Амартисьори – намерете производители и доставчици

Амортисьорите намаляват ударите, вибрациите и нежеланите движения в превозни средства, машини, оборудване и инженерни съоръжения.

Те преобразуват част от кинетичната енергия в топлина и осигуряват контролирано забавяне на движещите се маси или по-бързо затихване на вибрациите.
За разлика от пружините, амортисьорите не съхраняват абсорбираната енергия, за да я освободят по-късно. Тяхната функция е да разсейват кинетичната енергия по възможно най-контролиран начин. Поради това пружините и амортисьорите често се използват в комбинация: пружината поема натоварванията и позволява движение, докато амортисьорът ограничава последващото колебание.
Амортисьорите се използват в широк спектър от приложения, включително пътни и железопътни превозни средства, мотоциклети, велосипеди, селскостопанска и строителна техника, производствени съоръжения, роботи, конвейерни системи, асансьори, кранове и строителни конструкции.

По-долу ще намерите обзор на принципите на действие, конструкциите, областите на приложение, предимствата и ограниченията на амортисьорите, както и най-важните критерии за избора им.

Как работят амортисьорите

Амортисьорите генерират сила, която противодейства на движението. Това намалява скоростта на движещата се маса или заглушава вибрациите. Абсорбираната механична енергия се превръща предимно в топлина и се разсейва в околната среда чрез корпуса или използваната амортизираща среда.
При хидравличните амортисьори бутало се движи в цилиндър, изпълнен с масло. Маслото се прокарва през клапани, отвори или други сечения на потока. Полученото съпротивление на потока генерира амортизиращата сила.
Амортизацията може да бъде настроена по различен начин за всяка посока на движение:

• Фазата на сгъстяване действа, когато амортисьорът се сгъстява.
• Етапът на отскачане действа, когато амортисьорът се разтяга.

При автомобилните амортисьори амортизацията при сгъстяване и отскачане е специално настроена според теглото на превозното средство, конструкцията на шасито, окачването и желаните характеристики на управляемостта. При индустриалните амортисьори, от друга страна, основният акцент често е върху забавянето на движеща се маса до пълно спиране по плавен и без удари начин.
В зависимост от конструкцията силата на амортизация зависи, наред с други фактори, от скоростта, хода, положението на клапата, вискозитета на маслото и температурата. Съвременните клапанни системи позволяват прогресивни, дегресивни или приблизително линейни характеристични криви. Това позволява на амортисьора да реагира по различен начин на малки движения в сравнение с високите скорости на удара.

Конструкция и основни компоненти на амортисьорите

Точната конструкция зависи от принципа на действие и приложението. Хидравличният телескопичен амортисьор обикновено се състои от:

• Устойчив на налягане корпус или цилиндър,
• подвижен бутало,
• бутален прът,
• хидравлична амортизираща течност,
• клапани и отвори,
• направляващи и лагерни елементи,
• уплътнения и чистачки,
• компенсационна камера за изместеното масло,
• крепежни елементи,
• и, ако е приложимо, връщаща пружина или газова камера.

Уплътненията предотвратяват изтичането на амортизиращата течност и проникването на замърсители. Водачите поддържат буталото и буталния шток да се движат в предвидената посока. Страничните сили трябва да се избягват колкото е възможно, тъй като те могат да упражнят значително напрежение върху водачите, уплътненията и буталния шток.
В много хидравлични амортисьори газовата възглавница служи за компенсиране на промените в обема и за поддържане на налягането на маслото. Тя намалява риска от образуване на пяна и кавитация. Дори в така наречените амортисьори с газово налягане, действителното амортизиране се постига предимно чрез регулирания поток на маслото.

Видове и варианти на амортисьори

Амортисьорите могат да се класифицират според принципа си на действие, конструкцията, управляемостта и областта на приложение. Тъй като тези характеристики се припокриват, един амортисьор може да принадлежи към няколко групи едновременно.

Хидравлични амортисьори

Хидравличните амортисьори използват масло или друга хидравлична течност като амортизираща среда. Течността се прокарва през точно определени отвори и клапани, превръщайки кинетичната енергия в топлина. Това позволява разсейването на големи количества енергия в компактно пространство.
Амортисьорите с газово налягане съдържат и камера с газ под налягане. Това компенсира промените в обема и намалява образуването на пяна в маслото при бързи движения. Получената сила на разтягане трябва да се вземе предвид при проектирането на системата.
Хидравличните амортисьори се използват в превозни средства, машини, производствени и конвейерни системи, както и в оборудване за безопасност.

Еднотръбни амортисьори

Еднотръбните амортисьори имат един работен цилиндър.
Камерите за масло и газ обикновено са разделени с разделителен бутало.
Голямата повърхност на цилиндъра, която е пряко изложена на въздушния поток от превозното средство или околната среда, улеснява разсейването на топлината.
Тази конструкция често се използва в превозни средства с високи изисквания за постоянни амортизационни характеристики, прецизна реакция и термична устойчивост.

Двутръбни амортисьори

Двутръбните амортисьори се състоят от вътрешен работен цилиндър и външна компенсационна камера.
Маслото, изместено от връщащия се бутален шток, се влива в компенсационната камера чрез долен клапан.
Тази конструкция често позволява малка монтажна дължина и икономично производство.
Поради това двутръбните амортисьори се използват широко в леките автомобили, търговските превозни средства и много други приложения.

Телескопични амортисьори

Телескопичните амортисьори извършват линейно ходово движение.
Буталният шток и цилиндърът се движат един в друг.
Тази компактна и гъвкава конструкция се използва в окачванията на превозни средства, машините и промишлените приложения за край на хода.

Амортисьори от лостов тип

При амортисьорите от лостов тип външното въртеливо движение се предава чрез лост и вал към вътрешен бутало или лопатка.
Те се използваха предимно в по-старите модели автомобили, а днес се срещат главно в специализирани или исторически приложения.

Пневматични амортисьори

Пневматичните амортисьори използват въздух или друг газ като работна среда.
Амортизацията се постига чрез контролирано регулиране на потока на газа.
Тъй като сгъстеният въздух съхранява енергия и може да предизвика отскок, чисто пневматичната система за амортизация трябва да бъде проектирана съответно.
В пневматичните цилиндри изходящият въздух често се дросира в крайното положение. Това забавя буталото, преди то да достигне механичния ограничител.

Хидропневматични амортисьори

Хидропневматичните конструкции съчетават течност за контролирано амортизиране със сгъстяем газ като пружина или компенсиращ елемент.
Те осигуряват висока енергийна плътност и прогресивни характеристики на силата.
Примери за приложения включват окачвания на превозни средства, шасита на селскостопански и строителни машини, шасита на самолети и силно натоварени инженерни конструкции.

Амортисьори с триене

Амортисьорите с триене разсейват кинетичната енергия чрез механично триене между повърхности, притискани една към друга.
Те имат проста конструкция и не изискват течна амортизираща среда.
Въпреки това, амортизиращата сила може да бъде по-силно повлияна от износването, състоянието на повърхността, силата на контакт и температурата.
Амортисьорите с триене се използват, наред с другото, в специални превозни средства, машини и конструкции, подложени на вибрации.

Амортисьори от еластомер, каучук и пластмаса

Тези амортисьори абсорбират енергията чрез деформация на еластични или вискоеластични материали.
Използваните материали включват каучук, полиуретан, инженерни еластомери и специални пластмаси.
Те са компактни, икономични и често не изискват поддръжка. В същото време обикновено имат ефект на възвръщане на формата. Амортизационните характеристики и експлоатационният живот зависят в голяма степен от материала, температурата, степента на деформация, честотата на натоварване и стареенето.

Вискоеластични амортисьори

Вискоеластичните амортисьори съчетават еластична деформация с вътрешно триене.
Те могат да намаляват ударите и вибрациите в широк честотен диапазон.
Използват се, наред с другото, в машини, електронни кутии, сгради, мостове и чувствителна техническа апаратура.

Магнитореологични амортисьори

Магнитореологичните амортисьори съдържат течност, чието поведение при течение се променя под въздействието на магнитно поле.
Електронна система за управление може бързо да регулира силата на амортизация според текущите експлоатационни условия.
Тази технология се използва предимно в адаптивни автомобилни окачвания, както и в специализирани машини и системи за контрол на вибрациите.

Пасивни амортисьори

Пасивните амортисьори имат фиксирана или механично регулируема характеристика.
Те не изискват външно захранване и са здрави, надеждни и относително лесни за интегриране.

Регулируеми амортисьори

При регулируемите амортисьори могат да се регулират фазата на сгъстяване, фазата на отскачане или и двете посоки на амортизация.
Регулирането може да се извършва механично, хидравлично или чрез сменяеми дроселни елементи.
В промишлените приложения това регулиране позволява адаптиране към различни маси и скорости. При превозните средства то може да се използва за оптимизиране на комфорта, управляемостта и товароносимостта.

Адаптивни и полуактивни амортисьори

Адаптивните или полуактивните амортисьори регулират силата на амортизация по време на работа. Сензори регистрират фактори като движение, ускорение, натоварване или условия на движение. Система за управление регулира клапаните или поведението на амортизиращата течност.
Полуактивните системи регулират амортизацията, но за разлика от напълно активните системи обикновено не въвеждат допълнителна кинетична енергия в окачването.

Промишлени амортисьори

Промишлените амортисьори контролират забавянето на движещи се маси в машини и автоматизирани системи.
Типичните приложения включват линейни единици, роботи, металорежещи машини, портални кранове, конвейерни системи, опаковъчни машини и системи за манипулиране.
Има саморегулиращи се, регулируеми и фиксирани варианти. При редовно повтарящи се движения трябва да се вземат предвид както енергията на ход, така и общата топлина, генерирана на час.

Миниатюрни амортисьори

Миниатюрните амортисьори са предназначени за малки движещи се маси и ограничени монтажни пространства.
Те се използват, наред с другото, в прецизни механични устройства, малки захващащи устройства, електроника, медицинска техника и компактни системи за автоматизация.

Амортисьори за тежки натоварвания

Амортисьорите за тежки натоварвания поглъщат особено големи количества енергия.
Те се използват, например, в кранове, мостове, шлюзове, стоманолеярни, системи за транспортиране на материали, пристанищни съоръжения и големи машини.
Дългите ходове и здравите корпуси позволяват относително ниско забавяне на тежки маси.

Амортисьори за безопасност

Амортисьорите за безопасност са предназначени предимно да осигуряват защита в случай на неизправности, аварийно изключване или непреднамерено преминаване на крайната позиция.
За разлика от индустриалните амортисьори, които работят циклично, те често са проектирани за редки, но особено високоенергийни натоварвания.

Амортисьори за край на хода и при удар

Амортисьорите за края на хода забавят движещите се части на машината, преди те да достигнат фиксирана спирачна позиция.
Те включват хидравлични буфери, амортисьори за края на хода и амортисьори за линейни или ротационни движения.
Може да е необходим отделен фиксиран ограничител, за да се предотврати натоварването на амортисьора над допустимия му ход.

Амортисьори за превозни средства

Амортисьорите за превозни средства се използват в леки автомобили, търговски превозни средства, автобуси, мотоциклети, велосипеди, железопътни превозни средства, селскостопанска техника, строителна техника и други мобилни приложения.
Те гасят вибрациите на окачените и неокачените маси и допринасят за комфорта при пътуване, стабилността при шофиране и сигурен контакт между колелата и пътната настилка.

Амортисьори за специални цели

Налични са специални конструкции, между другото, за много високи или ниски температури, корозивни среди, силно замърсяване, подводни приложения, чисти помещения, производство на храни, зони с опасност от взрив или особено висока честота на циклите.
Това може да наложи използването на неръждаема стомана, специални покрития, термоустойчиви уплътнения, специални хидравлични течности, чистачки, защитни мехове и специфични за приложението сертификати.

Приложения на амортисьорите

Пътни превозни средства

Амортисьорите ограничават вибрациите на каросерията, мостовете и колелата.
Те оказват влияние върху комфорта при шофиране, реакцията на кормилното управление, стабилността при спиране, поведението при завиване и сцеплението.
Конструкцията трябва да бъде точно съобразена с превозното средство, натоварването на мостовете, окачването и предназначението.

Мотоциклети и велосипеди

При мотоциклетите и велосипедите амортисьорите често се комбинират с пружина, за да образуват компактен модул.
Възможностите за регулиране на предварителното натоварване, амортизацията при отскачане и амортизацията при сгъстяване позволяват адаптиране към теглото на водача, натоварването, стила на каране и пътната настилка.

Търговска, селскостопанска и строителна техника

Големият тегло на превозните средства, променящите се товари и неравните повърхности поставят специални изисквания към носещата способност, уплътненията и отводяването на топлината.
В тези случаи амортисьорите се използват в шасито, кабините, седалките, мостовете, прикачните устройства и движещите се части на машините.

Железопътни превозни средства

В железопътните превозни средства амортисьорите ограничават вертикалните, страничните и ротационните движения.
В зависимост от мястото на монтаж се използват, наред с другото, първични, вторични, странични, вертикални и антиротационни амортисьори.

Машиностроене и производствено оборудване

В машиностроенето амортисьорите намаляват силите на удара, шума и напрежението в материала.
Те позволяват съкращаване на времето на цикъла и предотвратяват неконтролираното удряне на движещите се компоненти в механичните ограничители.

Автоматизация и роботика

Амортисьорите забавят скоростта на осите, захватните устройства, плъзгачите, носителите на детайли и манипулаторите.
Плавното забавяне предпазва механичните компоненти, детайлите и сензорите.

Конвейерна, складова и опаковъчна техника

В конвейерните системи, машините за съхранение и извличане, сортировъчните системи и опаковъчните машини амортисьорите омекотяват движещите се товари и ограничават силите в точките на прехвърляне и крайните позиции.

Конструкции и инфраструктура

Вискозни, вискоеластични или хидравлични амортисьори могат да ограничават движението на сгради, мостове и други конструкции, причинено от вятър, трафик или вибрации.

Аерокосмическа промишленост

Хидропневматични амортисьори и специални енергоабсорбатори се използват в колесните шасита, седалките, клапите и системите за безопасност, както и в други приложения.
Теглото, надеждността и определените експлоатационни характеристики при екстремни условия на околната среда са особено важни в този случай.

Предимства на амортисьорите

• Контролирано забавяне: Движещите се маси се забавят на определено разстояние.
• По-ниски пикови сили: Натоварването върху машините, превозните средства, компонентите и товарите се намалява.
• По-малко вибрации: Нежеланите остатъчни вибрации затихват по-бързо.
• По-голяма експлоатационна безопасност: Механичните ограничители и компонентите, критични за безопасността, се освобождават от натоварване.
• По-дълъг експлоатационен живот: Лагерите, водачите, рамките и крепежните елементи са подложени на по-малко натоварване.
• По-малко шум: Могат да се намалят силните удари и предизвиканият от тях шум, пренасян по конструкцията.
• Подобрено качество на процеса: Детайлите и чувствителните продукти могат да се преместват по-внимателно.
• По-голяма стабилност при движение: Амортисьорите на превозните средства спомагат за поддържането на контакт между колелата и пътната настилка.
• Регулируемо амортизиране: Различните конструкции и характеристични криви позволяват прецизно настройване според конкретното приложение.

Ограничения на амортисьорите

• Поглъщането на енергия на ход и за единица време е ограничено. Ако честотата на цикъла е твърде висока, амортисьорът може да прегрее.
• Неправилната конструкция може да доведе до рязко забавяне, достигане на крайната позиция, отскачане или недостатъчно амортизиране.
• Хидравличните амортисьори могат да развият течове поради износени уплътнения.
• Високите и ниските температури оказват влияние върху вискозитета на маслото и материалите на уплътненията.
• Страничните сили или наклоненото течение могат да повредят буталния прът, водача и уплътненията.
• Еластомерите и пластмасите могат да променят свойствата си поради температурата, контакта с работните среди, ултравиолетовото лъчение и стареенето.
• Регулируемите и електронно управляваните системи изискват повече усилия за интегриране и настройка.
• Амортисьорите не заместват необходимия механичен крайни ограничител или защитно устройство от по-високо ниво.

Ключови критерии при закупуването на амортисьори

Задача на амортизацията и приложение

На първо място трябва да се определи дали трябва да се абсорбира единичен удар, да се забави редовно движеща се маса или да се намалят продължителните вибрации. Също толкова важно е да се направи разграничение между нормална работа, циклично амортизиране в края на хода и рядка аварийна ситуация.

Маса и скорост

Масата, която трябва да се придвижи или забави, и нейната максимална скорост на удара определят значителна част от кинетичната енергия, която трябва да се абсорбира. При въртящи се системи трябва да се вземат предвид моментът на инерция, скоростта на въртене и предавателното съотношение.

Допълнителни движещи сили

Двигателите, пневматичните или хидравличните цилиндри, гравитацията и пружините могат да продължат да упражняват сила върху движещата се маса по време на забавянето. Тази допълнителна задвижваща енергия трябва да се прибави към кинетичната енергия.

Енергия на ход и на час

При циклични приложения две величини са от решаващо значение:

• максималната енергия, абсорбирана на цикъл на амортизация,
• общата енергия или термичното натоварване на час.

Амортисьорът може да е с подходящ номинал за единичен удар, но все пак да претърпи термично претоварване при висока честота на циклите.

Ход и допустимо забавяне

По-дългият ход на амортизация обикновено води до по-ниско забавяне и по-ниска пикова сила при една и съща енергия. Затова наличното пространство за монтаж трябва да се съпостави с допустимото натоварване на машината, превозното средство, детайла или човека.

Характеристична крива на амортизацията

Необходимата характеристика „сила-местоположение“ или „сила-скорост“ зависи от приложението. Трябва да се определи дали е необходимо линейно, прогресивно, дегресивно, фиксирано, саморегулиращо се или регулируемо амортизиране.
При превозните средства фазите на сгъстяване и отскачане трябва да бъдат съобразени с окачването, конструкцията на моста, масата на превозното средство и желаната настройка.

Монтажно пространство и закрепване

Трябва да се вземат предвид монтажната дължина, ходът, външният диаметър, точките за закрепване и посоката на движение. Болтовете, ушите, скобите, резбите и другите съединения трябва да съответстват на съществуващите точки за закрепване.
Предаването на силата трябва да бъде аксиално, когато това е възможно. Ако ъгловите отклонения са неизбежни, може да се наложи използването на подходящи сферични лагери или ударни глави.

Условия на околната среда

Температурата, влажността, прахът, мръсотията, пръските вода, почистващите средства, химикалите и корозията оказват влияние върху избора на материали и уплътнения. За използване на открито или в агресивни среди може да се наложи използването на неръждаема стомана, покрития, защитни мехове или специални чистачки.

Управление и мониторинг

При променящи се натоварвания или скорости може да е препоръчително използването на регулируем, адаптивен или електронно управляван амортисьор. За системи с мониторинг може да са необходими сензори за измерване на положението, температурата, честотата на хода или състоянието на износване.

Безопасност и крайни ограничители

При приложения, при които безопасността е от решаващо значение, е от съществено значение да се определят последствията от евентуална повреда. Може да се наложи използването на предпазни фактори, резервни амортисьори, механични крайни ограничители и редовни проверки.
При никакви обстоятелства амортисьорът не трябва да се натоварва над допустимия му ход. В много промишлени приложения трябва да се използва подходящ фиксиран ограничител за ограничаване на крайното положение.

Изпитвания, стандарти и изисквания за качество

Поради голямото разнообразие от приложения не съществува единен стандарт, който да обхваща всички амортисьори. Решаващо значение имат изискванията на съответното превозно средство, машина, отрасъл и страна на употреба.
Производителите трябва да предоставят надеждни данни за кривата на амортизационните характеристики, поглъщането на енергия, температурния диапазон, експлоатационния срок и допустимите сили. В зависимост от приложението може да се изискват изпитвания за издръжливост, изпитвания за херметичност, изпитвания за корозия, температурни изпитвания, измервания на силата и скоростта, както и документирана проследимост.

Поддръжка, резервни части и разходи през целия жизнен цикъл

При извършване на икономическа оценка, освен покупната цена, трябва да се вземат предвид фактори като монтаж, настройка, проверка, евентуален основен ремонт, резервни части и разходи за престой.
Заменяемите уплътнения, наличните комплекти за ремонт и дългосрочната наличност на продукта могат да бъдат предимства за подлежащите на обслужване промишлени амортисьори. При превозните средства амортисьорите трябва да се проверяват поотделно за всяка ос и да се подменят в съответствие със спецификациите на производителя на превозното средство или на компонента.

Обобщение

Амортисьорите разсейват кинетичната енергия по контролиран начин и намаляват ударите, вибрациите и пиковите натоварвания. При превозните средства те допринасят за комфорта при пътуване и стабилността при шофиране, а при машините, системите и техническите конструкции те предпазват компонентите, детайлите и хората.
Хидравличните, пневматичните, хидропневматичните, механичните, еластомерните и вискоеластичните принципи на действие позволяват адаптиране към голямо разнообразие от приложения. Освен това съществуват пасивни, регулируеми и адаптивни конструкции, както и специализирани амортисьори за превозни средства, промишлени съоръжения, приложения, свързани с безопасността, и екстремни условия на околната среда.
За да се гарантира надеждна работа, амортисьорите трябва да бъдат внимателно съобразени с масата, скоростта, енергията, хода, честотата на цикъла, характеристиките на затихване, конфигурацията на монтажа и условията на околната среда. При циклични промишлени приложения, освен енергията на ход, трябва да се вземе предвид и общото топлинно натоварване на час.

Амортисьори могат да бъдат закупени от различни производители и доставчици. Изчерпателна информация за производители и доставчици на амортисьори от цял свят може да бъде намерена на Exportpages.