充液的熱能并最終釋放的一種有效技術(shù)，已廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)中。通過使用緩沖器，可 以將沖擊與振動能迅速耗散，使物體平衡運動有效的停止，從而提高機械效率，延長機器壽 命，提尚機器操作安全性等。
[0003] 液壓緩沖器的主體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括本體1、軸心2、軸承3、活塞4、彈簧 5、內(nèi)管6、液壓液7等。一般而言，液壓液7為油。當(dāng)軸心2受到?jīng)_擊時，帶動活塞4向下運 動擠壓內(nèi)管6中的液壓油7,液壓油7受壓后從排油孔8排出，從而將一部分沖擊能轉(zhuǎn)化為 液壓油7的動能，同時，液壓油7溫度快速升高，進一步吸收沖擊能；另一方面，排出的液壓 油7從回油孔9回流回內(nèi)管，當(dāng)外力消失后，彈簧5將活塞4頂回初始位置，等待下一次動 作。從而可以重復(fù)使用。
[0004] 受到?jīng)_擊后，活塞4向下運動擠壓液壓油7,由于排油孔8的個數(shù)，大小恒定，同時 排出速度變化不明顯，因此基本提供固定大小的力，從而近似線性減速。另一方面，隨著液 壓油溫度的升高，液壓油7變稀，會降低阻尼力，出現(xiàn)阻尼衰退的現(xiàn)象。再者，活塞4運動時 會對阻尼油（液壓油7)產(chǎn)生攪動效果，使阻尼油（液壓油7)中產(chǎn)生大量氣泡，造成阻尼的 減弱。若想提高阻尼效果，則必須用更好的填充液（液壓油7)，這樣會大大增加工業(yè)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種液壓緩沖器，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，簡化了結(jié)構(gòu)，提高阻尼 效果，降低工業(yè)成本。
[0006] 本發(fā)明提供一種液壓緩沖器，包括密封容器和至少一個活塞，所述活塞包括塞桿 和固定在所述塞桿底部的尖頭塞頭；
[0007] 所述活塞的塞桿頂端均連接在一個活塞面板上；所述塞桿上穿設(shè)有第一彈簧，所 述第一彈簧頂端與所述活塞面板連接，底端與所述密封容器的頂部連接；
[0008] 所述密封容器內(nèi)設(shè)置有擋板，所述擋板將所述密封容器的內(nèi)部分成上部空腔和下 部空腔；
[0009] 其中上部空腔內(nèi)沿所述塞桿周圍均布有至少兩個第二彈簧，所述第二彈簧的頂端 與所述密封容器的頂端連接，底端與所述擋板連接；
[0010] 其中下部空腔內(nèi)填充有剪切增稠流體，所述活塞的尖頭塞頭伸入所述剪切增稠流 體材料內(nèi)部。
[0011] 優(yōu)選地，所述活塞的尖頭塞頭呈圓錐狀。
[0012] 其中，所述塞桿與所述密封容器內(nèi)的擋板之間均密封連接。
[0013] 特別是，所述塞桿與擋板之間設(shè)置有密封裝置。
[0014] 進一步地，所述剪切增稠流體材料為STF。
[0015] 本發(fā)明提供的液壓緩沖器，沖擊載荷施加在活塞面板上后，在振動與沖擊過程中， 活塞快速向下運動，并擠壓位于密封容器外部的第一彈簧，從而將一部分動能轉(zhuǎn)化為第一 彈簧的彈性勢能；另一方面由于活塞運動過程中，與活塞接觸的剪切增稠流體材料受到高 速剪切，而根據(jù)剪切增稠流體材料的粘度與剪切應(yīng)變率成指數(shù)關(guān)系，即應(yīng)變率越高，粘度越 大，因此在活塞向下擠壓的過程中，剪切增稠流體材料的粘度快速升高，阻尼力快速增大， 耗散能量；同時，由于活塞的侵入，剪切增稠流體材料會向上推動擋板，從而擠壓位于密封 容器內(nèi)部的第二彈簧，通過第二彈簧的變形進一步吸收沖擊與振動能；在沖擊作用后，剪切 增稠流體材料的粘度逐漸降低，恢復(fù)可流動狀態(tài)，通過第一彈簧以及第二彈簧的回復(fù)形變 使得液壓緩沖器恢復(fù)到初始狀態(tài)；相對于現(xiàn)有技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，且阻尼效果較佳，工業(yè)成本 較低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實施例一提供的液壓緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明實施例二提供的液壓緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 如圖2、圖3所示，本發(fā)明實施例提供一種液壓緩沖器，包括密封容器1和至少一個 活塞2,活塞2包括塞桿21和固走在塞桿21底部的尖頭塞頭22 ;活塞的塞桿21頂纟而均連 接在一個活塞面板3上；塞桿21上穿設(shè)有第一彈簧4,第一彈簧4頂端與活塞面板3連接， 第一彈簧4底端與密封容器1的頂部連接；密封容器1內(nèi)設(shè)置有擋板5,擋板5將密封容器 1的內(nèi)部分成上部空腔11和下部空腔12 ;其中上部空腔11內(nèi)沿塞桿21周圍均布有至少兩 個第二彈簧6,第二彈簧6的頂端與密封容器1的頂端連接，第二彈簧6底端與擋板5連接； 其中下部空腔12內(nèi)填充有剪切增稠流體，活塞的尖頭塞頭22伸入剪切增稠流體材料內(nèi)部。
[0020] 本發(fā)明提供的液壓緩沖器，沖擊載荷施加在活塞面板3上后，在振動與沖擊過程 中，活塞2快速向下運動，并擠壓位于密封容器1外部的第一彈簧4,從而將一部分動能轉(zhuǎn)化 為第一彈簧4的彈性勢能；另一方面由于活塞2運動過程中，與活塞2接觸的剪切增稠流體 材料受到高速剪切，而根據(jù)剪切增稠流體材料的粘度與剪切應(yīng)變率成指數(shù)關(guān)系，即應(yīng)變率 越高，粘度越大，因此在活塞2向下擠壓的過程中，剪切增稠流體材料的粘度快速升高，阻 尼力快速增大，耗散能量；同時，由于活塞2的侵入，剪切增稠流體材料會向上推動擋板5， 從而擠壓位于密封容器1內(nèi)部的第二彈簧6,通過第二彈簧6的變形進一步吸收沖擊與振 動能；在沖擊作用后，剪切增稠流體材料的粘度逐漸降低，恢復(fù)可流動狀態(tài)，通過第一彈簧 4以及第二彈簧6的回復(fù)形變使得液壓緩沖器恢復(fù)到初始狀態(tài)；相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的 結(jié)構(gòu)相對簡單，且阻尼效果較佳，工業(yè)成本較低。第二彈簧6的均布有利于活塞面板3上受 力平衡。
[0021] 實施例一
[0022] 參見圖2,當(dāng)沖擊載荷相對較小時，可采用如圖2所示的液壓緩沖器結(jié)構(gòu)，包括一 個活塞2、一根第一彈簧4和兩根第二彈簧6 ;活塞2的塞桿21頂部與活塞面板3固定連 接，活塞2的尖頭塞頭22穿過密封容器1的頂部和擋板5,直接伸入密封容器1的下部空腔 12內(nèi)，下部空腔12內(nèi)充滿了剪切增稠流體材料，尖頭塞頭22浸入剪切增稠流體材料中，第 一彈簧4穿設(shè)在活塞面板3與密封容器之間的塞桿21上，第二彈簧6連接在密封容器1頂 板與擋板5之間，且兩第二彈簧6均布于塞桿21的周圍。
[0023] 在此過程中結(jié)構(gòu)可提供的總吸能為：
[0024] E = E1+E2+En (1)
[0025] 其中，E1為第一彈簧的彈性勢能，E 2為第二彈簧的彈性勢能，E 剪切增稠流體 材料的粘性耗散能。
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【權(quán)利要求】
1. 一種液壓緩沖器，包括密封容器和至少一個活塞，所述活塞包括塞桿和固定在所述 塞桿底部的尖頭塞頭，其特征在于： 所述活塞的塞桿頂端均連接在一個活塞面板上；所述塞桿上穿設(shè)有第一彈簧，所述第 一彈簧頂端與所述活塞面板連接，底端與所述密封容器的頂部連接； 所述密封容器內(nèi)設(shè)置有擋板，所述擋板將所述密封容器的內(nèi)部分成上部空腔和下部空 腔； 其中上部空腔內(nèi)沿所述塞桿周圍均布有至少兩個第二彈簧，所述第二彈簧的頂端與所 述密封容器的頂端連接，底端與所述擋板連接； 其中下部空腔內(nèi)填充有剪切增稠流體，所述活塞的尖頭塞頭伸入所述剪切增稠流體材 料內(nèi)部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓緩沖器，其特征在于： 所述活塞的尖頭塞頭呈圓錐狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓緩沖器，其特征在于： 所述塞桿與所述密封容器內(nèi)的擋板之間均密封連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓緩沖器，其特征在于： 所述塞桿與擋板之間設(shè)置有密封裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的液壓緩沖器，其特征在于： 所述剪切增稠流體材料為STF。
【文檔編號】F16F9/32GK104455171SQ201410710079
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】吳先前, 黃晨光 申請人:中國科學(xué)院力學(xué)研究所