Регульований широкочастотний динамічний гасник коливань роторної машини

Реферат: Регульований широкочастотний динамічний гасник коливань роторної машини містить інерційну масу вібропоглинача, з'єднану з роторною машиною пружним пластинчастим елементом, на якому, за допомогою з'єднувально-напрямних пристроїв, зафіксовані, з можливістю переміщення, вібропоглинаючі елементи, виготовлені у вигляді заповнених кульками контейнерів. UA 75251 U (12) UA 75251 U UA 75251 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 насосах, електродвигунах, турбогенераторах, газокомпресорах та в інших обертових машинах, що містять ротор, шарнірно закріплений у статорі. Окрема галузь застосування корисної моделі належить до спеціальної техніки, зокрема, ДГК можуть встановлюватися на насосах високого тиску пожежних машин МНС та водометних машин МВС для розгону масових демонстрацій. Серед значної кількості відомих різнотипних конструкцій ДГК на 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- або газодинамічні процеси. Циклічні навантаження можуть призвести до виникнення тріщин у матеріалі конструкції та спричинити внаслідок цього втрату її працездатності. Вібрація і шум також негативно впливають на оточуючу екосистему, зокрема, на людей і тварин. Найближчим до розробленої корисної моделі за сукупністю ознак, технічною суттю 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 US410588 F16F 3/093 від 24.04.79). У найближчому аналогу 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 збільшення собівартості системи демпфування коливань роторної машини. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності роботи ДГК роторної машини за рахунок забезпечення можливості регулювання вібропоглинаючих властивостей ДГК у широкому частотному діапазоні. Поставлена задача досягається тим, що регульований широкочастотний динамічний гасник коливань роторної машини, який містить інерційну масу вібропоглинача, з'єднану з роторною машиною пружним пластинчастим елементом, згідно з корисною моделлю, оснащений вібропоглинаючими елементами, виготовленими у вигляді заповнених кульками контейнерів, зафіксованих за допомогою з'єднувально-напрямних пристроїв на пружному пластинчастому елементі з можливістю переміщення контейнерів по ньому для забезпечення прецизійного налаштування та регулювання вібропоглинаючих властивостей ДГК у широкому частотному діапазоні. На Фіг. 1 показаний загальний вигляд регульованого широкочастотного динамічного гасника коливань роторної машини; на Фіг. 2 - вигляд зверху роторної машини з ДКГ, встановленої на фундаменті; на Фіг. 3 зображений вібропоглинаючий контейнер (вигляд збоку з частковим розрізом). На Фіг. 1, 2, 3 використані наступні позначення: 1, 2 - вібропоглинаючі елементи; 3 пружний пластинчастий елемент; 4, 5 - з'єднувально-напрямні пристрої вібропоглинаючих елементів ДГК; 6 - роторна машина; 7 - опорна площадка; 8 - фундамент. Принцип роботи динамічного гасника коливань роторної машини полягає у наступному: вібрація від роторної машини 6 (Фіг. 1) передається до вібропоглинаючих елементів 1, 2 (Фіг. 1, 2). Кожен з них починає незалежно поглинати енергію коливань системи у визначеному частотному діапазоні. Регулюючи за допомогою з'єднувально-напрямних пристроїв 4, 5 віддаль розташування вібропоглинаючих елементів 1, 2 відносно осі роторної машини 6, здійснюємо налаштування кожного з вібропоглинаючих елементів 1, 2 на основну резонансну частоту роторної машини. Змінюючи кількість та масу кульок, вільно встановлених у пустотілих контейнерах вібропоглинаючих елементів 1, 2 (Фіг. 3), забезпечують відповідні величини демпфування в межах заданої робочої частоти. У такий спосіб змінюються експлуатаційні властивості цілісної пружно-демпфувальної системи і забезпечується прецизійне налаштування показників вібропоглинання ДГК, що дозволяє вирішити дві основні задачі: 1) забезпечити 1 UA 75251 U 5 високоефективне поглинання енергії механічних коливань системи; 2) не допустити виникнення резонансних коливань у зоні розрахункових частот, які вибираються в околі частоти найінтенсивніших коливань роторної машини. Даний винахід має ряд переваг, які полягають у тому, що розроблений ДГК забезпечує регульоване широкочастотне вібропоглинання, не створює паразитних резонансних збурень в околі робочої частоти і характеризується покращеними експлуатаційними властивостями. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Регульований широкочастотний динамічний гасник коливань роторної машини, що містить інерційну масу вібропоглинача, з'єднану з роторною машиною пружним пластинчастим елементом, який відрізняється тим, що він оснащений вібропоглинаючими елементами, виготовленими у вигляді заповнених кульками контейнерів, зафіксованих за допомогою з'єднувально-напрямних пристроїв на пружному пластинчастому елементі з можливістю переміщення контейнерів по ньому для забезпечення прецизійного налаштування та регулювання вібропоглинаючих властивостей ДГК у широкому частотному діапазоні. 2 UA 75251 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 3