Динамический гаситель колебаний

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам динамического гашения колебаний различных объектов. Динамический гаситель колебаний содержит корпус, рабочую жидкость, верхнюю и нижнюю мембраны, две воздушные камеры, перегородку, разделяющую корпус на две камеры с жидкостью, и соединяющий их канал. Канал выполнен так, чтобы повысить инерционность потока рабочей жидкости и снизить частоту настройки. Технический результат заключается в повышении эффективности гашения колебаний и снижении массогабаритных характеристик гасителя. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к динамическим гасителям вибраций машиностроительных конструкций.

Известен гаситель колебаний по патенту № 2035647, БИ № 1, 1995, который содержит твердое тело в виде полого цилиндра. Упругий элемент соединяет полый цилиндр с движущимся объектом и размещенного внутри него с зазором цилиндра.

Наиболее близкий по технической сущности динамический гаситель колебаний по А.С. СССР № 1527429 А1, F 16 F 7/10 от 28.02.1990, содержащий упругоподвешенную массу гасителя в виде жидкости, размещенной между двумя диафрагмами и колеблющуюся в противофазе. Недостатком такого гасителя является значительная величина упругоподвешенной массы.

Предлагаемая конструкция динамического гасителя не обладает подобным недостатком. Для динамического гашения за счет преобразования энергии и использования эффекта гидравлического усилителя используется значительно меньшая масса, что позволяет значительно снизить габаритные размеры.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний за счет расширения эксплуатационных возможностей гасителя. При частоте колебаний объекта, близких к частоте собственных колебаний гасителя, его мембраны деформируются так, что силы, передаваемые на корпус 1 от жидкости, находятся в противофазе с колебаниями объекта и стремятся их уменьшить.

Динамический гаситель колебаний изображен на чертеже.

Динамический гаситель колебаний содержит корпус 1, рабочую жидкость 2, верхнюю и нижнюю мембраны 3 и 10 соответственно, динамический канал 5, перегородку 6, образуемые ею жидкостные камеры 7 и 8, технологические отверстия 9 и воздушные камеры 4 и 11. Динамический гаситель устанавливается на вибрирующее основание 12.

Работа динамического гасителя осуществляется следующим образом. Работа силовой установки вызывает колебания основания 12 и приводит к колебаниям корпуса 1. Жидкость 2, находящаяся между двух мембран 3, 10, также начинает колебаться в противофазе с колебаниями объекта. В процессе движения жидкость проходит через канал 5, имеющий строго рассчитываемую длину с учетом колебательного движения в динамическом канале. Так как поршневое действие мембраны эквивалентно поршню диаметром D_m, a так как диаметр канала d_k меньше эквивалентного диаметра D_m, то образуется усилитель, который увеличивает кинетическую энергию в канале. В результате чего инерционность потока, находящегося в канале увеличивается и жидкость в канале, имеющая массу m_ж, работает на требуемом частотном диапазоне как система, эквивалентная значительно большей массе m_экв. Это позволяет при реально меньшей массе гасителя добиваться гашения колебаний на более низком частотном диапазоне. Эквивалентная масса m_экв определяется по формуле

где d_k - диаметр динамического канала, м;

D_m - эквивалентный диаметр поршневого действия, м, равный

D_m=d_порh₁,

где d_пор - внутренний диаметр поршня, который можно установить в камеру, в которую залита жидкость вместо мембраны, м;

h₁ - безразмерный коэффициент, характеризующий конструктивную передачу нагрузки на рабочее тело гасителя (учитывающий изгиб и деформацию мембраны, сжимаемость жидкости, амплитуду воздействий и другие технические параметры).

Соответственно частота динамического гасителя определяется по формуле

Гц

где С_м - жесткость мембраны, Н/мм².

Формула изобретения

Динамический гаситель колебаний, содержащий корпус, заполненный жидкостью, и упругие элементы в виде мембран, закрывающих внутренний объем с жидкостью, отличающийся тем, что в середину корпуса встроена неподвижная перегородка с соединительным каналом между двумя образующимися камерами.

РИСУНКИРисунок 1