Динамічний гасник кутових коливань довгомірних конструкцій

Динамічний гасник кутових коливань довгомірних конструкцій, що містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виконаний у вигляді шарнірно 3 61427 їхні резонансні частоти лежать в діапазоні частот 0,2-0,6 Гц. ДГКК маятникового типу з налаштуванням на такі частоти є великогабаритними і не завжди реалізуються конструктивно. Демпфувальні елементи у патенті ЕР 1008747, як і у більшості аналогічних ДГКК, служать для розсіювання енергії коливань. При цьому енергія коливань втрачається переважно на нагрів конструкції демпфера, а потім розсіюється через теплообмін та теплове випромінювання в оточуючий простір і нераціонально втрачається. У даній корисній моделі запропоновано конструктивне вирішення раціонального способу використання енергії коливань, а саме трансформація її в продуктивну електроенергію. В основу корисної моделі поставлено завдання за рахунок підвищення інерційності конструкції ДГКК без збільшення його габаритів забезпечити ефективне вібропоглинання у нижчому частотному діапазоні та раціональне використання енергії механічних коливань, що, в більшості відомих конструкцій ДГКК, непродуктивно втрачається. Поставлене завдання досягається тим, що у динамічному гаснику кутових коливань довгомірних конструкцій, який містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виконаний у вигляді шарнірно закріпленого до амортизованого об'єкта стержня з приєднаною до нього інерційною масою, згідно з корисною моделлю, інерційна маса виготовлена у вигляді зубчастого сектора, який знаходиться у постійному зачепленні з шестернею, що через односторонню ковзаючу муфту з'єднана з електрогенератором, встановленим на одному валу з муфтою. 2 2 4 На Фіг. схематично зображений ДГКК, в якому номери позицій означають наступне: 1 - основна (амортизована) конструкція; 2 - стержень маятника; 3 - інерційна маса маятника (сектор з нижньою зубчастою частиною); 4 - шестерня; 5 - вал; 6 одностороння ковзаюча муфта; 7 - електрогенератор; 8 - опорна платформа муфти та генератора. ДГКК працює наступним чином. Під час роботи основної (амортизованої) конструкції 1 коливання від неї передаються до ДГКК, який починає коливатися та демпфувати коливання основної конструкції на її першій резонансній частоті. Інерційна маса 3 коливається і через шестерню 4 обертає вал 5. Під час руху маятника 2 в одному напрямку (наприклад, зліва-направо) муфта ввімкнена і передає крутний момент на генератор 7. Під час руху маятника 2 у протилежному напрямку муфта 6 розмикається і вал генератора 7 продовжує обертатися за інерцією. У процесі циклічних коливань зубчастого сектора 3 вал 5 генератора 7 поступово розкручується (набирає обертів), поки рівень втрат у системі не досягне певного рівня, який відповідає сумарним втратам на електромагнітний опір котушок генератора (корисна складова) та втратам на тертя у підшипниках. Налаштування частоти ДГКК на резонансну частоту коливань основної конструкції 1 здійснюється шляхом зміни інерційних властивостей обертових елементів: шестерні 4, вала 5, муфти 6 та електрогенератора 7. Резонансна частота може бути розрахована за наступною методикою. Кінетична енергія конструкції визначається за формулою 2 2 L2  d   d   d   d  K  ML2    J   ML2   J 2   , (1)  dt   dt   dt  r  dt  де L - довжина маятника (L=R, де R - радіус зубчастого сектора); М - маса маятника; r - радіус шестерні; J - сумарний момент інерції всіх обертових елементів; φ - кут повороту маятника. Потенційна енергія інерційної маси маятника в наборі в полі тяжіння визначається за формулою Um=-LMm∙g∙sinφ. (2) На основі розрахункових формул (1, 2) отримуємо наступне частотне рівняння (для малих амплітуд коливань) f 1 g . (3) 2 L  L2 J r 2 rM Як видно з формули (3), за рахунок збільшення інерції обертових мас можна значно знизити власну частоту коливань амортизованого об'єкта, а за рахунок зміни параметрів додаткових обертових мас можна налаштувати його на задану робочу частоту. Демпфування у системі може регулюватися за рахунок зміни потужності електрогенератора, яка пропорційна до механічних втрат, що, в свою чергу, пропорційні до інтенсивності демпфуванню. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 61427 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601