Інерційний амортизатор вібронавантаженої машини

Реферат: Інерційний амортизатор вібронавантаженої машини містить вібропоглинаючий інерційний елемент, закріплений до непідресореної маси машини і виготовлений у вигляді пружної пластини з приєднаною до неї додатковою інерційною масою. Вібропоглинаючий інерційний елемент оснащений трьома нелінійними просторовими пружними пластинами з приєднаними до них додатковими інерційними масами. UA 77236 U (12) UA 77236 U UA 77236 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до машинобудування, зокрема до систем вібраційного захисту машин, які працюють в умовах інтенсивних вібрацій, що можуть мати негативний вплив на функціонування машин. Амортизатор може встановлюватись на стаціонарних агрегатах роторного типу (двигуни, насоси, турбіни тощо) і на мобільних машинах, наприклад, на транспортних засобах з пасивною системою підресорювання, призначеною для віброзахисту кузова від динамічних зусиль, що передаються на нього від дорожнього полотна через колеса і приєднувальні елементи. Для покращання віброзахисних властивостей систем підресорювання передбачені еластичні втулки (подушки, сайлент-блоки) в кріпленнях пружних елементів (ресор, витих пружин, торсіонів, стабілізаторів) і амортизаторів, які застосовуються як в підвісці типу Мак-Ферсон, так і в підвісках з поздовжніми та поперечними напрямними важелями. Такі еластичні елементи покращують віброзахист (особливо в області високочастотних коливань), але негативно впливають на керованість автомобіля. Тому в реальних конструкціях систем підресорювання мобільних транспортних машин для покращання керованості застосовують додаткові стабілізатори, наприклад, балки Панара; при цьому за рахунок збільшення жорсткості підвіски контактні зусилля притиску колеса до дороги зростають. З цією ж метою застосовують додаткові пружні елементи (ресори або виті пружини) в ресорних підвісках, але таке інженерне вирішення практикується переважно у вантажних автомобілях і в окремих моделях автобусів. Непідресорені маси систем підресорювання мобільних транспортних машин мають певні власні частоти коливань (10-15 Гц), які на порядок вищі від частоти коливань підресореної маси (кузова). Під час руху автомобіля коливання непідресорених мас спричиняють шум і погіршують керованість транспортного засобу. В останні роки провідні автомобілебудівні фірми, зокрема, Opel (Wheel suspension for the control of vehicle roll-has separately attached springs and shock absorbers with oscillation damping mounting with carrier, DE4121827, 1993-01-07) та Volkswagen (Vehicle axis vibration damping system, with absorber system acting with wheel bearer to damp wheel-specific vibrations, DE19915635, 2000-10-12) розробили новий клас підвісок, які оснащені динамічними гасниками коливань (ДГК), що приєднуються до непідресорених мас і містять інерційні амортизатори з додатковими вібропоглинаючими елементами. Окрім позитивного впливу такі конструктивні рішення мають певні недоліки; зокрема, відомо, що нераціональне застосування вібропоглинаючої маси або динамічного гасника коливань може спричинити виникнення двох паразитних резонансних частот у безпосередній близькості до робочої частоти ДГК. Другий недолік - це поступова зміна частотних характеристик ДГК внаслідок старіння і втоми матеріалу елементів з'єднань, мікропроковзувань, нагріву в процесі роботи та інших факторів, що вимагає не лише прецизійного виготовлення ДГК, але й постійного моніторингу його динамічних властивостей при одночасному збільшенні собівартості ДГК. Тому, на відміну від описаних вище конструктивних схем (фірм Opel та Volkswagen), в даному винаході запропонована конструкція на основі модернізованої механічної системи. Найближчим аналогом, який найбільш близький за сукупністю ознак, технічною суттю і отриманим результатом є патент DE19915635, 2000-10-12 Vehicle axis vibration damping system, with absorber system acting with wheel bearer to damp wheel-specific vibrations, що має спільну ознаку з розробленою корисною моделлю - додаткову масу, приєднану на пружному елементі до непідресореної маси автомобіля. Недоліком цієї конструкції є те, що поблизу робочої частотної зони ДГК (максимуму вібропоглинання) знаходяться дві зони негативної дії (зони збільшення вібрації). При будь-якій зміні основної частоти можливий перехід у ці зони і, замість явища вібропоглинання, можливе явище вібропосилення. В основу корисної моделі поставлена задача прецизійного налаштування вібропоглинаючого інерційного елемента на задану робочу частоту з одночасним забезпеченням його оптимальних демпфувальних властивостей за рахунок можливості зміни форми, геометричних параметрів, механічних властивостей просторових пружних пластин і величини додаткових інерційних мас. Поставлена задача досягається тим, що інерційний амортизатор вібронавантаженої машини, який містить вібропоглинаючий інерційний елемент, закріплений до непідресореної маси машини і виготовлений у вигляді пружної пластини з приєднаною до неї додатковою інерційною масою, згідно з корисною моделлю оснащений трьома нелінійними просторовими пружними пластинами з приєднаними до них додатковими інерційними масами. На Фіг. 1 схематично зображений головний вигляд інерційного амортизатора вібронавантаженої машини, який жорстко закріплений до непідресореної маси 1 і містить наступні деталі: обойми затиснення 2, кріпильні елементи 3, вузол затиснення просторової пружної пластини ДГК 4, просторову пружну пластину 5, додаткову інерційну масу 6. 1 UA 77236 U 5 10 15 20 25 На Фіг. 2 зображений вигляд справа інерційного амортизатора вібронавантаженої машини, на якому використані наступні позначення: 7, 9 - просторові пружні пластини, 8, 10 - інерційні маси додаткових ДГК. Інерційний амортизатор вібронавантаженої машини працює наступним чином. Високочастотні коливання непідресореної маси 1 викликають переміщення обойм 2, які через просторові пружні пластини 5, 7, 9 передаються на додаткові інерційні маси 6, 8, 10, що спричинює їх коливання у протифазі до коливань маси 1 і таким чином забезпечує зменшення амплітуд коливань маси 1. Прецизійне налаштування робочої частоти інерційного амортизатора вібронавантаженої машини на резонансну частоту коливань непідресореної маси 1 здійснюється шляхом підбору форми, геометричних параметрів і механічних властивостей просторових пружних пластин 5, 7, 9 та величини додаткових інерційних мас 6, 8, 10. Це дозволяє також забезпечити оптимальні демпфувальні властивості інерційного амортизатора вібронавантаженої машини. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Інерційний амортизатор вібронавантаженої машини, що містить вібропоглинаючий інерційний елемент, закріплений до непідресореної маси машини і виготовлений у вигляді пружної пластини з приєднаною до неї додатковою інерційною масою, який відрізняється тим, що вібропоглинаючий інерційний елемент оснащений трьома нелінійними просторовими пружними пластинами з приєднаними до них додатковими інерційними масами, що дозволяє, з урахуванням можливості зміни форми, геометричних параметрів, механічних властивостей пружних пластин і величини додаткових інерційних мас, здійснювати прецизійне налаштування вібропоглинаючого інерційного елемента на задану робочу частоту з одночасним забезпеченням його оптимальних демпфувальних властивостей. 2 UA 77236 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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