Динамический гаситель

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к маятниковым гасителям вибраций машиностроительного оборудования. Сущность изобретения заключается в том, что динамический гаситель колебаний содержит рычаг, соединенный с колеблющимся объектом, и полый корпус, закрепленный на рычаге и заполненный рабочей средой. Торцы корпуса выполнены в виде мембран, взаимодействующих при превышении пороговых амплитуд с ограничительными упорами, обеспечивающими виброударное гашение колебаний. В корпусе неподвижно закреплена вставка, разделяющая объем с рабочей средой на две камеры, с каналом, соединяющим упомянутые две камеры. В качестве рабочей среды используется жидкость. Техническим результатом является повышение эффективности гашения колебаний за счет применения комбинированного гашения, заключающегося в использовании маятникового виброударного гашения на больших амплитудах с применением гидравлического преобразователя движения, что позволяет снизить конструктивные параметры маятникового гасителя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к маятниковым гасителям вибраций машиностроительного оборудования, работающих в виброударном режиме.

Известно устройство для гашения вибраций по А.С. СССР, F 16 F 7/10, №676782, содержащее упругий рычаг, один конец которого жестко прикрепляется к вибрирующей конструкции, а на другом конце закреплен поглотитель вибраций, выполненный в виде полого корпуса, частично заполненного сыпучим материалом и закрытого крышкой с возможностью осевого перемещения и изменения объема, массу, которая состоит из корпуса, заполненного сыпучим материалом.

Недостатками гасителей, содержащих сыпучие среды, является большая масса и габариты и влияние размеров частиц на параметры системы.

Предлагаемая конструкция не содержит подобные недостатки, кроме того, она позволяет осуществлять гашение как в виброударном, так и обычном безударном режиме гашения колебаний различной амплитуды на требуемом диапазоне частот.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний за счет применения комбинированного гашения, заключающегося в использовании маятникового виброударного гашения на больших амплитудах колебаний и маятникового безударного гашения на малых амплитудах с применением гидравлического преобразователя движения, что позволяет снизить конструктивные параметры маятникового гасителя.

Маятниковый виброударный динамический гаситель изображен на фиг.1.

Маятниковый виброударный динамический гаситель содержит корпус 9, закрепленный на рычаге 3. Рычаг 3 с помощью вала 2 неподвижно соединен с колеблющимся объектом 1. В корпусе 9, заполненном рабочей средой, находится инерционный трансформатор, выполненный в виде неподвижно закрепленной в середине корпуса 9 вставки 4. Вставка 4 разделяет корпус на две камеры 6 и 10, заполненные рабочей средой (например, жидкостью с малой степенью вязкости). Корпус с обеих сторон закрыт мембранами 7 из легкодеформируемого материала, способными деформироваться, создавая прогиб, составляющий более 10% диаметра мембраны при взаимодействии с ограничительным упором 5, обеспечивающим виброударное гашение колебаний при превышении пороговых амплитуд.

На фиг.2 представлен один из вариантов выполнения вставки 4, как корпуса инерционного канала 8 в виде спирали Архимеда, позволяющей более компактно выполнить размещение канала в корпусе.

На фиг.1 инерционный канал 8 представлен условно в виде трубки в неподвижной вставке 4. Конструктивно же он выполняется в виде нескольких спиралевидных каналов, соединенных между собой в определенной последовательности (фиг.2). Вход 1.1 выполняется плавным, чтобы снизить местные сопротивления. Для этого диаметры входа 1.1, выхода 1.9, среднего и бокового переходов выполняются большими, чем диаметры рядов спиралевидного канала 1.3, 1.5, 1.7 и 1.8. Спиралевидные каналы образуют ряды, в каждом из которых рабочая жидкость закручивается в определенную сторону. В результате образуется момент силы, имеющий конечную величину в ряду. Поэтому следующий ряд спирали Архимеда выполняется так, чтобы вращение было направлено в другую сторону и моменты двух рядов при сложении давали результирующий момент, равный в идеале нулю. Подобным образом можно создать неограниченное количество спиралевидных рядов и обеспечить требуемую кинетическую энергию движения жидкости для осуществления эффективного гашения колебаний. Так на фиг.2 в первом ряду 1.3 движение жидкости осуществляется против часовой стрелки, во втором ряду 1.5 по часовой стрелке, в третьем ряду снова по часовой стрелке, в четвертом ряду против часовой стрелки и выход осуществляется в той же точке, что и вход. Таким образом, осуществляется симметрия, обеспечивающая одинаковость параметров при ударах по двум мембранным торцам маятникового гасителя.

Работа маятникового виброударного динамического гасителя осуществляется следующим образом. На колеблющийся объект 1 в точке, где колебания имеют максимальную амплитуду («пучность»), располагают один или несколько маятниковых виброударных динамических гасителей, настроенных на частоту колебаний объекта или на требуемый диапазон частот. Колебания объекта 1 передаются через рычаг 3 на жидкость, находящуюся в корпусе 9. За счет инерционных свойств жидкость начинает колебаться в противофазе колебаниям основного объекта.

При движении по любой изогнутой траектории возникают силы Кориолиса, которые приводят к возникновению силовых моментов, действующих на перегородку и корпус гасителя. Возникновение сил Кориолиса можно компенсировать выполнением спиралей динамического канала поочередно в различных направлениях с переходами между каналами в центре и по краям, как показано на фиг.2. Это позволит направить моменты, воздействующие на перегородку от различных рядов спиралеобразного динамического канала в противоположные стороны и взаимно их погасить.

Пока колебания не превышают определенной амплитуды, осуществляется «мягкое» гашение колебаний за счет работы инерционности жидкости и частичного преобразования энергии давления в энергию движения в гидравлическом преобразователе движения. За счет малой передачи нагрузки коэффициент усиления не превышает 300.

При увеличении колебаний маятника происходит взаимодействие мягких мембран 7 с упорами 5. Резко увеличивается коэффициент передачи до 0,6-0,9 и коэффициент усиления гидравлического преобразователя движения возрастает до 10000. Физически происходит резкое увеличение эквивалентной массы маятника за счет применения гидравлических эффектов.

1. Динамический гаситель колебаний, содержащий рычаг, соединенный с колеблющимся объектом, и полый корпус, закрепленный на рычаге и заполненный рабочей средой, отличающийся тем, что торцы корпуса выполнены в виде мембран, взаимодействующих при превышении пороговых амплитуд с ограничительными упорами, обеспечивающими виброударное гашение колебаний, при этом в корпусе неподвижно закреплена вставка, разделяющая объем с рабочей средой на две камеры, с каналом, соединяющим упомянутые две камеры, а в качестве рабочей среды используется жидкость.

2. Динамический гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что мембраны выполнены из легкодеформируемого материала.

3. Динамический гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что канал выполнен в виде спиралей Архимеда, соединенных в середине и раскручиваемых в разные стороны, тем самым осуществляя гашение момента от сил Кориолиса, возникающего при прохождении по ним жидкости.