RU169977U1

RU169977U1 - Dynamic vibration damper

Info

Publication number: RU169977U1
Application number: RU2016125079U
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Елисеев; Владимир Богданович Кашуба; Евгений Витальевич Каимов; Никита Жданович Кинаш; Куанг Чык Выонг
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2017-04-11

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для гашения колебаний при действии динамических нагрузок и может быть использована на объектах, располагающихся на подвижном основании (например на транспортных средствах).Динамический гаситель колебаний, содержащий пружины, дополнительную массу, отличающийся тем, что дополнительная масса с одной стороны снабжена зубчатой рейкой, направленной вниз, с другой стороны имеется цилиндрическое отверстие, объект защиты со своей стороны имеет с одной стороны цилиндрическое отверстие и с другой стороны зубчатую рейку, направленную вверх, зубчатые рейки зубьями направлены навстречу друг другу и между ними находится зубчатое колесо, которое своими зубьями входит в зубья зубчатых реек, зубчатые рейки своими сводными концами соответственно входят в цилиндрические отверстия, в которые периодически подается сжатый воздух.The invention relates to devices for damping vibrations under the action of dynamic loads and can be used on objects located on a moving base (for example, vehicles). A dynamic vibration damper containing springs, additional mass, characterized in that the additional mass is provided on one side on a gear rack pointing downward, on the other hand there is a cylindrical hole, the object of protection on its side has a cylindrical hole on the one hand and on the other hand the gear rack is directed upward, the gear racks are directed towards each other with the teeth, and between them there is a gear wheel, which with its teeth enters the teeth of the gear racks, the gear racks with their combined ends respectively enter cylindrical openings into which compressed air is periodically supplied.

Description

Полезная модель относится к устройствам для гашения колебаний при действии динамических нагрузок и может быть использована на объектах, располагающихся на подвижном основании (например на транспортных средствах).The invention relates to devices for damping oscillations under the action of dynamic loads and can be used on objects located on a moving base (for example, vehicles).

Во многих областях современной техники весьма часто возникают колебательные движения различных механических систем. Вследствие вибраций увеличиваются динамические нагрузки в элементах конструкций, которые приводят к возникновению трещин и других дефектов. В связи с этим имеет особое значение создание конструкций, снижающих динамические нагрузки.In many areas of modern technology very often oscillatory movements of various mechanical systems occur. Due to vibrations, dynamic loads in structural elements increase, which lead to cracks and other defects. In this regard, the creation of structures that reduce dynamic loads is of particular importance.

Известен динамический гаситель колебаний [полезная модель № 97784 U1, МПК F16F 7/09, приоритет от 20.09.2010, Рябов И.М., Чернышев К.В., Ковалев A.M.]. Динамический гаситель содержит корпус, внутри которого размещен поршень с возможностью перемещения по оси и торцевые камеры между торцами поршня и корпусом, поршень поджат с торцов винтовыми цилиндрическими пружинами, при этом обращенные к поршню концы винтовых пружин размещены в кольцевых цилиндрических выточках в поршне, в котором оппозиционно установлены фрикционные накладки, поджатые к смонтированным в корпусе металлическим пластинам нажимными механизмами, состоящими из штоков и подпружиненных роликовых толкателей.Known dynamic damper [utility model No. 97784 U1, IPC F16F 7/09, priority dated 09/20/2010, Ryabov IM, Chernyshev KV, Kovalev A.M.]. The dynamic damper comprises a housing, inside which a piston is placed with the possibility of axial movement and end chambers between the ends of the piston and the housing, the piston is pressed from the ends by coil cylindrical springs, while the ends of the coil springs facing the piston are placed in annular cylindrical grooves in the piston, in which the friction linings are installed, pressed against the metal plates mounted in the housing by pressure mechanisms consisting of rods and spring-loaded roller pushers.

К недостаткам данного гасителя следует отнести износ трущихся поверхностей, что приводит к расстраиванию виброзащитной системы и нестабильной работе при длительной эксплуатации.The disadvantages of this damper include the wear of rubbing surfaces, which leads to the upset of the vibration protection system and unstable operation during long-term operation.

Известно устройство для гашения колебаний [полезная модель № 133232 U1, МПК F16F 7/10; F16F 15/04, приоритет от 10.10.2013, Елисеев С.В. и др.]. Устройство для гашения колебаний содержит опорную пружину, дополнительную массу, звенья кинематической пары, при этом объект защиты снабжен опорой в виде звена, жестко закрепленного одним концом на объекте защиты, другим концом звено шарнирно опирается на плечо рычага, имеющего в средней части точку опоры, на другом плече рычага расположена дополнительная масса с возможностью перемещения вдоль оси рычага. Рычаг расположен горизонтально. Опора объекта защиты в виде звена закреплена в средней части объекта защиты. Объект защиты имеет одну степень свободы.A device for damping oscillations [utility model No. 133232 U1, IPC F16F 7/10; F16F 15/04, priority from 10/10/2013, Eliseev S.V. and etc.]. The device for damping oscillations contains a support spring, additional mass, links of a kinematic pair, while the object of protection is provided with a support in the form of a link rigidly fixed at one end to the protection object, the other end is pivotally supported on the arm of the lever, which has a fulcrum in the middle part, on the other shoulder of the lever is an additional mass with the ability to move along the axis of the lever. The lever is located horizontally. The support of the protection object in the form of a link is fixed in the middle part of the protection object. The object of protection has one degree of freedom.

Недостатком данного устройства является отсутствие внешнего регулирования, что приводит к сужению области частот динамического гашения колебаний объекта защиты, ограничению применения рычажного механизма.The disadvantage of this device is the lack of external regulation, which leads to a narrowing of the frequency range of the dynamic damping of oscillations of the protection object, the limitation of the use of the lever mechanism.

К наиболее близкому техническому решению следует отнести гаситель колебаний [Белый Д.М. «Динамический самонастраивающийся гаситель колебаний», патент № 2230242 С1, МПК F16F 15/00, приоритет от 10.06.2004]. Гаситель содержит жестко соединенный с защищаемым объектом стержень, ориентированный вдоль направления колебаний, и прикрепленный перпендикулярно к стержню упругий элемент с установленной на нем с возможностью относительного смещения и фиксации массой. Участок на свободном конце стержня выполнен в виде резьбового вала. Масса выполнена в виде навернутой на вал гайки с шероховатой боковой поверхностью, а на защищаемом объекте по разные стороны от гайки вблизи ее боковой поверхности установлены с возможностью консольного закрепления и снятия две упругие пластины, центр масс одной из которых смещен относительно продольной оси пластины в сторону гайки, а другой - в противоположную от гайки сторону посредством жесткого крепления к соответствующим плоскостям пластин дополнительных масс. Участки обращенных к гайке поверхностей пластин в зоне расположения резьбового вала выполнены шероховатыми. Технический результат - обеспечение полной автоматизации процесса настройки гасителя, упрощение конструкции и расширение ее функциональных возможностей. Недостатком данного изобретения является то обстоятельство, что трущиеся пары не обеспечивают длительную устойчивость работы системы в случае своего износа.The closest technical solution should include a vibration damper [Bely D.M. "С C1, IPC F16F 15/00, priority from 10.06.2004]. The damper comprises a rod rigidly connected to the protected object, oriented along the direction of oscillation, and an elastic element attached perpendicular to the rod with a mass mounted thereon with the possibility of relative displacement and fixing. The plot at the free end of the rod is made in the form of a threaded shaft. The mass is made in the form of a nut screwed onto the shaft with a rough lateral surface, and on the protected object, on either side of the nut near its lateral surface, two elastic plates are mounted with the possibility of cantilever fixing and removal, the center of mass of one of which is offset relative to the longitudinal axis of the plate towards the nut and the other in the opposite direction from the nut by means of rigid fastening to the respective planes of the plates of additional masses. The areas of the plate surfaces facing the nut in the area of the threaded shaft are roughened. The technical result is the provision of full automation of the process of tuning the damper, simplifying the design and expanding its functionality. The disadvantage of this invention is the fact that the rubbing pairs do not provide long-term stability of the system in case of wear.

Задачей данного устройства является повышение устойчивой работы системы динамического гашения колебаний.The objective of this device is to increase the stable operation of the system of dynamic damping.

Динамический гаситель колебаний, содержащий пружины, дополнительную массу, отличающийся тем, что дополнительная масса с одной стороны снабжена зубчатой рейкой, направленной вниз, с другой стороны имеется цилиндрическое отверстие для зубчатой рейки объекта защиты, объект защиты со своей стороны имеет с одной стороны цилиндрическое отверстие для зубчатой рейки дополнительной массы и с другой стороны зубчатую рейку, направленную вверх, зубчатые рейки зубьями направлены навстречу друг другу и между ними находится зубчатое колесо, которое своими зубьями входит в зубья зубчатых реек, зубчатые рейки на концах имеют поршни, которые соответственно входят в цилиндрические отверстия, в которые периодически подается сжатый воздух.A dynamic vibration damper comprising springs, additional mass, characterized in that the additional mass is provided on one side with a gear rack directed downward, on the other hand there is a cylindrical hole for the gear rack of the object of protection, the object of protection on its side has a cylindrical hole for gear rack of additional mass and, on the other hand, gear rack directed upwards, gear racks with teeth directed towards each other and between them there is a gear wheel, which with its teeth it enters the teeth of the gear racks, the gear racks at the ends have pistons, which respectively enter the cylindrical holes into which compressed air is periodically supplied.

На фиг. 1 дана принципиальная схема устройства.In FIG. 1 is a schematic diagram of a device.

На фиг. 1 показаны: объект защиты 1; дополнительная масса 2; пружины 3, 4; зубчатое колесо 5 и зубчатые рейки 6, 7; цилиндрические отверстия 8, 9, в которые подается воздух от компрессора.In FIG. 1 shows: object of protection 1; additional mass 2; springs 3, 4; gear 5 and gear racks 6, 7; cylindrical holes 8, 9 into which air is supplied from the compressor.

Приняты следующие обозначения: m₁ - значение дополнительной массы 2; y - колебания дополнительной массы 2; m₀ - зубчатого колеса 5; r, J - радиус и момент инерции зубчатого колеса 5; k₁, k₂ - жесткости пружин 3, 4; Р₁, Р₂ - давление в цилиндрических отверстиях 8, 9; z - кинематическое возмущение основания.The following notation is accepted: m ₁ - value of additional mass 2; y — oscillations of the additional mass 2; m ₀ - gear 5; r, J is the radius and moment of inertia of the gear 5; k ₁ , k ₂ - spring stiffness 3, 4; P ₁ , P ₂ - pressure in cylindrical holes 8, 9; z is the kinematic disturbance of the base.

Устройство работает следующим образом. Со стороны основания на объект защиты 1 воздействует кинематическое возмущение z, передающееся через пружины 3 и 4. В момент начала распространения вибраций на объекте защиты 1 в цилиндрические отверстия 8, 9, расположенные на объекте защиты 1 и дополнительной массе 2, выполняется подача воздуха для гашения колебаний объекта защиты 1. Под действием перемещения зубчатых реек 6, 7, на концах которых расположены поршни, зубчатое колесо 5 приходит в движение, создавая инерционные силы, гасящие кинематические возмущения z, созданные со стороны основания.The device operates as follows. From the base side, the kinematic disturbance z, transmitted through the springs 3 and 4, acts on the protection object 1 oscillations of the object of protection 1. Under the action of the movement of the gear racks 6, 7, at the ends of which the pistons are located, the gear 5 sets in motion, creating inertial forces that absorb the kinematic perturbations z created from the base side tions.

Предлагаемое устройство, по сравнению с известными виброзащитными системами, позволяет обеспечить более устойчивую работу системы гашения колебаний, используя дополнительные инерционные силы, возникающих при преобразовании колебаний во вращение зубчатого колеса.The proposed device, in comparison with the known vibration protection systems, allows for more stable operation of the damping system using additional inertial forces arising from the conversion of vibrations into gear rotation.

Предложенная конструкция была испытана на моделях. Исследования показали, что зубчатое зацепление обеспечивает высокую эффективность гашения колебаний объекта защиты при минимальных перемещениях колеса по зубчатым рейкам, что создает условия для устойчивой и долговечной работы системы.The proposed design was tested on models. Studies have shown that gearing provides high efficiency of damping the vibrations of the protection object with minimal displacements of the wheel along the gear racks, which creates conditions for stable and durable operation of the system.

Claims

A dynamic vibration damper comprising springs, additional mass, characterized in that the additional mass is provided on one side with a gear rack directed downward, on the other hand there is a cylindrical hole for the gear rack of the object of protection, the object of protection on its side has a cylindrical hole for gear rack of additional mass and, on the other hand, gear rack directed upwards, gear racks with teeth directed towards each other and between them there is a gear wheel, which with its teeth it enters the teeth of the gear racks, the gear racks at the ends have pistons, which respectively enter the cylindrical holes into which compressed air is periodically supplied.