Динамічний гасник коливань

Реферат: Динамічний гасник коливань містить систему вібровимірювання. Пристрій містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виготовлений у вигляді балки з приєднаною до неї основною масою з низкою додаткових мас, балка закріплена до машини в точці приєднання динамічного гасника коливань, та систему вимірювання частоти вільних коливань цих мас, а саме з приєднаним до балки вібродавачем з частотоміром. UA 98146 U (54) ДИНАМІЧНИЙ ГАСНИК КОЛИВАНЬ UA 98146 U UA 98146 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до машинобудування і може бути використана для визначення оптимальних параметрів (СВОП) пасивного динамічного гасника коливань (ДГК) в спорудах, станках, приладах. Окрема галузь застосування корисної моделі належить до спеціальної техніки, зокрема ДГК можуть встановлюватися на обертових машинах, що містять декілька елементів, з'єднаних муфтами (наприклад насос, турбогенератор, газокомпресор та інших обертових машинах, що містять ротор, шарнірно закріплений у статорі). 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. Серед різноманітних СВОП конструкцій ДГК у практиці найширше застосування знаходять методи неруйнівного контролю (патенти US005544499F, RU2194959C1, UA56491C2, RU2293958C2, RU2296970C2, DE102009019920А1, WO2011/069627, US2013/0110476A1). Найближчим до ДГК за сукупністю ознак, технічною суттю і отриманим результатом є СВОП конструкцій, що складається з системи збурення коливань та багатоточкового вимірювання вібрацій (патент US2013/0110476А1, G06F17/10 від 2.05.2013). Проте у цьому приладі використовується складна система розрахунку на базі МСЕ та складна лазерна система вібровимірювання. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності роботи СВОП ДГК машини з чутливим елементом з забезпеченням широкочастотних вібропоглинаючих властивостей ДГК. Поставлена задача вирішується тим, що динамічний гасник коливань, що містить систему вібровимірювання, згідно з корисною моделлю містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виготовлений у вигляді балки з приєднаною до неї основною масою з низкою додаткових мас, балка закріплена до машини в точці приєднання ДГК, та систему вимірювання частоти вільних коливань цих мас. 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 низькочастотних коливань обертової машини: робочої частоти обертання та подвійної робочої частоти, що дозволяє забезпечити широкочастотні вібропоглинаючі властивості, не створювати паразитних резонансних збурень в околі робочої частоти і отримати покращені експлуатаційні параметри. На Фіг. 1 показано загальний вигляд ДГК, де: 1 - конструкція обертової машини; 2 консольно закріплена балка; 3 - основна маса; 4 - додаткові маси, 5 - вібродавач, 6 - частотомір. На Фіг. 2 - показано приклад вільних коливань. На фіг. 3 наведена карта відхилень параметрів основної конструкції на основі схеми ідентифікації. Динамічний гасник коливань містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виготовлений у вигляді балки 2 з приєднаною до неї основною масою 3 з низкою додаткових мас 4, балка 2 консольно закріплена до машини в точці приєднання ДГК, та систему вимірювання частоти вільних коливань цих мас, а саме з приєднаним до балки 2 вібродавачем 5 з частотоміром 6. Пристрій працює так. Вібрація від фундаменту конструкції обертової машини 1 передається до балки 2, що викликає вібрацію балки та мас 3, 4. Від вібродавача 5 сигнал надходить на частотомір 6. ДГК починає поглинати енергію коливань системи для визначених частот, що близькі до його резонансної частоти та до робочої частоти обертової машини. Тим самим зменшується рівень коливань основної конструкції на цих частотах. Для дослідження динаміки використовувалися класичні рівняння одномасової системи з приєднаним ДГК.    m1 w 0  k1DK  k АDА  w 0  k1  k А w 0  k А DK w А  k А w А  F,    mA w A  k АDА w А  k А w А  k А DА w 0  k А w 0  0, (1) 55 Тут: m , mA , маси, відповідно, базисної конструкції, та ДГК; k1 , k A1 , - відповідні жорсткості; та D A - коефіцієнти в'язкого демпфування; w 0 , w A , - переміщення, F - гармонійне збурення. Типова віброграма затухаючих коливань наведена на фіг. 2. Як прилад для тестування використаємо наш ДГК. Застосуємо для цього низку таких експериментів: кінематичне збурення ДГК для різних його мас (схема експерименту на фіг. 1). 1 UA 98146 U Були отримані наступні значення власних частот для мас розташованих на краю пластини, таблиця: Таблиця М, кг f, Гц 5 Для Fc  f 0 69 0,669 48 визначення T (Mi )  fe (Mi ) . всіх 1,100 36 параметрів, 1,521 32,3 k1 , m1 1,881 29,2 m A , k A мінімізуємо 3,115 24,4 цільову функцію Тут fT (Mi )  fT (Mi, ki , mA , k A ) - теоретично отримані значення власної частоти, i fe (Mi ) - експериментальні значення. Результати мінімізації наведено на фіг. 3 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Динамічний гасник коливань, що містить систему вібровимірювання, який відрізняється тим, що містить вібропоглинаючий інерційний елемент, виготовлений у вигляді балки з приєднаною до неї основною масою з низкою додаткових мас, балка закріплена до машини в точці приєднання динамічного гасника коливань, та систему вимірювання частоти вільних коливань цих мас, а саме з приєднаним до балки вібродавачем з частотоміром. 2 UA 98146 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3