Демпфер крутильно-изгибных колебаний

 

Использование: в машиностроении, в частности в двигателестроении, для гашения крутильно-изгибных колебаний валов. Сущность изобретения: демпфер содержит маховик с осесимметрично расположенными камерами, выполненными в виде стаканов, образующих друг с другом звездообразную монолитную конструкцию. В каждой камере, заполненной вязкой жидкостью, размещена инерционная масса, выполненная в виде подпружиненных с обеих сторон в радиальном направлении поршней. Над- и подпоршневые полости в каждой камере сообщаются между собой дросселирующим устройством. Камеры закрыты крышками. Энергия крутильных и изгибных колебаний поглощается за счет дросселирования демпфирующей жидкости через зазоры между поршнями и стенками стаканов, а также через каналы и дроссельные клапаны. 11 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, а более конкретно к усовершенствованию демпферов крутильно-изгибных колебаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен демпфер крутильно-изгибных колебаний, содержащий герметичный корпус со ступицей, во внутреннем кольцевом объеме которого в свободно плавающем состоянии в демпфирующей жидкости находится инерционная масса, представляющая собой маховик, имеющий форму кольца. При этом по обе стороны от инерционной массы в радиальном направлении имеются демпфирующие полости, заполненные демпфирующей жидкостью, в которых установлены упругие элементы, выполненные в виде волнистых ленточных кольцевых пружин, а сами полости сообщены между собой радиальными отверстиями, выполненными в инерционной массе (маховике) [1] Существенными недостатками такого демпфера крутильно-изгибных колебаний являются его высокая удельная масса, обусловленная наличием металлического корпуса, массивной инерционной массы, большого количества демпфирующей жидкости, низкая стабильность температуры демпфирующей жидкости и сложность конструкции.

Известен демпфер крутильно-изгибных колебаний, содержащий маховик с осесимметричными камерами, заполненными вязкой жидкостью и подпружиненными с обеих сторон в радиальном направлении поршнями, и дросселирующие устройства, связывающие над- и подпоршневые полости каждой камеры между собой [2] Существенными недостатками такого демпфера являются высокая удельная масса, обусловленная наличием металлического маховика, низкая стабильность температуры демпфирующей жидкости. К недостаткам демпфера следует отнести также конструктивную сложность изготовления дросселирующих устройств, связанную со сложностью сверления каналов, связывающих над- и подпоршневые полости цилиндров.

Изобретение направлено на усовершенствование демпферов крутильно-изгибных колебаний.

Это достигается тем, что камеры выполнены в виде стаканов, расположенных с образованием звездообразной формы.

На фиг. 1 и 2 представлены некоторые варианты демпферов крутильно-изгибных колебаний с камерами, выполненными в виде стаканов, образующих друг с другом звездообразную монолитную форму; на фиг. 3-8 варианты демпферов крутильно-изгибных колебаний с камерами, выполненными в виде стаканов, соединенных каким-либо образом, например сваркой; на фиг. 9-11 варианты демпферов, стаканы которых могут быть выполнены в виде монолитной конструкции или в отдельности и соединены каким-либо образом, например сваркой.

Демпфер содержит ряд камер, выполненных в виде стаканов 1, образующих друг с другом звездообразную или соединенную каким-либо образом форму-корпус демпфера.

Стаканы 1 заполнены вязкой (демпфирующей) жидкостью 2, в которой находятся поршни 3, подпружиненные с обеих сторон в радиальном направлении пружинами 4 и 5, находящимиcя в состоянии предварительного напряжения. При этом над- и подпоршневые полости каждого стакана 1 связаны между собой каналами 6 и дросселирующими клапанами 7. Стаканы 1 закрыты крышками 8.

На фиг. 1 основания стаканов с наружной и внутренней стороны образуют цилиндр, торцовые поверхности которого могут быть использованы для крепления к объекту, например, при фланцевом соединении.

На фиг. 2 основания стаканов с наружной стороны образуют многогранную поверхность, а с внутренней цилиндрическую, при этом торцовые поверхности могут быть использованы для крепления к объекту, например, при фланцевом соединении.

На фиг. 3 основания стаканов выполнены в виде усеченной трапеции с двумя продольно-наклонными плоскостями, которые соединены между собой, например, сваркой, а две поперечные плоскости могут быть использованы для крепления к объекту.

На фиг. 4 основания стаканов установлены и закреплены каким-либо способом на плоских гранях специально предусмотренной ступицы.

На фиг. 5 основания стаканов в продольной плоскости выполнены в виде конуса-клиньев с двумя плоскими гранями.

На фиг. 6 основания стаканов в продольной плоскости выполнены в виде усеченного с вогнутой поверхностью конуса, образующего в собранном виде цилиндрическую круглую поверхность.

На фиг. 7 основания стаканов выполнены в виде клиньев с плоскими гранями.

На фиг. 8 основания стаканов закреплены с помощью двух противоположно расположенных фланцев, каким-либо образом образующих ступицу демпфера, и верхние их части на фиг. 9 закреплены каким-либо способом с двух парных противоположно расположенных сторон поперечной плоскости.

На фиг. 10 основания стаканов с двух противоположно расположенных сторон поперечной плоскости выполнены с дугообразными (кольцевыми) пазами определенной глубины, в которых плотно устанавливаются цилиндрические кольца с последующей фиксацией узла каким-либо способом.

На фиг. 11 основания стаканов закреплены друг с другом с помощью треугольных пластин с крепежными отверстиями.

Демпфер работает следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания, т.е. при вращении коленчатого вала (не показан), под действием центробежных сил поршни 3 несколько отходят от своего среднего положения, сжимая пружину 4. При возникновении крутильных колебаний к угловой скорости вращения демпфера на установившемся режиме работы ДВС прибавляется дополнительная угловая скорость. При этом поршни 3 начинают совершать колебательные движения вдоль оси стакана 1 и за счет дросселирования демпфирующей жидкости 2 через зазоры между поршнем 3 и стенкой стакана 2, а также через каналы 6 и дроссельные клапаны 7 происходит поглощение энергии крутильных колебаний. При этом с помощью дроссельных клапанов 7 можно изменять проходные сечения каналов 6 и за счет этого изменять параметры демпфера.

Изобретение обеспечивает возможность свободной установки демпфера на вал (без шпонки или фланца), что является важной особенностью в тех случаях, когда возникает необходимость гашения только изгибных колебаний. В этом случае демпфирование колебаний может быть как при вращении вала, так и при покое вала (например, при ударах корпуса судна и т.д.).

Конструктивные особенности демпфера способствуют также равномерному охлаждению демпфирующей жидкости, так как при этом вся цилиндрическая поверхность вокруг стакана открытая.

Таким образом, новизной и существенным отличительным признаком предлагаемого демпфера крутильно-изгибных колебаний является то, что в демпфере, содержащем маховик с осесимметрично расположенными камерами, заполненными вязкой жидкостью, инерционную массу, выполненную в виде подпружиненных с обеих сторон в радиальном направлении поршней, и дросселирующие устройства, сообщающие между собой над- и подпоршневые полости в каждой камере, камеры выполнены в виде стаканов, расположенных с образованием звездообразной формы (без тяжелого маховика с излишней массой и специально предусмотренной ступицей).

Формула изобретения

ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНО-ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий маховик с осесимметрично расположенными камерами, заполненный вязкой жидкостью, размещенную в каждой из камер инерционную массу, выполненную в виде поршня, подпружиненного с двух сторон в радиальном направлении, дросселирующие устройства, соединенные между собой над- и подпоршневые полости каждой камеры, и крышки, закрывающие камеры, отличающийся тем, что камеры выполнены в виде стаканов, расположенных с образованием звездообразной формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11