Регульований динамічний гасник коливань

Регульований динамічний гасник коливань, що містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виготовлений у вигляді балки з приєднаною до неї додатковою масою, який відрізняється тим, що балка шарнірно закріплена до амортизованого об'єкта та має шарувату структуру, а додаткова маса може пересуватися вздовж балки, що дозволяє, з урахуванням можливості зміни форми, геометричних параметрів і механічних властивостей шарів балки, здійснювати прецизійне налаштування регульованого динамічного гасника коливань на задану робочу частоту з одночасним забезпеченням його оптимальних демпфувальних властивостей. (19) (21) u201015322 (22) 20.12.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) КЕРНИЦЬКИЙ ІВАН СТЕПАНОВИЧ, ДІВЕЄВ БОГДАН МИХАЙЛОВИЧ, САВА РОМАН ВАСИЛЬОВИЧ, КЕРНИЦЬКИЙ НАЗАР ІВАНОВИЧ, МАКСИМЮК СОФІЯ ОРЕСТІВНА, ГЛОБЧАК МИХАЙЛО ВАСИЛЬОВИЧ, ПАСТЕРНАК МИХАЙЛО ГНАТОВИЧ, КОГУТ ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ (73) КЕРНИЦЬКИЙ ІВАН СТЕПАНОВИЧ, ДІВЕЄВ БОГДАН МИХАЙЛОВИЧ, САВА РОМАН ВАСИЛЬОВИЧ, КЕРНИЦЬКИЙ НАЗАР ІВАНОВИЧ, МАКСИМЮК СОФІЯ ОРЕСТІВНА, ГЛОБЧАК МИХАЙЛО ВАСИЛЬОВИЧ, ПАСТЕРНАК МИХАЙЛО ГНАТОВИЧ, КОГУТ ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ 3 ні елементи у більшості відомих ДГК служать для розсіювання енергії механічних коливань. При цьому енергія коливань втрачається переважно на нагрів деталей ДГК і вузлів його приєднання до основної конструкції (амортизованого об'єкта), а потім розсіюється через теплообмін та теплове випромінювання в оточуючий простір і нераціонально втрачається. Вагомим недоліком переважної більшості відомих конструкцій ДГК є нерегульованість параметрів демпфування. В основу корисної моделі поставлено завдання забезпечення плавного регулювання частотних і демпфувальних характеристик РДГК та реалізація ефективного вібропоглинання у широкому частотному діапазоні. Поставлене завдання досягається тим, що у регульованому динамічному гаснику коливань, що містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виготовлений у вигляді балки з приєднаною до неї додатковою масою, балка шарнірно закріплена до амортизованого об'єкта та має шарувату структуру, а додаткова маса може пересуватися вздовж балки, що дозволяє, з урахуванням можливості зміни форми, геометричних параметрів і механічних властивостей шарів балки, здійснювати прецизійне налаштування регульованого динамічного гасника коливань на задану робочу частоту з одночасним забезпеченням його оптимальних демпфувальних властивостей. 61581 4 На Фіг. 1 схематично зображений РДГК, який жорстко закріплений до амортизованого об'єкта 1 і містить шарувату шарнірно закріплену балку 2 та додаткову масу 3. На Фіг. 2 показана розрахункова схема РДГК. На Фіг. 3, Фіг. 4 відповідно викреслені графіки лінійних пришвидшень та переміщень балки для трьох значень величини додаткової маси. РДГК працює наступним чином. Коливання амортизованого об'єкта 1 викликають переміщення балки 2, які передаються на масу 3, що спричинює її коливання. Налаштування робочої частоти РДГК на резонансну частоту коливань амортизованого об'єкта 1 здійснюється шляхом пересування додаткової маси 3 вздовж балки 2. Цей метод налаштування дозволяє забезпечити плавне регулювання демпфувальних властивостей РДГК. Прецизійне налаштування демпфувальних властивостей РДГК можливе також за рахунок підбору механічних властивостей та геометричних параметрів окремих шарів балки 2. Таким чином, розроблений РДГК забезпечує ефективне регульоване за робочою частотою динамічне гасіння (демпфування) коливань. Розглянемо розрахункову схему РДГК (див. Фіг. 2). Тут w 0 , w 1 , w 2 - відповідно поступальна, крутильна та деформативна моди коливань РДГК. У частотній області рівняння, що описують цю систему, будуть мати наступний вигляд   L   a      2  (M  ma )w 0   M  ama  w 1   m02  sin 2   L ma  w 2   (k1  k 2 )w 0  Lk 2 w1  k 2 w z              L   L2     a  2   2   ( M  ama )w 0   M  a 2ma w1   m12  a sin  L ma w 2   Lk 2 w 0  L k 2 w1  k 2 w z     2  3               a  2      a    a       2   m02  sin ma  w 0   m12  a sin ma  w 1   m 22   sin  ma   w 2   k 22 w 2  0  L    L       L                    де M - маса балки; m a – величина додаткової маси РДГК. З наведеної вище формули видно, що за рахунок зміни маси РДГК можна змінювати як резонансні частоти широкого спектру коливань, так і, зокрема, резонансну частоту деформативної моди w 3 , що дозволяє варіювати інтенсивність демпфування. Оскільки закріплення балки 2 в опорах шарнірне з малим демпфуванням, то інтенсивність демпфування та частотні характеристики можна змінювати за рахунок як величини додаткової маси 3 РДГК, так і за рахунок її переміщення вздовж балки 2. Додатково інтенсивність демпфування може регулюватися за рахунок підбору механічних властивостей шарів балки 2, а також зміни їх форми та геометричних параметрів. 5 Комп’ютерна верстка Мацело В. 61581 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