Гаситель колебаний шахтного подъемного сосуда

 

Использование: в грузоподъемных устройствах. Сущность изобретения: гаситель колебаний шахтного подъема сосуда содержит узел демпфирования с колесом. Ступица колеса выполнена из материала, упругого в радиальном направлении, с переменной в окружном направлении жесткостью, а тормозные приспособления выполнены в виде щеточных элементов, один из которых закреплен подъемного сосуда, а другой - на кронштейне подвески. Благодаря вращению колеса под действием тормозных упругих приспособлений происходит изменение приведенной жесткости и исключение возникновения в системе резонансных процессов, вызванных совпадением частот собственных и вынужденных колебаний сосуда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам, а именно к гасителям колебаний шахтного подъемного сосуда, и может быть использовано в шахтном подъеме.

Известен гаситель колебаний [1], содержащий установленные на подъемном сосуде ролик и демпфирующую опору с гидроамортизатором.

Недостатком устройства является его невысокая надежность, обусловленная тем, что при длительном действии на ролик внешнего периодического возбуждения со стороны проводника с частотой, близкой к частоте собственных колебаний сосуда с упруго-вязкой опорой, амплитуда колебаний системы вследствие резонанса возрастает до технически недопустимых пределов, приводя к возникновению аварийной ситуации и разрушению элементов конструкции.

Целью изобретения является повышение надежности работы гасителя колебаний путем заданного изменения жесткости опоры для исключения длительного нахождения системы в состоянии совпадения частот собственных и вынужденных колебаний.

Цель достигается тем, что гаситель колебаний кроме ролика содержит демпфирующую опору, снабженную храповым механизмом с собачками и храповым колесом со ступицей, закрепленные на сосуде, при этом собачки выполнены в виде щеточных элементов, щетины которых установлены с наклоном к радиусу храпового колеса в окружном направлении, причем ступица выполнена упругой в радиальном направлении из материала с переменной в окружном направлении жесткостью, одна собачка закреплена на подъемном сосуде, а другая закреплена на подвеске ролика. Цель достигается также и тем, что ступица выполнена из пористого материала и заполнена посегментно вязкими жидкостями, причем каждые два соседних сегмента заполнены жидкостями различной вязкости.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что демпфирующая опора гасителя колебаний снабжена храповым механизмом с собачками и храповым колесом со ступицей, закрепленными на сосуде, при этом собачки выполнены в виде щеточных элементов, щетины которых установлены с наклоном к радиусу храпового колеса в одном направлении, ступица выполнена упругой в радиальном направлении из материала с переменной в окружном направлении жесткостью, причем одна собачка закреплена на подвеске ролика, а другая - на подъемном сосуде.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Наличие храпового колеса с собачками и ступицей, закрепленной на сосуде, обеспечивает преобразование колебательного движения ролика во вращательное движение храпового колеса в одну сторону, что приводит к поочередному опиранию собачек на различные сектора упругой ступицы. Выполнение собачек в виде щеточных элементов, щетины которых установлены с наклоном к радиусу храпового колеса в одну сторону, обеспечивает эффективное рассеивание энергии колебаний за счет сил трения щетин и проворачивание колеса при каждом колебании сосуда. Выполнение ступицы колеса упругой в радиальном направлении с переменной в окружном направлении жесткостью за счет заполнения ее материала жидкостями различной вязкости обеспечивает при проворачивании колеса изменение суммарной жесткости подвески, изменяющейся от одного колебания к другому. Это изменение приводит к постоянному изменению частоты собственных колебаний сосуда на упруго-вязком амортизаторе и невозможности возникновения в системе резонансного процесса, так как частота внешнего возбуждения не может быть в течение длительного времени близкой или равной частоте собственных колебаний системы. Это в совокупности с вышеизложенными признаками повышает надежность работы гасителя колебаний путем исключения возникновения в системе резонансных процессов при наличии внешнего периодического возбуждения.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже показан предлагаемый гаситель.

Гаситель содержит ролик 1, опирающийся на кронштейн подвески 2, контактирующей с демпфирующей опорой 3, в состав которой входят тормозные приспособления 4 и 5, колесо 6 со ступицей 7, ролик 1 опирается о направляющую 8, приспособление 5 закреплено на сосуде 9, а собачка 4 - на кронштейне подвески 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При колебаниях сосуда 9 приспособление 4, выполненное в виде щеточных элементов, установленных с наклоном к радиусу колеса 6 в окружном направлении, начинает вращать колесо 6. Ступица 7, выполненная сегментно из материала с различной в двух соседних сегментах жесткостью, упруго деформируется под действием приспособления 4, создавая из-за вращения различную для двух последовательных циклов колебаний возвращающую силу упругой реакции материала. Это изменяет от колебания к колебанию суммарную жесткость подвески. Приспособление 5 препятствует вращению колеса в обратную сторону.

По сравнению с прототипом заявляемое решение позволяет полностью избежать разрушения конструкции вследствие резонанса, который у данной конструкции не существует, а также существенно увеличить срок службы гасителя.

Формула изобретения

1. ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ШАХТНОГО ПОДЪЕМНОГО СОСУДА, содержащий установленный на сосуде посредством кронштейна подвески узел демпфирования кронштейна, отличающийся тем, что узел демпфирования включает в себя колесо, закрепленное на сосуде, и тормозные приспособления в виде щеточных элементов, один из которых установлен на кронштейне, а другой - на сосуде с наклоном относительно вертикальной оси колеса, при этом ступица колеса выполнена упругой из нескольких сегментов, материал которых имеет различную жесткость.

2. Гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что ступица храпового колеса выполнена из пористого материала и заполнена вязкими жидкостями, причем диаметр пор и состав жидкостей двух соседних сегментов ступицы различны.

РИСУНКИ

Рисунок 1