Устройство для гашения механических колебаний

Изобретение относится к устройствам гашения колебаний. Устройство для гашения механических колебаний содержит виброзадерживающий элемент. Виброзадерживающий элемент выполнен с возможностью соединения с источником механических колебаний через трехосный шарнир и содержит преобразователь механических колебаний в виде вертикального и горизонтального стержней, соединенных трехосным шарниром, фрикционный элемент в виде двух кольцевых поверхностей трения, одна из которых закреплена соосно на валу, а вторая, соосная с первой, взаимодействует с ней силами трения и жестко связана с горизонтальным стержнем преобразователя механических колебаний, вспомогательный двигатель, приводящий в движение вал с установленной на нем кольцевой поверхностью трения, пружину, соосно установленную на валу, сжимающую через подшипник кольцевые поверхности трения. Обеспечивается более высокий уровень гашения механических колебаний. 2 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для создания устройств, обеспечивающих более высокий уровень гашения механических колебаний различных видов объектов техники.

Известно устройство (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1689215), которое содержит следующую совокупность существенных признаков:

- источник механических колебаний, установленный на верхней поверхности амортизатора, расположенного на верхней поверхности виброзадерживающего устройства, выполненного в виде установленной на верхней поверхности опорной плиты фундамента, емкости с крышкой, с пластинчатыми элементами, установленными с зазором между собой и жестко подсоединенными своими соответствующими краями к соответствующим участкам, противоположно расположенным друг относительно друга внутренних поверхностей боковых стенок и заполненной своей внутренней полости вязким демпфирующим наполнителем.

Общими признаками предлагаемого технического решения и выше охарактеризованного аналогичного технического решения являются:

- источник механических колебаний;

- виброзадерживающее устройство, установленное на поверхности основания.

Известно также аналогичное техническое решение смотри, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №573400, которое выбрано в качестве ближайшего аналога, прототипа и которое содержит следующую совокупность существенных признаков:

- источник механических колебаний, выполненный в виде шумящего механизма, установленного на фундаменте судового механизма и изучающий механические колебания в окружающее пространство;

- виброзадерживающий элемент, выполненный в виде пластин, расположенных параллельно поверхности корпуса судна, закрепленных соответствующими участками своих нижних поверхностей на соответствующем участке внутренней поверхности корпуса судна, посредством жестких перемычек, и соответствующими участками своих верхних поверхностей на соответствующих участках нижней поверхности шумящего механизма (источника механических колебаний).

Общими признаками предлагаемого технического решения к патентованию и прототипа являются:

- источник механических колебаний;

- виброзадерживающий элемент, подсоединенный своим входом к источнику механических колебаний.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных и выше охарактеризованных технических решений, заключается в более высоком уровне гашения механических колебаний.

Причиной невозможного достижения вышесказанного технического результата является то, что для достижения более высокого уровня гашения механических колебаний, требуется более сильная интенсивность создаваемых изгибных колебаний, воздействующих на жестко закрепленные посредством жестких ребер вибропоглощающие пластины, в том числе и расположенные внутри емкости, заполненной вязким демпфирующим наполнением.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, может сделать вывод, что задача создания средств для гашения механических колебаний с более высоким уровнем гашения механических колебаний для различных видов объектов техники является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигаются тем, что в устройстве для гашения механических колебаний, содержащем источник механических колебаний, и, подсоединенный к нему через трехосный шарнир виброзадерживающий элемент, содержащий преобразователь механических колебаний в виде вертикального и горизонтального стержней, соединенных трехосным шарниром, фрикционный элемент, выполненный в виде двух кольцевых поверхностей трения, одна из которых закреплена соосно на валу, а вторая, соосная с первой, взаимодействует с ней силами трения и жестко связана с горизонтальным стержнем преобразователя механических колебаний, вспомогательный двигатель, приводящий в движение вал с кольцевой поверхностью трения, пружину, соосно установленную на валу, которая через подшипник сжимает кольцевые поверхности трения.

Предлагаемое устройство для гашения механических колебаний поясняется нижеследующим описанием и фигурами (Фиг. 1, Фиг. 2), на которых представлена схема, содержащая следующую совокупность существенных признаков:

• Преобразователь механических колебаний, выполненный в виде вертикального стержня 1 (Фиг. 1), закрепленного нижним трехосным шарниром 2 на корпусе источника механических колебаний 3, а верхним на горизонтальном стержне 4 так, что центр удара вертикального стержня 1 совпадает с верхним шарниром 2;

• Преобразователь механических колебаний, выполненный в виде горизонтального стержня 4, закрепленного плоским шарниром в центре удара на защищаемом объекте 5 так, что расстояния до центра масс и до точки приложения силы вычисляются по формуле:

где - расстояние от неподвижной точки до центра масс рычага;

h - расстояние от центра масс до точки приложения силы;

J - центральный момент инерции рычага;

m - масса рычага.

• Фрикционный элемент, выполненный, например, в виде двух кольцевых поверхностей трения 6 и 7, одна из которых закреплена, например, соосно на валу 8 (Фиг. 2), а вторая, соосная с первой, взаимодействует с ней силами трения и жестко связана со стержнем 4 преобразователя механических колебаний;

• Вспомогательный двигатель 9, приводящий в движение вал 8 с кольцевой поверхностью трения 7;

• Пружина 10, соосно установленная на валу 8, через подшипник 11 сжимающая кольцевые поверхности трения 6 и 7.

Предлагаемое устройство для гашения механических колебаний работает следующим образом.

Пространственные колебания источника механических колебаний 3, например, судового двигателя через вертикальный стержень 1 преобразуются в одноосные колебания в трехосном шарнире, соединяющем стержни 1 и 4, а затем во вращательные колебания кольцевой поверхности трения 6 относительно кольцевой поверхности трения 7.

Вращение вспомогательного двигателя 9, приводящего вал 8 с установленной на нем кольцевой поверхностью трения 7, создает момент сил трения, который посредством стержней 1 и 4 уравновешивает момент сил веса источника механических колебаний 3.

При вращательных колебаниях кольцевой поверхности трения 6 момент сил трения сохраняет знак и постоянное значение на кольцевой поверхности трения 7.

Технический результат, достигаемый предлагаемым устройством, заключается в обеспечении более высокого уровня гашения механических колебаний.

Устройство для гашения механических колебаний, содержащее виброзадерживающий элемент, отличающееся тем, что виброзадерживающий элемент выполнен с возможностью соединения с источником механических колебаний через трехосный шарнир и содержит преобразователь механических колебаний в виде вертикального и горизонтального стержней, соединенных трехосным шарниром, фрикционный элемент в виде двух кольцевых поверхностей трения, одна из которых закреплена соосно на валу, а вторая, соосная с первой, взаимодействует с ней силами трения и жестко связана с горизонтальным стержнем преобразователя механических колебаний, вспомогательный двигатель, приводящий в движение вал с установленной на нем кольцевой поверхностью трения, пружину, соосно установленную на валу, сжимающую через подшипник кольцевые поверхности трения.