Устройство для гашения колебаний
Владельцы патента RU 2647779:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит штоки и корпус, взаимодействующие посредством несамотормозящих винтовых кинематических пар. Внутренние полости корпуса заполнены гидросмесью и сообщаются посредством дроссельных каналов. Штоки размещены в двух частях устройства и образуют с опорными поверхностями взаимодействующих частей конструкции транспортного средства цилиндрические кинематические пары и винтовые несамотормозящие кинематические пары правой и левой резьбы соответственно. Цилиндрические стаканы соединены втулочной цилиндрической муфтой. Муфта образует с боковыми поверхностями стаканов жесткое самотормозящее винтовое соединение правой и левой резьбы соответственно. Дроссельные каналы расположены вдоль винтовых линий кинематических пар. Поверхности участков профилей резьбы являются стенками дроссельных каналов. Достигается повышение эффективности диссипации энергии. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к техническим средствам виброзащиты и может быть применено, например, для нейтрализации отрицательного влияния колебательных процессов в транспортных средствах.
Известно принятое в качестве прототипа «Устройство для гашения колебаний в железнодорожном транспортном средстве, выполняющем грузовые перевозки» [1], совершенствующее техническое решение «Устройство для гашения линейных и крутильных колебаний в подвеске тягового электродвигателя с опорно-осевой подвеской» [2], перспективное, например, для применения в техническом решении «Железнодорожная цистерна» [3] взамен «…камеры с амортизаторами, смонтированными с возможностью перемещения по вертикальным направляющим и стойкам…». Устройство [1] использует несамотормозящие винтовые кинематические пары в фрикционном контакте основных и расположенных между ними промежуточных конструктивных элементов, а камеры внутренней полости корпуса устройства, заполненные гидросмесью, соединены дроссельными каналами, выполненными в промежуточных элементах.
Для повышения степени динамической устойчивости процесса гашения колебаний с помощью известных устройств [1] необходимо применять их в пакете, содержащем, как минимум, два устройства, расположенных симметрично относительно поперечной (и, или продольной) вертикальной плоскости симметрии объекта транспортной системы, предназначенного для перевозки грузов (например [3]). При этом в устройствах, составляющих пару, формируются встречные импульсы сил сопротивления, обеспечивая динамическую устойчивость процесса гашения колебаний в относительном движении частей объекта транспортной системы, предназначенного для перевозки грузов. Для конструкции устройства по техническому решению [2] эта мера неприменима из-за однобокого, консольного применения дополнительной цепи виброзащиты, его содержащей.
Целью предлагаемого изобретения является повышение степени динамической устойчивости процесса гашения колебаний в автономном устройстве путем создания условий возникновения в нем встречных импульсов сил сопротивления, таким образом - эффективной диссипации энергии относительных колебаний во внутреннем контуре изолированного устройства.
Согласно предлагаемому техническому решению эта цель достигается тем, что в устройстве для гашения колебаний, состоящем из двух частей, зеркально расположенных относительно срединной поперечной плоскости симметрии и содержащем, в качестве основных несущих элементов конструкции, два штока, образующие с опорными поверхностями конструкции транспортного средства цилиндрические кинематические пары и взаимодействующие, при посредстве несамотормозящих винтовых кинематических пар правой и левой резьбы соответственно, с охватывающими их двумя цилиндрическими стаканами, соединенными втулочной цилиндрической муфтой, составляющей с боковыми поверхностями стаканов жесткое самотормозящее винтовое соединение правой и левой резьбы соответственно, образуя корпус устройства, камеры внутренней полости которого заполнены гидросмесью и связаны между собой дроссельными каналами, расположенными вдоль винтовых линий кинематических пар, а их стенками служат поверхности участков профилей резьбы, ограниченные наружными и внутренними диаметрами сопряженных профилей.
Схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1, где:
- 1, 2 - штоки, соединенные с опорными поверхностями цилиндрическими кинематическими парами, взаимодействующие со стаканами корпуса 3, 4 при посредстве несамотормозящих винтовых кинематических пар правой (1-3) и левой (2-4) резьбы;
- 3, 4 - стаканы корпуса устройства;
- 5 - дроссельные каналы;
- 6 - втулочная муфта, составляющая с боковыми поверхностями стаканов 3, 4 жесткое самотормозящее винтовое соединение правой (6-3) и левой (6-4) резьбы соответственно;
- 7, 8 - уплотнения.
OZ - продольная ось устройства; XOY - поперечная плоскость симметрии устройства.
Предлагаемое устройство работает следующим образом: получив импульс перемещения в направлении, параллельном оси OZ, шток 1, при посредстве несамотормозящей винтовой кинематической пары правой резьбы (1-3), сообщает вращение корпусу устройства, представленного неразъемным соединением стаканов 3, 4 и втулочной муфты 6, это вращение, действием несамотормозящей винтовой кинематической пары звеньев 4-2, преобразуется в поступательное движение штока 2 вдоль оси OZ в направлении, противоположном движению штока 1. Гашение относительных колебаний объектов, представленных опорными поверхностями, составляющими со штоками 1, 2 цилиндрические кинематические пары, запрещающие вращение штоков 1, 2 относительно оси OZ, обеспечивается действием встречных импульсов сил сопротивления, возникающих в фрикционном контакте штоков с корпусом устройства и при встречном течении гидросмеси по дроссельным каналам.
Технический результат применения предлагаемого решения заключается в повышении степени динамической устойчивости процесса гашения колебаний автономным устройством.
Источники информации
1. Устройство для гашения колебаний в железнодорожном транспортном средстве, выполняющем грузовые перевозки. Патент РФ №2569970, Бюл. №34. 2015.
2. Устройство для гашения линейных и крутильных колебаний в подвеске тягового электродвигателя с опорно-осевой подвеской. Патент РФ №29504. Бюл. №14. 2003.
3. Железнодорожная цистерна. Патент СССР №1271798. Бюл. №43. 1986.
Устройство для гашения колебаний в относительном движении частей конструкции транспортного средства, содержащее штоки и корпус, взаимодействующие, при посредстве несамотормозящих винтовых кинематических пар, внутренние полости корпуса которого, заполненные гидросмесью, сообщаются при помощи дроссельных каналов, отличающееся тем, что штоки, размещенные в двух частях устройства, зеркально расположенных относительно срединной поперечной плоскости симметрии, образуют с опорными поверхностями взаимодействующих частей конструкции транспортного средства цилиндрические кинематические пары и винтовые несамотормозящие кинематические пары правой и левой резьбы соответственно с охватывающими их цилиндрическими стаканами, соединенными втулочной цилиндрической муфтой, составляющей с боковыми поверхностями стаканов жесткое самотормозящее винтовое соединение правой и левой резьбы соответственно, образуя корпус устройства, камеры внутренней полости которого связаны между собой дроссельными каналами, расположенными вдоль винтовых линий кинематических пар, стенками которых служат поверхности участков профилей резьбы, ограниченные наружными и внутренними диаметрами сопряженных профилей.
