Динамічний гасник коливань

Реферат: Динамічний гасник коливань містить інерційну масу першого гасника коливань, з'єднану з чутливим елементом машини пружним елементом, причому гасник містить додатковий вібропоглинаючий елемент у вигляді інерційної маси другого гасника коливань, з'єднану через пружний елемент з чутливим елементом, причому величини мас першого гасника коливань, другого гасника коливань та відповідних їм пружно-демпфуючих елементів вибрані з можливістю налаштування на резонансні частоти основної конструкції та чутливого елемента. UA 85505 U (54) ДИНАМІЧНИЙ ГАСНИК КОЛИВАНЬ UA 85505 U UA 85505 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування і може бути використана як пасивний динамічний гасник коливань (ДГК) в спорудах, станках, приладах. Окрема галузь застосування корисної моделі належить до спеціальної техніки, зокрема ДГК можуть встановлюватися на колісних машинах, що містять чутливий до вібрації елемент (людину, прилад, начіпне обладнання…). Різноманітні конструкції ДГК у практиці найширше застосування знаходять ДГК лінійної дії, виконані у вигляді інерційної маси, закріпленої на пружному елементі (патенти ЕР0884731, ЕР1207532, US2001012254, US2002021655). Роторні машини в процесі роботи створюють вібраційні навантаження на опори та фундаменти кріплення. Джерелом цих навантажень виступають наступні основні фактори: незбалансованість роторів, нестаціонарні (перехідні) гідро- чи газодинамічні процеси. Циклічні навантаження можуть призвести до виникнення тріщин в матеріалі конструкції та спричинити внаслідок цього втрату її працездатності. Значні вібрації виникають і в транспортних процесах, зокрема при перевезенні вантажів, пасажирів, при виконанні сільськогосподарських робіт. Вібрація і шум також негативно впливає на чутливі елементи: людину, прилад, начіпне обладнання та інше. Найближчим до ДГК за сукупністю ознак, технічною сутністю і отриманим результатом є динамічний гасник коливань, що складається з інерційної маси центрального вібропоглинача, з'єднаної з центральним пружним пластинчастим елементом, жорстко закріпленим до основної конструкції (патент US 410588 F16F3/093 від 24.04.79). У ДГК передбачено, що для збільшення ефективності роботи вібраційна поглинаюча система повинна якісно функціонувати у достатньо широкому частотному діапазоні. Проте у відомому ДГК поблизу робочої зони максимуму вібропоглинання знаходяться два резонансні піки, тобто зони збільшення вібрації. Нестаціонарні процеси, наприклад. вихід роторної машини на робочу частоту під час її запуску або під час зупинки супроводжуються проходженням резонансних зон, внаслідок чого замість явища вібропоглинання можливе виникнення явища вібропосилення та істотного додаткового динамічного навантаження елементів машини. Другий недолік відомої конструкції полягає у поступовій зміні частотних характеристик ДГК під впливом втоми матеріалу елементів з'єднань, мікропроковзування, нагріву в процесі роботи та інших механічних і термодинамічних факторів, що вимагає не лише прецизійного виготовлення ДГК, але й постійного моніторингу його динамічних властивостей з одночасним встановленням спеціальної системи автоматичного регулювання, що спричинює значне збільшенні собівартості системи віброгасіння. Часто розподіл потужності вібрації, що діє на чутливий елемент, має два піки: перший, що співпадає з резонансною частотою цього елементу; другий - викликаний резонансним коливанням основної системи. Одночастотний ДГК у цьому випадку малоефективний. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності роботи ДГК машини з чутливим елементом з забезпеченням широкочастотних вібропоглинаючих властивостей ДГК. Поставлена задача вирішується тим, що динамічний гасник коливань, що містить інерційну масу першого гасника коливань, з'єднану з чутливим елементом машини пружним елементом, згідно з корисною моделлю, містить додатковий вібропоглинаючий елемент у вигляді інерційної маси другого гасника коливань, з'єднану через пружний елемент з чутливим елементом, причому величини мас першого гасника коливань, другого гасника коливань та відповідних їм пружно-демпфуючих елементів вибрані з можливістю налаштування на резонансну частоту основної конструкції. Таке прецизійне налаштовування ДГК дозволяє вирішити основні задачі: інтенсивно поглинути енергію коливань системи та не допустити виникнення резонансних коливань в зоні частот f1, f2,які вибираються в околі частоти найбільш інтенсивних коливань чутливого елемента машини, що дозволяє забезпечити широкочастотні вібропоглинаючі властивості, не створювати паразитних резонансних збурень в околі робочої частоти і отримати покращені експлуатаційні параметри. На Фіг. 1 показаний загальний вигляд ДГК чутливого елемента машини, де: 1 фундамент (дорога); 2 - система амортизації машини чутливого елемента; 3 - маса машини; 4 - система амортизації чутливого елемента; 5 - маса чутливого елемента; 6 - пружний елемент першого ГК; 7 - маса першого ГК; 8 - пружний елемент другого ГК; 9 - маса другого ГК. На Фіг. 2 - амплітудночастотні характеристики чутливого елемента при застосуванні відомого і запропонованого ДГК, де пунктирною лінією I позначено АЧХ чутливого елемента без ДГК; лінією з трикутниками II - з одним ДГК, налаштованим на резонанс чутливого елемента; лінією з ромбами III - з двома ДГК: одним налаштованим на резонанс чутливого елемента (частота 0,5 Гц), другим - налаштованим на резонанс машини (частота 0,5 Гп). 1 UA 85505 U 5 10 15 Динамічний гасник коливань містить інерційну масу першого гасника коливань, з'єднану з чутливим елементом машини пружним елементом, який відрізняється тим, що містить додатковий вібропоглинаючий елемент у вигляді інерційної маси другого гасника коливань, з'єднану через пружний елемент з чутливим елементом, причому величини мас першого гасника коливань, другого гасника коливань та відповідних їм пружно-демпфуючих елементів вибрані з можливістю налаштування на резонансні частоти основної конструкції та чутливого елемента. Пристрій працює так. Вібрація від фундаменту 1 передається до маси 3 машини через систему його амортизації 2 (у даному випадку лінійну пружину та демпфер), що викликає вібрацію чутливого елемента 5. Вібрація від чутливого елемента 5 передається до маси першого 7 ГК через лінійну пружину та демпфер 6. Аналогічно, вібрація від чутливого елемента 5 передається до маси 9 другого ГК через лінійну пружину та демпфер 8. Кожен з них починає незалежно поглинати енергію коливань системи у визначеному частотному діапазоні. Величини мас першого 7 та другого 9 ГК та відповідних їм пружно-демпфуючих елементів 6, 8 вибрані з забезпеченням досягнення відповідних величин демпфування чутливого елемента 5 в околі кожної з частот - резонансної частоти чутливого елемента та резонансної частоти машини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Динамічний гасник коливань, що містить інерційну масу першого гасника коливань, з'єднану з чутливим елементом машини пружним елементом, який відрізняється тим, що містить додатковий вібропоглинаючий елемент у вигляді інерційної маси другого гасника коливань, з'єднану через пружний елемент з чутливим елементом, причому величини мас першого гасника коливань, другого гасника коливань та відповідних їм пружно-демпфуючих елементів вибрані з можливістю налаштування на резонансні частоти основної конструкції та чутливого елемента. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2