ДИНАМИЧЕСКИЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Название	ДИНАМИЧЕСКИЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ
Разработчик (Авторы)	Гаврилин А.Н., Крауиньш П.Я., Витко А.В., Рожков П.С.
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	98792
Дата регистрации	01.07.2010
Правообладатель	Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"

Описание изобретения

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для защиты от вибраций различных объектов, в частности, металлорежущих станков.

Известен динамический гаситель колебаний, содержащий массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента, выполненного в виде манометрической трубки, гофрированной в продольном направлении; систему подачи рабочего тела в полость трубки и контроля давления в ней / см. патент РФ №1716214, кл. F16F 15/00, 1992.

Однако данный динамический гаситель колебаний имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, это предельная сложность как конструкции гасителя, системы регулирования его жесткости, так и процесса перестройки собственной частоты гасителя; во-вторых, низкая точность настройки гасителя, объясняемая отсутствием автоматического процесса настройки и необходимостью, вследствие этого, последовательного повторения цикла операций по изменению частоты гасителя изменением давления рабочего тела в полости манометрической трубки и регистрации амплитуды колебаний защищаемого объекта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к данной полезной модели является динамический гаситель, содержащий массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента. Упругий элемент выполнен в виде немагнитной пластинки, имеющей сквозной паз, расположенный под острым углом к продольной оси пластинки. Гаситель снабжен немагнитным призматическим замкнутым резервуаром, заполненным наполовину ферромагнитным порошком и установленным плоским днищем с переменной вдоль продольной оси резервуара толщиной на одной из сторон пластинки в зоне паза, а также плоским постоянным магнитом, размещенным на пластинке с другой ее стороны / см. патент РФ №2151930, кл. F16F 6/00, F16F 15/00, 1997.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, низкая точность настройки, нетехнологичность в изготовлении, погрешности связанные с магнитными «наводками».

Задача полезной модели состоит в упрощении конструкции и расширении ее функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что динамический гаситель колебаний содержит массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента. Упругий элемент выполнен в виде балки, закрепленной консольно, и прикреплен к защищаемому объекту через корпус и пневматический демпфер. При этом масса имеет Т-образную форму, в верхней части которой сделан сквозной паз для балки, а в нижней выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта. Масса имеет возможность перемещения за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления.

Конструкция устройства поясняется чертежами на фиг.1, фиг.2, фиг.3.

На фиг.1 показан общий вид конструкции гасителя. На фиг.2 - общий вид в разрезе. На фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.

Предлагаемый динамический гаситель установлен на защищаемом объекте 1 и содержит массу 2, прикрепленную к консольно закрепленной балке 3 при помощи крышки 4 и болтов 5. Один конец балки 3 закреплен жестко на корпусе 6 пластиной 7 и винтами 8, другой - фиксируется в подложке 9, установленной на стойке пневматического демпфера 10, и закрепляется пластиной 11 и винтами 12. Масса 2 имеет Т-образную форму. В верхней части формы, по центру, выполнен сквозной паз для балки 3. В нижней части выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта 13. С боковых сторон выполнены резьбовые отверстия 14, для крепления дополнительных грузов. В центре крышки 4 выполнено сквозное резьбовое отверстие, в которое вкручен датчик 15. На объекте 1 установлен датчик 16. Ходовой винт 13 прикреплен к стойке пневматического демпфера 10 при помощи стопорного кольца 17. С обеих сторон гасителя к основанию 18 прикреплены два уголка 19 при помощи винтов 20. Демпфер 21 состоит из верхней и нижней частей и прикреплен вместе с корпусом 6 к основанию гасителя 18 болтами 22. В демпфере 21 установлены два клиновидных болта 23, через которые выходит воздух. Резиновая прокладка 24 использована для разделения двух полостей демпфера 21. К корпусу 6, в котором выполнено сквозное отверстие 25, крепится шаговый двигатель 26 винтами 27 (фиг.2). Также в корпусе 6 установлены муфта 28, втулка 29 с роликами 30 (фиг.3).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Динамический гаситель жестко крепится при помощи болтов к объекту 1, колебания которого нужно гасить. При возникновении вертикальных колебаний на объекте 1 опосредованно системой управления осуществляется перемещение массы 2 через ходовой винт 13 вдоль упругой балки 3. Балка 3 начинает совершать изгибные колебания, которые гасит пневматический демпфер 21. Для гашения колебаний объекта 1 необходимо так настроить гаситель путем изменения жесткости упругой балки 3, чтобы собственная частота гасителя соответствовала частоте вынужденных колебаний объекта 1. В предлагаемой конструкции такая настойка осуществляется автоматически по алгоритму, заложенному в системе управления. Датчик 15, установленный на массе 2, сравнивает частоту колебаний с датчиком 16, установленном на защищаемом объекте 1. При достижении частоты колебания виброгасителя и частоты объекта 1 возникает эффект виброгашения. Муфта 28 передает крутящий момент от шагового двигателя 26 на ходовой винт 13. Дополнительно рабочий диапазон гасителя можно изменять за счет изменения массы 2, с помощью дополнительных грузов. Втулка 29 с роликами 30 обеспечивают движение ходового винта 13 в заданном направлении, остальные движения игнорируются. Пневматический демпфер 21 позволяет изменять коэффициент демпфирования колебаний для исключения значительных амплитуд колебаний демпфера.

Предлагаемое устройство гасит поперечные колебания только в заданном направлении.

В отличие от известных устройств для гашения колебаний использование предлагаемого динамического гасителя позволяет упростить конструкцию, расширить его функциональные возможности, за счет применения ходового винта и шагового двигателя с системой управления. Устройство имеет небольшие габариты и может быть установлено практически на любом типе объектов, а также позволяет автоматизировать такую трудоемкую операцию, как процесс настройки гасителя, носящую в ряде случаев полностью ручной характер. Настройка гасителя происходит в автоматическом режиме, нет необходимости последовательно изменять жесткость балки на определенный шаг, фиксировать амплитуду колебаний объекта, вновь изменять жесткость и вновь регистрировать амплитуду и т.д., что, естественно, приводит к низкой точности настройки гасителя, обусловленной шаговой погрешностью.

Формула полезной модели

Динамический самонастраивающийся гаситель колебаний содержит массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде балки, закрепленной консольно, и прикреплен к защищаемому объекту через корпус и пневматический демпфер, при этом масса имеет Т-образную форму, в верхней части которой сделан сквозной паз для балки, а в нижней выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта, и имеет возможность перемещения за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления.

Изобретение "ДИНАМИЧЕСКИЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ" (Гаврилин А.Н., Крауиньш П.Я., Витко А.В., Рожков П.С.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога