Пасивна пружна опора з керованою квазінульовою жорсткістю

Реферат: Пасивна пружна опора з керованою квазінульовою жорсткістю містить несучу конструкцію у вигляді платформи з центральним пружним елементом, пасивний регулятор у вигляді щонайменше двох симетрично розташованих інерційних повзунів, які встановлені на напрямних і пов'язані пружними елементами з платформою та стійкою опори, коректор жорсткості у вигляді як мінімум двох шарнірно пов'язаних з платформою та з кожним інерційним повзуном нахилених пружних елементів з кутом нахилу менше кута тертя спряження "повзун-напрямна". При цьому шарнірна опора зв'язку нахилених пружних елементів з платформою є рухомою відносно платформи. UA 116316 U (54) ПАСИВНА ПРУЖНА ОПОРА З КЕРОВАНОЮ КВАЗІНУЛЬОВОЮ ЖОРСТКІСТЮ UA 116316 U UA 116316 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до систем віброзахисту машин, приладів та апаратів. Для зниження вібронавантаженості механічних конструкцій, вирішення соціальних аспектів проблеми шуму та вібрацій широко застосовуються віброзахисні системи (ВЗС), конструктивно оформлені у вигляді пружних опор. Протиріччя між несучою спроможністю та власною частотою ВЗС ефективно розв'язується шляхом застосування у ВЗС квазінульової жорсткості. Ефективність роботи таких ВЗС прямо пов'язана з вирішенням проблеми їх налаштування. Мала жорсткість пружного зв'язку вимагає, наприклад, достатньо точного налаштування ВЗС на розрахункове навантаження: зміна величини цього навантаження призводить до розладнання системи, зміщення центру коливань системи до області переміщення з підвищеною жорсткістю, що знижує їх віброзахисні властивості [1]. Означене протиріччя для ВЗС із малою жорсткістю, зумовлює потребу розробки пружних ВЗС, які допускають їх перебудову на різні навантаження, тобто ВЗС із керованою жорсткістю. Прийнято вважати, що для підвищення ефективності вібраційного захисту при збудженнях в області низьких частот, а також при збудженнях із широким спектром частот, слід уживати активні системи управління жорсткістю, які потребують використання додаткового незалежного джерела енергії [2]. Зрозуміло, що перехід до більш енергозатратних активних ВЗС складний та пов'язаний із забезпеченням необхідного рівня надійності, а тому задача розробки ВЗС з системою пасивного регулювання жорсткістю та розширення їх функціональних можливостей є актуальною. Відома віброзахисна система [3] з керованою квазінульовою жорсткістю пасивного типу, яка складається з трьох основних частин, що механічно пов'язані між собою: несучої системи у вигляді платформи, яка забезпечує необхідну несучу спроможність ВЗС на робочому режимі, коректора жорсткості, який за рахунок паралельного підключення до несучої системи пружних елементів, що мають від'ємну жорсткість, дозволяє реалізувати пружну характеристику з ділянкою квазінульової жорсткості на робочому режимі роботи ВЗС та системи регулювання, яка при зміні постійної або низькочастотної складової зовнішнього навантаження автоматично змінює положення опорної точки коректора і, відповідно, параметри його налаштування, корегує пружну характеристику ВЗС і завдяки цьому ВЗС пропускає лише низькочастотну складову зовнішнього навантаження. Таким чином означена ВЗС забезпечує фільтрацію зовнішнього навантаження в заданій смузі частот зовнішнього навантаження. Недоліком цієї ВЗС є обмеженість фільтрації смуги низьких частот зовнішнього навантаження, у якій відбувається функціонування пружного елемента квазінульової жорсткості, проте вона забезпечує фільтрацію зовнішнього навантаження в наперед заданій смузі частот. Налаштування такої ВЗС здійснюється зміною параметрів жорсткості та попереднього деформування пружних елементів, маси інерційних повзунів, вихідним положенням інерційних повзунів відносно стійки та положенням опорної точки коректора на платформі. В основу корисної моделі поставлена задача розширення діапазону зовнішнього низькочастотного навантаження шляхом попереднього налаштування віброзахисної системи. Згідно з корисною моделлю, регулятор виконаний щонайменше з двох симетрично розташованих інерційних повзунів, які встановлені на напрямній і мають пружний зв'язок з несучою системою, а коректор виконаний у вигляді щонайменше двох похилих пружних елементів, що шарнірно зв'язані з несучою системою та з кожним інерційним повзуном і які встановлені таким чином, що кут нахилу лінії їх дії менше кута тертя системи "повзун напрямна". Позитивний ефект корисної моделіпов'язаний з тим, що при означеному налаштуванні параметрів ВЗС забезпечується блокування передачі силового потоку на повзун регулятора через коректор. При зміні постійної або низькочастотної складової зовнішнього навантаження регулятор автоматично змінює положення опорної точки коректора і, відповідно, корегує пружну характеристику ВЗС, завдяки чому ВЗС пропускає лише низькочастотну складову зовнішнього навантаження На кресленні наведена принципова схема реалізації запропонованої корисної моделі. Несуча система пружної опори представлена у вигляді платформи 7, до якої жорстко під кутом 90° закріплений стрижень KN, і пружного елемента 1, який розташований паралельно KN та пов'язує (у точці N) платформу 7 зі стійкою опори. Регулятор пружної опори складається з n (n2) елементів регулювання, кожних з яких виконаний у вигляді інерційного повзуна 3, що встановлений на напрямній 4 та має пружний зв'язок 5 із несучою платформою 7 і пружний зв'язок 6 зі стійкою опори. Коректор жорсткості наприклад представлений у вигляді n пружних елементів 2, які шарнірно з'єднані з гайкою 8 (точки В) та з повзунами 3 (точки А) і розташовані 1 UA 116316 U 5 10 15 20 25 похило та симетрично відносно пружного елемента 1 таким чином, що лінії їх дії (прямі АВ) складають кут α із лінією дії пружного елемента 1. Кут нахилу α вибирають за умови забезпечення розташування лінії дії пружного елементу 2 у конусі тертя системи "повзун напрямна", тобто за умови α  90° -φ, де φ=arctgf, f - коефіцієнт тертя у зоні контакту повзуна 3 і напрямній 4. При зміні низькочастотної складової зовнішнього навантаження управління коректором, лінія дії якого знаходиться в конусі тертя системи "повзун - напрямна", здійснюється шляхом зміни положення опорних точок А коректора за рахунок пружних елементів 5 і 6. У разі зміни сталої складової зовнішнього навантаження пружна опора потребує попереднього пере налаштування положення точки В відносно платформи 7 опори, що здійснюється шляхом переміщення гайки 8 вздовж нарізної частини стрижня KN. Таким чином пасивна пружна опора з керованою квазінульовою жорсткістю, що пропонується, дозволяє використовувати її як фільтр механічних коливань у заданій смузі частот зовнішнього навантаження, і відрізняється тим, що за рахунок рухомого шарнірного з'єднання коректора з платформою шляхом попереднього переміщення гайки коректора можна забезпечити необхідне налаштування коректора опори. Запропонована конструкція пасивної пружної опори забезпечує ефективне вирішення задачи віброзахисту машин, приладів і апаратів у більш широкому діапазоні нестаціонарного навантаження та може бути використана в різних галузях народного господарства. Джерела інформації: 1. Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью/ П.М. Алабужев, А.А. Гритчин, Л.И. Ким и др.; под ред. К.М. Рагульскиса. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. - 96 с. (Б-ка инженера. Вибрационная техника; Вып.7) 2. Вибрация в технике: Справочник. В 6-ти т. Т. 6. Защита от вибрации и ударов/ Под ред. К.В. Фролова. - М.: Машиностроение, 1981. - 456 с. 3. Патент України № 69042. Віброзахисна система з керованою квазінульовою жорсткістю. Кл. F16F 13/00, 15/02. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Пасивна пружна опора з керованою квазінульовою жорсткістю, яка містить несучу конструкцію у вигляді платформи з центральним пружним елементом, пасивний регулятор у вигляді щонайменше двох симетрично розташованих інерційних повзунів, які встановлені на напрямних і пов'язані пружними елементами з платформою та стійкою опори, коректор жорсткості у вигляді як мінімум двох шарнірно пов'язаних з платформою та з кожним інерційним повзуном нахилених пружних елементів з кутом нахилу менше кута тертя спряження "повзун-напрямна", яка відрізняється тим, що шарнірна опора зв'язку нахилених пружних елементів з платформою є рухомою відносно платформи. 2 UA 116316 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3