Динамический гаситель колебаний

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.1176 (21) 2421150/25-28 (5 I ) IA. Кл., F 16 F 15/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150780, Бюллетень №26

Дата опубликования описания 150780 (53) УД((621-567 . 1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. A. Яременко (71) Заявитель (54) ДЩЦЩИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к устройствам для уменьшения вибраций различных машин и конструкций и может быть использовано, например, в стендах для натурных прочностных испытаний авиационных конструкций, работа которых харак теризуется наличием вибрационных нагрузок с изменяющимися средним уров нем, для виброизоляции зданий лабораторий от ° воздействия этих нагрузок .

Иэв ес те н динамическ ий поглотитель к олеб аний Фрама, состоящий из к олеблющейся системы, включающей массу и жесткость, которые связаны с массой 15 машины (1).

Недостатком его является то, что он работает на принципе разнесения

4хас тот. 20

Известен и другой динамический гаситель, содержащий основание, подпружиненный рычаг с шарнирной опорой на одном конце, прикрепленной к основанию, и шарниром, предназначенным 25 для соединения с вибрирующим объектом, и массу, связанную со свободным концом рычага (2) .

По тех ническ ой сущнос ти и дос тигаемому результату данное устройство gp является наиболее близким к изобретению.

Однако такое устройство имеет неудовлетворительные эксплуатационные характеристики, так как не может воспринимать вибрационные нагрузки с изменяющимся средним уровнем.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний.

Укаэанная цель достигается тем, что динамический гаситель колебаний снабжен .упругим элементом, закрепленным на свободном конце рычага между шарниром и массой и образующим с последней резонансный колебатепьный контур, собственная частота которого равна частоте динамической составляющей вибрационной нагрузки с изменяющимся средним уровнем.

На чертеже изображена принципиальная схема динамического гасителя колебаний.

Он содержит двуплечий рычаг 1 длины, который на одном конце в точке О имеет шарнирную опору 2, при помощи которой крепится к неподвижному основанию 3. На расстоянии а от точки О в точке А, двуплечий рычаг шарнирно соединен с испытуемым объектом 4.На другом конце рычага в точке

748063

25

Формула изобретения

60 с закреплены упругий элемент 5 и масса б . Ha расстоянии Ь >> о между двуплечим рычагом и неподвижным основанием установлена пружина 7.

Устройство работает следующим образом.

К объекту 4 испытаний прикладывается вибрациоллая нагрузка, причем средняя составляющая этой нагрузки

P„sight, характеризуемая низкой частотой ))s, большой амплитудой Р,(, воспроизводится обычно при помощи гидроцилилдра, а динамическая составляющая этой нагрузки Paintut, где РцР, а л 7»Я, возбуждается, например, илер— циоллым направленным вибратором. Пружила 7 воспринимает усилиер жвР,»Р, CA следовательно, они имеют большую жесткость К. Собственная круговая частота рычага 7 и пружины 7 р-уиа7 7™, где Э вЂ” момент инерции рычага 1 относительно точки 0 . Вследствие этого колебательная система — рычаг 1 и пружина 7 — при воздействии нагрузки частоты находится в дорезонанс ной области. В этом случае на основание

3 передается динамическая нагрузка

М P з1п (ut где коэффициент передачи сил М» 1.

Для виброизоляции от динамической с ос т ав л яющей вибрацион ной нагрузки необходимо погасить колебания рычага

1 с частотой ur . Это достигается при помощи колебательной системы — упругий элемент 5 и масса б, собственная час тота которой выбираетс я рав ной частоте оэ .

Динамическ ий гаситель колеб аний в первом приближении может быть представлен в виде колебательной системы с двумя степенями свободы, дифференциальные управления движения которой без учета сил сопротивления имеют следующий вид:

ОЮт(кЬ .иий 7Ч-и„си=арап иЛ} т

m x+K к-к гав=0

1 где Кл — жесткОсть упругого элемента

5„

m масса груза 6; угол отклонения рычага от положения статического равновесия;

Х вЂ” перемещение груза 6 относительно положения статического равновесия.

Для незатухающего стационарного процесса вынужденных колебаний решениу управления (1) имеют вид:

З О-7 ((2)

Х = К Ъ!Г7 Лл.уф ) где о (К„- fA„LU ) Ol p (кЬ +к„Е --.) )(к„-1„ )-< Е

Кл Мр

К (кб л. к (7 л- эсл7 )(л„- т шт)- кт

Если параметры динамического гасителя колебаний выбрать из условия:

Ч л (4) оу р

° ( где Р(— собственная круговая частота груза 6 и упругого элемента 5, то из уравнений (3) получим:

4 жО,Х

В этом случае груз б колеблется таким образом, что упругая сила элемента 5 в каждый момент времени равна и противоположно направлена динамической нагрузке, передающейся на рычаг в точке A. При этом колебания рычага практически отсутствует, а на упругий элемент 5 действует меньшая в отношении а динамическая нагрузк а по сравнению с динамической нагруз— кой, воспринимаемой рычагом 1 в точк е A. Следовательно, для гашения колебаний рычага достаточно иметь меньшую в отношении >/ массу б, чем при использовании динамического гасителя Фрама, что позволяет значительно уменьшить габариты рассматриваемого динамического гасителя колебаний.

Предложенный динамический гаситель дает положительный эффект, заключающийся в том, что расширяет область использования динамических гасителей ла вибрациоллые нагрузки с изменяющимся среднем уровнем и позволяет уменьшить их габариты.

Динамический гаситель колеб аний, содержащий основание, подпружиненный рычаг с шарнирной опорой на одном конце, прикрепленной к основанию, и шарниром, предназначенным для соединения с вибрирующим объектом, и массу, связанную со свободным концом рычага,о тли чающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний, он снабжен упругим элементом, закрепленным ла свободном конце рычага между шарниром и массой и образующим с последней резонансный колебательный контур, собс твенная частота которого равна частоте динамической составляющей вибрационной нагрузки с изменяющимся средним уровнем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ден-Гартог Дж. П. Механические колебания, М., Фиэматгиз, 1960, с. 125-150.

2. Авторское свидетельство СССР

355409, кл. F 16 F 15/02, 1969 (прототип).

748063

Составитель О. Мальцев

Редактор Н. Аристова Техред Я.Бирчак Корректор С. Шекмар

Эаказ 4209/24 .Тираж 1095 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4