L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
| Название | ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Гаврилин А.Н., Черкасов А.И., Хреновский А.С. |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 145093 |
| Дата регистрации | 10.04.2014 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное 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. Гаситель колебаний ударного типа содержит массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента, выполненного в виде балки, закрепленной консольно, упругий элемент зафиксирован ударным элементом в виде бойка. Масса имеет возможность перемещения за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления. Боек установлен с зазором до ударного механизма в виде наковальни, представляющей собой сборочную конструкцию, которая позволяет контролировать величину зазора, за счет перемещения нижнего основания наковальни за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления. Техническим результатом является существенное увеличение рабочего диапазона гашения колебаний, в сравнении с аналогами, а также полная автоматизация процесса.
Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для защиты от вибраций различных объектов, в частности, металлорежущих станков.
Известен 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 (патент РФ №2151930, МПК F16F 6/00, F16F 15/00, 1997. Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, низкая точность настройки, нетехнологичность в изготовлении, погрешности, связанные с магнитными «наводками».
Наиболее близким является гаситель, содержащий пневматический демпфер. Этот гаситель 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 ударный механизм, Масса имеет T-образную форму, в верхней части которой сделан сквозной паз для балки, а в нижней выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта. Масса выполнена с возможностью перемещения за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления (патент на ПМ РФ №98792, МПК F16F 7/112)
Недостаток устройства - невозможность автоматической настройки пневматического демпфера, что существенно снижает эффективность гасителя, гашение колебаний в малом диапазоне и небольшой ресурс демпфера.
Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей гасителя колебаний, автоматизация настройки на рабочую частоту.
На фиг. 1 показан общий вид конструкции гасителя.
На фиг. 2 - общий вид в разрезе.
На фиг. 3. - разрез А-А на фиг.2.
На фиг. 4. - разрез Б-Б на фиг. 2.
Предлагаемый гаситель колебаний ударного типа установлен на объекте виброзащиты 1 и содержит T-образную массу 2, прикрепленную к упругому элементу в виде балки 3, консольно закрепленной при помощи пластины 4 и болтов 5. Один конец балки 3 закреплен жестко на опоре 6 пластиной 7 и винтами 8, другой - фиксируется в подложке 9, установленной на боек 10, и закрепляется пластиной 11 и винтами 12. У нижнего основания T-образной массы 2 выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта 13. С боковых сторон выполнены глухие резьбовые отверстия 14, для крепления дополнительных грузов. В центре пластины 4 выполнено сквозное резьбовое отверстие, в которое вкручен датчик 15. Ходовой винт 13 прикреплен к бойку 10 при помощи стопорного кольца 16. С обеих сторон основания гасителя 18 прикреплены два уголка 19 при помощи винтов 20. Наковальня представляет собой общую конструкцию состоящую из верхнего основания 21 и двух направляющих для верхнего основания 22, нижнего основания 23 и направляющей для нижнего основания 24, двух пружин 25 (фиг. 4), установленных между направляющими для верхнего основания 22 и верхним основанием 21. Направляющие для верхнего основания 22 и направляющая для нижнего основания 24 соединены между собой болтами 26. Направляющая для нижнего основания 24 присоединена к основанию гасителя 18 болтами 27. Нижнее основание 24 имеет глухое резьбовое отверстие 28 (фиг. 2) для ходового винта 29, соединенного муфтой 31 с шаговым двигателем 30. Шаговый двигатель 30 присоединен к направляющей для нижнего основания 24 винтами 32. Ходовой винт 13 соединен с шаговым двигателем 33 муфтой 34. Шаговый двигатель 33 присоединен к опоре 6, имеющей сквозное отверстие 35, винтами 36. Опора 6 присоединена к основанию гасителя 18 болтами 37 (фиг. 3). В опоре 6 установлена втулка 38 с роликами 39. На объект виброзащиты 1 установлен датчик виброскорости 40.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Гаситель колебаний ударного типа жестко крепят при помощи болтов к объекту виброзащиты 1, колебания которого необходимо гасить. При возникновении вертикальных колебаний на объекте виброзащиты 1 опосредованно системой управления осуществляется перемещение T-образной массы 2 через ходовой винт 13 вдоль упругой балки 3. Балка 3 начинает совершать изгибные колебания, которые гасит наковальня. Верхнее основание наковальни 21 образует с нижним основанием 23 клиновую передачу. При перемещении нижнего основания 23 опосредованно системой управления через ходовой винт 29, верхнее основание 21 перемещается в направлении, перпендикулярном направлению движения нижнего основания 23. Тем самым имеется возможность контроля зазора между бойком 10 и верхним основанием наковальни 21. Этот зазор устанавливается приблизительно равным нулю, больше нуля или боек 10 прижимается к верхнему основанию наковальни 21. При значении зазора, близким к нулю, получается устойчивое гашение колебаний. При значении зазора больше нуля гашение колебаний более эффективно, но имеется шанс несрабатывания бойка 10. Такое значение зазора используют для гашения значительных колебаний объекта виброзащиты 1. Боек 10 прижимают к наковальне, когда требуется обеспечить включение гасителя лишь на определенном уровне возбуждения. Для гашения колебаний объекта виброзащиты 1 производится настройка гасителя колебаний ударного типа путем изменения жесткости упругой балки 3, так чтобы при этом собственная частота гасителя колебаний ударного типа соответствовала частоте вынужденных колебаний объекта виброзащиты 1. Настройка осуществляется автоматически по алгоритму, заложенному в системе управления. Использование предложенной конструкции наковальни позволяет увеличить диапазон амплитуд и частот изгибных колебаний, совершаемых упругим элементом в виде балки 3, и в полностью автоматическом режиме производить настройку работы гасителя. Датчик 15, установленный на T-образной массе 2, сравнивает частоту колебаний с датчиком виброскорости 40, установленном на объекте виброзащиты 1. При достижении частоты колебания виброгасителя и частоты объекта 1 возникает эффект виброгашения. Муфта 34 передает крутящий момент от шагового двигателя 33 на ходовой винт 13. Муфта 31 передает крутящий момент от шагового двигателя 30 на ходовой винт 29. Дополнительно рабочий диапазон гасителя колебаний ударного типа изменяется за счет добавления дополнительных грузов к T-образной массе 2, использования пружин 25 другой жесткости. Втулка 39 с роликами 38 обеспечивают движение ходового винта 13 (фиг. 2) в заданном направлении, остальные движения игнорируются. Наковальня позволяет изменять коэффициент демпфирования 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 гасителя колебаний ударного типа значительно расширяет функциональные возможности, за счет применения двух ходовых винтов и двигателей с системой управления. Процесс настройки гасителя проходит в автоматическом режиме. Отсутствует необходимость в ручной настройке. За счет полной автоматизации отсутствуют большие шаговые погрешности, возникающие при ручной настройке гасителя.
Формула полезной модели
Гаситель колебаний ударного типа, содержащий массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента, выполненного в виде балки, закрепленной консольно, и прикрепленной к защищаемому объекту через корпус, 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, отличающийся тем, что упругий элемент фиксируется ударным элементом в виде бойка, боек имеет возможность соударения с ударным механизмом в виде наковальни, которая имеет в нижнем основании глухое отверстие для ходового винта, и имеет возможность перемещения за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления.
Медаль Альфреда Нобеля