减振器设计

(1)油压式减振器结构特征

筒式油压减振器的典型结构如下图所示。值得注意的有两点：其一是该减振器采用了两个完全相同的单向阀A、B和一个带有阻尼孔C的压力阀；其二是油缸的内径与活塞杆的外径之比取为2。这样就可保证减振器在正反两方向行程相等、运动速度也相等的条件下，正反向运动流过阻尼孔C和A、B阀的油量相等，作用于活塞上的阻尼力相等。减振器具有稳定的阻尼特性。另外，单向阀、阻尼孔和油缸零件均采用分体式，便于制造、安装和调试

油压式减振器

1—阻尼孔C；2—气室；3—油面；4—阀B；5—活塞；6—阀A；7—油缸

(2)阻尼力特性

项目

定截面阻尼孔

圆锥阀阻尼孔

速度比例阀阻尼孔

结构简图

压力差与活塞速度关系

阀的开程h与阀体切槽深度关系为抛物线，实际上是圆弧，油通路面积，式中h仅以数值代入开方

ρ ——流体密度，kg/m³；S——活塞面积，m²；a——阻尼孔面积，m²；υ ——活塞速度，m/s；C_d——流量系数，取决于孔形状和雷诺数

孔长较短C_d＝0.6

孔长径比为3，流入侧边缘

直角：C_d＝0.8

圆弧：C_d＝0.9

带阀门的阻尼孔C_d＝0.6~0.7

K——阀弹簧的弹簧刚度，N/m

h₀——阀弹簧的预压变形量，m

未注几何尺寸见简图

阻尼力速度特性

阻尼系数

等效线性阻尼系数

ω ——活塞振动频率，rad/s

B ——活塞振动振幅，m

使用说明

上图阻尼孔C为定截面阻尼孔。阻尼系数计算公式中面积S＝πD²/8，D为油缸内径。另外阻尼力随υ²按正比增长，υ很大时，受力很大，阻尼器将受到强度上的限制。为控制内压，阻尼孔C处装一限压阀

上图中的阀A、B可采用圆锥阀。当流体流过该类阀时，产生的阻尼力很小，因此，圆锥阀都是像上图那样与定截面阻尼孔配用。圆锥阀的阻尼力可以忽略不计

上图中阀A、B也可采用速度比例阀，它所产生的阻尼力是线性阻尼。当速度比例阀与阻尼孔C配合使用且流动速度υ很高时，速度平方阻尼起主要作用；υ比较低时，线性阻尼占主导地位，是一种比较好的搭配

(3)设计示例

设计示例的减振隔振器动力参数设计示例，确定等效线性阻尼C_e＝42720N·s/m，阻尼器的振动角频率ω＝293.2rad/s，振幅B＝1.22×10^-4m，设计如上图所示的油阻尼器

阀A和阀B采用圆锥阀阻尼孔，阻尼孔C采用定面积阻尼孔

阻尼系数

定截面阻尼孔C的直径选为d₁＝0.002m，阻尼油选择为机油，其密度ρ＝900kg/m³，阻尼孔长径比大于3且边缘为圆弧，所以C_d＝0.9，活塞杆面积

活塞杆直径

油缸内径

(4)摩擦阻尼器结构特征

摩擦阻尼器结构特征，一是选用合适的摩擦材料做摩擦片，二是对摩擦片施加足够的摩擦力，通常施加正压力方法有预压弹簧、气缸或油缸三种加压形式