RU2515822C2 - Damping device for extension and torsion vibrations - Google Patents
Damping device for extension and torsion vibrations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515822C2 RU2515822C2 RU2013100395/11A RU2013100395A RU2515822C2 RU 2515822 C2 RU2515822 C2 RU 2515822C2 RU 2013100395/11 A RU2013100395/11 A RU 2013100395/11A RU 2013100395 A RU2013100395 A RU 2013100395A RU 2515822 C2 RU2515822 C2 RU 2515822C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disks
- gaskets
- housing
- springs
- cavity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для демпфирования движения звеньев машин, амортизации и ударных нагрузок.The invention relates to the field of engineering, and in particular to devices for damping the movement of machine links, cushioning and shock loads.
Известен демпфер (RU 2274783), который включает в себя поршень со штоком, пружину и заполненную вязкой жидкостью гидравлическую камеру, заключенные в цилиндрический патрон, и дополнительно снабжен двумя комплектами лопастного механизма, состоящего из водила, крыльчатки и направляющей. Каждый из механизмов установлен в разных гидравлических, верхней и нижней, камерах соответственно. Поршень удерживается от вращения относительно цилиндрического патрона посредством шпоночного соединения, шпонка которого закреплена на поршне. Водила неподвижно закреплены на поршне соосно ему с обоих противоположных его торцов. Каждая крыльчатка соединена с водилом посредством спиральных шлиц, а с направляющей - посредством цилиндрического подвижного соединения и осевого ограничителя с возможностью ее вращения вокруг собственной оси при возвратно-поступательном движении поршня.Known damper (RU 2274783), which includes a piston with a rod, a spring and a viscous fluid filled hydraulic cylinder enclosed in a cylindrical cartridge, and is additionally equipped with two sets of blade mechanism consisting of a carrier, an impeller and a guide. Each of the mechanisms is installed in different hydraulic, upper and lower chambers, respectively. The piston is kept from rotation relative to the cylindrical cartridge by means of a key connection, the key of which is fixed to the piston. Drove motionlessly fixed on the piston coaxially to it from both its opposite ends. Each impeller is connected to the carrier by means of spiral slots, and to the guide by means of a cylindrical movable connection and an axial limiter with the possibility of its rotation around its own axis during reciprocating movement of the piston.
Конструкция демпфера является сложной, при этом в случае превышения нагрузки и среза шпонки демпфер утрачивает свою работоспособность.The design of the damper is complex, while in case of exceeding the load and cutting the key, the damper loses its functionality.
Известен тарельчатый амортизатор колебаний бурильной колонны (SU 1273494), включающий корпус, внутри которого установлен с возможностью телескопического перемещения вал, образующий с корпусом полость для размещения пакетов тарельчатых пружин, образованных плоскими и коническими кольцами, при этом над пакетами тарельчатых пружин установлены одно над другим дополнительные плоские и конические кольца, расположенные с возможностью прилегания внутренней поверхности каждого последующего кольца к наружной поверхности предыдущего.Known poppet shock absorber of the drill string (SU 1273494), comprising a housing, inside which is mounted with the possibility of telescopic movement of the shaft, forming a cavity with the housing for placing the cup spring cups formed by flat and conical rings, while additional one above the cup spring springs are installed on top of each other flat and conical rings arranged to fit the inner surface of each subsequent ring to the outer surface of the previous one.
Особенностью конструкции является необходимость регулировки жесткости амортизатора путем соответствующего подбора пакетов тарельчатых пружин и перестановки дополнительных колец. Применительно к области применения амортизатора - проведение бурильных работ и необходимость учета влияния полевых условий - конструктивные особенности амортизатора усложняют его эксплуатацию.A design feature is the need to adjust the stiffness of the shock absorber by appropriate selection of cup spring packages and rearrangement of additional rings. With regard to the scope of the shock absorber - drilling and the need to take into account the influence of field conditions - the design features of the shock absorber complicate its operation.
Известен гаситель продольных и крутильных колебаний (RU 2184834), являющийся прототипом заявляемого технического решения и включающий корпус, вал и систему упругих элементов, соединяющих вал с корпусом, в нижней части которого смонтированы радиальный и осевой подшипники, а система упругих элементов выполнена в виде концентрично распложенных труб различного диаметра и жесткости, соединенных между собой последовательно и герметично, а с корпусом и валом - герметично, внутри вала расположено дросселирующее устройство.Known damper of longitudinal and torsional vibrations (RU 2184834), which is the prototype of the claimed technical solution and includes a housing, shaft and a system of elastic elements connecting the shaft to the housing, in the lower part of which are mounted radial and axial bearings, and the system of elastic elements is made in the form of concentrically arranged pipes of various diameters and stiffness, interconnected sequentially and tightly, and with the housing and shaft - tightly, inside the shaft is a throttling device.
Различные типы упругих элементов избирательны к воздействующим на них силовым вибрациям. Так, например, тарельчатые пружины и комбинации из них предпочтительно применять при демпфировании низкочастотных вибраций, тогда как на практике в различных машинах наблюдаются как низкочастотные, так и высокочастотные вибрации. Например, в системе привода штанговой скважинной насосной установки наблюдаются вибрации частотой 20…2000 Гц.Different types of elastic elements are selective to force vibrations acting on them. So, for example, Belleville springs and combinations of them are preferable to use when damping low-frequency vibrations, while in practice in different machines both low-frequency and high-frequency vibrations are observed. For example, in the drive system of a sucker-rod pumping unit, vibrations with a frequency of 20 ... 2000 Hz are observed.
В прототипе задача демпфирования вибраций в широком спектре частот не раскрыта. Система концентрично расположенных труб различного диаметра и жесткости, соединенных между собой последовательно, обладает способностью демпфирования низкочастотных вибраций, возможности ее применения для демпфирования высокочастотных вибраций маловероятны.In the prototype, the task of damping vibrations in a wide range of frequencies is not disclosed. A system of concentrically arranged pipes of various diameters and stiffness, connected together in series, has the ability to damp low-frequency vibrations, the possibility of its use for damping high-frequency vibrations is unlikely.
Техническим результатом изобретения является повышение демпфирующих возможностей устройства в широком спектре частот и амплитуд.The technical result of the invention is to increase the damping capabilities of the device in a wide range of frequencies and amplitudes.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для демпфирования продольных и крутильных колебаний, содержащем корпус с цилиндрическим отверстием, упор, установленный на корпусе, шток с упорным буртом, размещенным в полости корпуса, и, по крайней мере, два типа демпфирующих элементов, размещенных в полости корпуса между упорным буртом и упором, один из которых содержит тарельчатые пружины, второй тип демпфирующих элементов содержит диски и установленные между ними прокладки, причем диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной способностью материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки, при этом дополнительно:The technical result is achieved by the fact that in a device for damping longitudinal and torsional vibrations, comprising a body with a cylindrical hole, an emphasis mounted on the body, a rod with a stop shoulder located in the cavity of the body, and at least two types of damping elements placed in the cavity of the housing between the thrust shoulder and the stop, one of which contains Belleville springs, the second type of damping elements contains disks and gaskets installed between them, and the disks and gaskets are made of materials, giving varying ability of the material to absorb mechanical energy during deformation and fracture under impact load, while further:
- диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной ударной вязкостью;- disks and gaskets are made of materials having different toughness;
- диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной твердостью;- disks and gaskets are made of materials having different hardness;
- в дисках и прокладках выполнены отверстия, диаметр которых соответствует диаметру штока;- holes are made in the disks and gaskets, the diameter of which corresponds to the diameter of the rod;
- упор выполнен в виде втулки с отверстием для штока, установленной на корпусе;- the emphasis is made in the form of a sleeve with a hole for the rod mounted on the housing;
- диски и прокладки установлены между торцевой поверхность упорного бурта и тарельчатыми пружинами;- discs and gaskets are installed between the end surface of the thrust collar and Belleville springs;
- диски и прокладки установлены между торцевой поверхностью втулки и тарельчатыми пружинами;- discs and gaskets are installed between the end surface of the sleeve and the disk springs;
- диски и прокладки выполнены из металла;- discs and gaskets are made of metal;
- тарельчатые пружины сформированы в пакеты, а пакеты сформированы в группы, каждая из которых имеет жесткость пружин, отличающуюся от жесткости пружин другой группы;- Belleville springs are formed into packets, and the packets are formed into groups, each of which has a spring stiffness different from the spring stiffness of another group;
полость устройства заполнена жидкостью, обладающей смазывающими и антикоррозионными свойствами, а во втулке цилиндрического корпуса выполнено уплотнительное устройство по штоку.the cavity of the device is filled with a liquid with lubricating and anticorrosive properties, and a rod sealing device is made in the sleeve of the cylindrical body.
Диски и прокладки, выполненные из материалов, обладающих различной ударной вязкостью и твердостью, представляют собой систему гашения высокочастотных вибраций.Disks and gaskets made of materials having different toughness and hardness are a system for damping high-frequency vibrations.
Ударная вязкость характеризует способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.Impact strength characterizes the ability of a material to absorb mechanical energy in the process of deformation and fracture under the influence of impact load.
Диски и установленные между ними прокладки, выполненных из материалов, обладающих разной ударной вязкостью и (или) твердостью, представляют собой модель бингамовской (неньютоновской) жидкости, обладающей способностью демпфировать как высокочастотные продольные вибрации, а также крутильные колебания за счет трения между контактирующими торцевыми поверхностями дисков и прокладок.Disks and gaskets installed between them, made of materials having different toughness and (or) hardness, are a model of a Bingham (non-Newtonian) fluid with the ability to damp like high-frequency longitudinal vibrations, as well as torsional vibrations due to friction between the contacting end surfaces of the disks and gaskets.
Установка дисков и прокладок между торцевой поверхность упорного бурта и тарельчатыми пружинами или между торцевой поверхностью втулки и тарельчатыми пружинами, выполнение в дисках и прокладках отверстий, диаметр которых соответствует диаметру штока, а также выполнение дисков и прокладок из металла являются предпочтительными методами конструктивной компоновки устройства.Installing disks and gaskets between the end surface of the thrust collar and disk springs or between the end surface of the sleeve and disk springs, making holes in the disks and gaskets whose diameter corresponds to the diameter of the rod, and also making disks and gaskets made of metal are the preferred methods for constructing the device.
Формирование тарельчатых пружин в пакеты, которые сформированы в группы, каждая из которых имеет жесткость пружин, отличающуюся от жесткости пружин другой группы, являются методами повышения несущей способности устройства.The formation of Belleville springs into packages that are formed into groups, each of which has a spring stiffness different from the stiffness of the springs of the other group, are methods of increasing the bearing capacity of the device.
Заполнение полости устройства жидкостью, обладающей смазывающими и антикоррозионными свойствами, является методом: а) предотвращения коррозии элементов демпфера; б) снижения влияния контактной коррозии по торцам тарельчатых пружин.Filling the device cavity with a liquid with lubricating and anti-corrosion properties is a method of: a) preventing corrosion of the damper elements; b) reduce the effect of contact corrosion at the ends of the Belleville springs.
Выполнение во втулке цилиндрического корпуса уплотнительного устройства по штоку необходимо для предотвращения вытекания смазывающе-антикоррозионной жидкости из полости устройства.The execution in the sleeve of the cylindrical body of the sealing device on the rod is necessary to prevent leakage of lubricating and anti-corrosion fluid from the cavity of the device.
На фиг.1 показана конструктивная схема устройства.Figure 1 shows a structural diagram of the device.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с резьбовым участком 2, в который ввернута втулка 3, выполняющая функции упора. Внутри полости устройства, образованной корпусом 1 и втулкой 3, размещены шток 4 с упорным буртом 5, а между втулкой 3 и упорным буртом 5 размещены тарельчатые пружины 6, сформированные в пакеты пружин. Пакеты пружин сформированы в группы пружин 7 и 8, состоящие из пружин различной жесткости.The device consists of a cylindrical body 1 with a threaded section 2, into which a sleeve 3 is screwed, which serves as a stop. Inside the cavity of the device formed by the housing 1 and the sleeve 3, a rod 4 with a stop collar 5 is placed, and Belleville springs 6 are formed into spring packages between the sleeve 3 and the stop collar 5. Spring packs are formed into groups of springs 7 and 8, consisting of springs of different stiffness.
Между упорным буртом 5 и тарельчатыми пружинами 6 установлены диски 9, между которыми установлены прокладки 10.Between the thrust shoulder 5 and the Belleville springs 6 are installed disks 9, between which gaskets 10 are installed.
Диски 9 и прокладки 10 могут быть установлены как между упорным буртом 5 и тарельчатыми пружинами 6, так и между втулкой 3 и тарельчатыми пружинами 6.The disks 9 and gaskets 10 can be installed both between the stop collar 5 and the Belleville springs 6, and between the sleeve 3 and the Belleville springs 6.
На корпусе 1 и на штоке 4 выполнены резьбовые элементы 11 и 12, предназначенные для соединения устройства со звеньями машин и установок.Threaded elements 11 and 12 are made on the housing 1 and on the rod 4, designed to connect the device with the links of machines and plants.
В таблице приведены некоторые материалы, из которых возможно изготовление дисков 9 и прокладок 9.The table shows some materials from which it is possible to manufacture disks 9 and gaskets 9.
Указанные материалы имеют разную ударную вязкость и твердость. Во втулке 3 выполнено уплотнительное устройство 13. Полость устройства заполнена маслом 14.These materials have different toughness and hardness. A sealing device 13 is made in the sleeve 3. The cavity of the device is filled with oil 14.
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Под воздействием растягивающей нагрузки шток 4 выдвигается из корпуса 1, при этом происходят деформации тарельчатых пружин 6 до упора торцевых поверхностей вначале пружин (пакетов пружин) меньшей жесткости, а затем пружин большей. Энергия низкочастотных колебательных процессов в системе частично поглощается сжатием пружин 6.Under the influence of a tensile load, the rod 4 extends from the housing 1, while the disk springs 6 are deformed until the end surfaces stop at the beginning of the springs (spring packs) of lower stiffness, and then more springs. The energy of low-frequency oscillatory processes in the system is partially absorbed by compression of the springs 6.
Масло 14 через технологические или специальные зазоры между тарельчатыми пружинами 6 и корпусом 1, между дисками 9 и прокладками 10 и корпусом 1, между упорным буртом 5 и корпусом 1 перекачивается в полость корпуса между упорным буртом 7 и втулкой 3, одновременно частично демпфируя возникающие при этом колебательные процессы.Oil 14 through technological or special gaps between the disk springs 6 and the housing 1, between the disks 9 and the gaskets 10 and the housing 1, between the thrust shoulder 5 and the housing 1 is pumped into the cavity of the housing between the thrust shoulder 7 and the sleeve 3, while partially damping the resulting oscillatory processes.
Силовая нагрузка воздействует также на диски 9 и прокладки 10. Последние, обладая меньшей жесткостью и, соответственно, большей вязкостью, демпфируют высокочастотные гармоники колебательных процессов.The power load also acts on the disks 9 and gaskets 10. The latter, having less rigidity and, accordingly, higher viscosity, dampen high-frequency harmonics of oscillatory processes.
Аналогичные процессы демпфирования колебаний происходят в устройстве и при обратном ходе, масло 14 из полости устройства между упорным буртом 5 и втулкой 3 перекачивается через соответствующие зазоры, описанные выше, обратно в полость между упорным буртом 5 и дном корпуса.Similar processes of vibration damping occur in the device and during the reverse stroke, the oil 14 from the cavity of the device between the stop shoulder 5 and the sleeve 3 is pumped through the corresponding gaps described above, back to the cavity between the stop shoulder 5 and the bottom of the housing.
Пропуски масла из демпферных полостей через зазор между штоком 4 и втулкой 3 предотвращаются уплотнением 13.Oil passes from the damper cavities through the gap between the stem 4 and the sleeve 3 are prevented by the seal 13.
Крутильные колебания демпфируются за счет трения по плотно контактирующим между собой торцевым поверхностям дисков 9 и прокладок 10.Torsional vibrations are damped due to friction on the end surfaces of the disks 9 and gaskets 10 that are tightly in contact with each other.
Конструктивно предлагаемое техническое решение промышленно реализуемо.Structurally, the proposed technical solution is industrially feasible.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100395/11A RU2515822C2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Damping device for extension and torsion vibrations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100395/11A RU2515822C2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Damping device for extension and torsion vibrations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013100395A RU2013100395A (en) | 2013-05-10 |
RU2515822C2 true RU2515822C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=48788688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013100395/11A RU2515822C2 (en) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Damping device for extension and torsion vibrations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515822C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704697C1 (en) * | 2019-02-12 | 2019-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Tube shock absorber |
RU2799578C1 (en) * | 2022-10-05 | 2023-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Through cutter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3743266A (en) * | 1971-08-26 | 1973-07-03 | Inca Mfg Corp | Energy absorbing isolation system |
DE3302852A1 (en) * | 1983-01-28 | 1984-08-09 | W. u. G. Esser GmbH, 4630 Bochum | Supporting guide for transmitting different loads, especially the reaction forces from pipelines |
RU2079020C1 (en) * | 1990-04-16 | 1997-05-10 | Авиационный научно-технический комплекс им.О.К.Антонова | Shock absorber |
RU2184834C1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-07-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" | Damper of longitudinal and torsional vibrations |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100395/11A patent/RU2515822C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3743266A (en) * | 1971-08-26 | 1973-07-03 | Inca Mfg Corp | Energy absorbing isolation system |
DE3302852A1 (en) * | 1983-01-28 | 1984-08-09 | W. u. G. Esser GmbH, 4630 Bochum | Supporting guide for transmitting different loads, especially the reaction forces from pipelines |
RU2079020C1 (en) * | 1990-04-16 | 1997-05-10 | Авиационный научно-технический комплекс им.О.К.Антонова | Shock absorber |
RU2184834C1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-07-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" | Damper of longitudinal and torsional vibrations |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704697C1 (en) * | 2019-02-12 | 2019-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Tube shock absorber |
RU2799578C1 (en) * | 2022-10-05 | 2023-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Through cutter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013100395A (en) | 2013-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204784408U (en) | Bridge cable bumper shock absorber | |
CN202380977U (en) | Anti-fatigue short joint for gas drilling column | |
EP3152455B1 (en) | Fluid damper assembly having multi-functional bushing | |
CN208057801U (en) | A kind of piston mechanism of damper | |
RU2515822C2 (en) | Damping device for extension and torsion vibrations | |
RU2536302C1 (en) | Dynamic damper of torsional vibrations (versions) | |
RU2409778C1 (en) | Gas-mechanic damper | |
CN110805398B (en) | Downhole multi-dimensional vibration self-suppression device and method | |
RU108087U1 (en) | SHOCK ABSORBER | |
KR20200077585A (en) | Torsional vibration damper or torsional vibration absorber | |
RU2013103503A (en) | Torsional vibration damper | |
CN113293879B (en) | Passive damping device capable of realizing self-adaptive control characteristic of complex damping | |
RU195655U1 (en) | RADIAL BEARING SHOCK ABSORBER | |
RU156925U1 (en) | BOTTOM ENGINE SPINDLE SHOCK ABSORBER | |
RU149366U1 (en) | HYDRAULIC SHOCK ABSORBER | |
RU197940U1 (en) | Anti-bit shock absorber | |
RU84441U1 (en) | SUSPENSION DAMPER | |
RU102225U1 (en) | SUSPENSION DAMPER | |
RU2455452C1 (en) | Vibration damper of stretching, compressing and torsion oscillations | |
RU181210U1 (en) | VIBROOPORA WITH SPHERICAL ELASTIC DAMPING ELEMENTS | |
RU2340811C1 (en) | Hydraulic-and-pneumatic damper with inertialess shock absorber | |
RU2723330C1 (en) | Device for damper for downhole tooling | |
RU2781978C1 (en) | Near-bit vibration dampener | |
Georgian | Torsional Viscous-Friction Dampers | |
RU228619U1 (en) | HYDRAULIC SHOCK ABSORBER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160420 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180110 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181016 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190207 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210110 |