RU117548U1

RU117548U1 - MAST BAR VIBRATION Muffler

Info

Publication number: RU117548U1
Application number: RU2012104438/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Дегтярь; Василий Филиппович Максимов; Юрий Петрович Панов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева"
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-06-27

Abstract

1. Гаситель вибраций оттяжек мачты, например, ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения ротора, характеризующийся тем, что он содержит закрытый крышкой цилиндрический корпус, шток с опорным кольцом, неподвижно закрепленным на нем, установленный на штоке между крышкой корпуса и опорным кольцом демпфирующий элемент, выполненный в виде набора чередующихся эластичных втулок и жестких шайб, при этом втулки выполнены из эластичного материала, например резины, и установлены с возможностью обеспечения их деформации до 50% под нагрузкой, в крышке корпуса установлена втулка, контактирующая со штоком, а цилиндрический корпус и шток снабжены элементами крепления к оттяжкам мачты. ! 2. Гаситель вибраций оттяжек мачты по п.1, отличающийся тем, что втулка, контактирующая со штоком, выполнена из материала с низким коэффициентом трения, например бронзы, полиамида, фторопласта. ! 3. Гаситель вибраций оттяжек мачты по п.1, отличающийся тем, что поверхность втулки, контактирующей со штоком, выполнена сферической. 1. Vibration damper for mast guys, for example, a wind power plant with a vertical axis of rotation of the rotor, characterized in that it contains a cylindrical body closed by a cover, a rod with a support ring fixed on it, a damping element mounted on the rod between the body cover and the support ring, made in the form of a set of alternating elastic bushings and rigid washers, while the bushings are made of an elastic material, for example rubber, and are installed with the possibility of ensuring their deformation up to 50% under load, a bushing is installed in the housing cover in contact with the rod, and the cylindrical body and the rod equipped with fasteners to the mast guy wires. ! 2. The vibration damper of the mast guys according to claim 1, characterized in that the bushing in contact with the rod is made of a material with a low coefficient of friction, for example, bronze, polyamide, fluoroplastic. ! 3. The vibration damper of the mast guys according to claim 1, characterized in that the surface of the bushing in contact with the rod is spherical.

Description

Полезная модель относится к области пиления колебаний оттяжек мачт ветроэнергетических установок, антенных вышек, опор линий электропередач, высотных столбов и т.п.The utility model relates to the field of sawing vibrations of guy wires of masts of wind power plants, antenna towers, power transmission towers, high-rise posts, etc.

Одной из актуальнейших проблем, решаемых сегодня при проектировании и промышленной эксплуатации ветроэнергетических установок, является проблема пиления вибраций оттяжек мачты.One of the most urgent problems that are being solved today during the design and industrial operation of wind power plants is the problem of sawing the vibrations of mast rods.

Известен демпфер [1], содержащий корпус с внутренним кольцевым выступом, соосно установленные в нем поршни, один из которых подпружинен, и рабочее тело в виде шариков, размещенных между поршнями, при этом он снабжен крышкой, установленной на торце корпуса со стороны упругого элемента с возможностью осевого перемещения и фиксации, а кольцевой выступ в поперечном сечении представляет собой усеченный конус, меньшим основанием которого образовано дроссельное отверстие.Known damper [1], containing a housing with an inner annular protrusion, coaxially mounted pistons in it, one of which is spring loaded, and a working fluid in the form of balls placed between the pistons, while it is equipped with a cover mounted on the housing end from the side of the elastic element with the possibility of axial movement and fixation, and the annular protrusion in the cross section is a truncated cone, the smaller base of which is formed by a throttle hole.

Недостатком конструкции является ее сложность.The disadvantage of the design is its complexity.

Известен также амортизатор растяжки ветряной установки [2], служащий для гашения осевых (продольных вдоль растяжки) возвратно-поступательных колебаний и стоячих волн, расположенный в верхней части растяжки мачты ветросиловой установки, основным элементом которого является пружина или цилиндрический элемент, выполненный из эластичного полимерного материала, например резины, расположенный в цилиндрическомкорпусе между одним из его оснований и круглой пластиной, закрепленной на конце штока, проходящего через отверстие в этом же основании цилиндрического корпуса и имеющего на конце проушину для крепления к кронштейну мачты при том, что другое основание цилиндрического корпуса имеет проушину, подлежащую креплению к растяжке мачты ветросиловой установки.Also known is the shock absorber of the wind turbine extension [2], which serves to damp the axial (longitudinal along the extension) reciprocating vibrations and standing waves, located in the upper part of the mast extension of the wind power installation, the main element of which is a spring or cylindrical element made of an elastic polymer material for example rubber, located in a cylindrical housing between one of its bases and a round plate fixed to the end of the rod passing through the hole in the same and the cylindrical body and having a lug on the end for attachment to the mast bracket though the other base body has a cylindrical lug that is to be attached to a stretching tower wind power installation.

Указанная конструкция обладает рядом существенных недостатков:The specified design has a number of significant disadvantages:

- амортизирующий (демпфирующий) элемент, выполненный в виде пружины, не может способствовать быстрому затуханию колебаний, т.к. амплитуда колебаний пружины характеризуется растянутой по времени диаграммой затухания колебаний;- shock absorbing (damping) element made in the form of a spring cannot contribute to the rapid damping of oscillations, because the amplitude of the oscillations of the spring is characterized by a time-extended diagram of the attenuation of oscillations;

- амортизирующий (демпфирующий) элемент, выполненный по второму варианту в виде монолита из эластичного материала и установленный в корпусе амортизатора беззазорно, по мнению заявителя, неработоспособен, т.к. резина или другой эластичный материал (если он не газонаполненный) при деформации не уменьшается в объеме, поэтому при деформировании требуется свободный объем.- the shock-absorbing (damping) element, made according to the second embodiment in the form of a monolith from an elastic material and installed in the shock absorber case, is, in the applicant’s opinion, inefficient, since rubber or other elastic material (if it is not gas-filled) does not decrease in volume during deformation; therefore, free volume is required during deformation.

Несмотря на недостатки, указанное техническое решение [2] может быть принято в качестве прототипа, как наиболее близкий аналог.Despite the disadvantages, the specified technical solution [2] can be taken as a prototype, as the closest analogue.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции, обеспечивающей получение технического результата, позволяющего надежно гасить возникающие в оттяжках колебания.The objective of the proposed utility model is to create a design that provides a technical result that can reliably dampen vibrations arising in guy lines.

Этот технический результат достигается тем, что гаситель вибраций оттяжки мачты, например, ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения ротора содержит закрытый крышкой цилиндрический корпус, шток с опорным кольцом, неподвижно закрепленным на нем, установленный на штоке между крышкой корпуса и опорным кольцом демпфирующий элемент, выполнен в виде набора чередующихся эластичных втулок и жестких шайб, при этом втулки выполнены из эластичного материала, например, резины. Указанные втулки установлены с возможностью обеспечения их деформации до 50% под нагрузкой. В крышке корпуса установлена втулка из бронзы, полиамида или фторопласта, в которой поверхность, контактирующая со штоком, выполнена сферической, а цилиндрический корпус и шток снабжены элементами крепления к оттяжкам мачты.This technical result is achieved by the fact that the vibration damper of the mast guy, for example, a wind power plant with a vertical axis of rotation of the rotor, contains a cylindrical body closed by a cover, a rod with a support ring fixedly mounted on it, a damping element mounted on the rod between the body cover and the support ring, made in the form of a set of alternating elastic bushings and rigid washers, while the bushings are made of an elastic material, for example rubber. These bushings are installed with the possibility of ensuring their deformation up to 50% under load. A sleeve made of bronze, polyamide or fluoroplastic is installed in the body cover, in which the surface in contact with the rod is made spherical, and the cylindrical body and rod are equipped with fasteners to the mast braces.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическими материалами на примере работы ветроэнергетической установки, гдеThe essence of the proposed utility model is illustrated by graphic materials on the example of the operation of a wind power installation, where

- на Фиг.1 изображена ветроэнергетическая установка, в оттяжках мачты которой установлены гасители вибраций;- figure 1 shows a wind power installation, in the guy wires of the mast of which vibration dampers are installed;

- на Фиг.2 показан выносной элемент I на Фиг.1 (конструкция гасителя вибраций в разрезе).- figure 2 shows the remote element I in figure 1 (the design of the vibration damper in the context).

При работе ветроэнергетической установки (Фиг.1) из-за наличия допустимой остаточной после балансировки неуравновешенности ротора 1, а также из-за нестабильности ветровой нагрузки на ротор в мачте 2 возникают вибрации, которые передаются оттяжкам 3. Для гашения колебаний оттяжек и предотвращения в них резонансных явлений устанавливаются гасители вибраций 4 (Фиг.1).During the operation of the wind power installation (Figure 1), due to the presence of the residual rotor 1 imbalance remaining after balancing, as well as due to the instability of the wind load on the rotor in the mast 2, vibrations occur that are transmitted to the guy wires 3. To damp the guy wires and prevent them resonance phenomena are installed vibration dampers 4 (Figure 1).

Гаситель вибраций 4 (Фиг.2) состоит из цилиндрического корпуса 5, закрываемого крышкой 6, внутри которого установлен шток 7 с неподвижно закрепленной на нем опорной шайбой 8.The vibration damper 4 (Figure 2) consists of a cylindrical body 5, closed by a cover 6, inside which a rod 7 is mounted with a support washer 8 fixed to it.

На штоке 7 между крышкой 6 и опорной шайбой 8 размещается демпфирующий элемент, выполненный в виде набора чередующихся эластичных втулок 9 и жестких шайб 10, которые могут быть изготовлены из металла или прочной пластмассы. Втулки 9 могут быть выполнены из эластичного материала, например резины, в т.ч. вакуумной, полиуретана, упругого пластика и т.п. Втулки 9 устанавливаются в цилиндрическом корпусе 5 с заданным зазором «б» (Фиг.2), обеспечивающим возможность их деформации до 50% под нагрузкой, возникающей в оттяжках мачты при появлении вибраций. Для уменьшения силы трения штока 7 и исключения его заклинивания при работе в крышке 6 устанавливается втулка 11, выполненная из материала с низким коэффициентом трения, например бронзы, полиамида или фторопласта, при этом поверхность 12 втулки, контактирующая со штоком 7, выполнена сферической.On the rod 7 between the cover 6 and the supporting washer 8 is a damping element made in the form of a set of alternating elastic bushings 9 and rigid washers 10, which can be made of metal or durable plastic. The bushings 9 can be made of an elastic material, for example rubber, incl. vacuum, polyurethane, elastic plastic, etc. The bushings 9 are installed in a cylindrical housing 5 with a predetermined gap "b" (Figure 2), providing the possibility of their deformation up to 50% under the load that occurs in the guy rods when vibrations occur. To reduce the frictional force of the rod 7 and prevent it from sticking when working in the cover 6, a sleeve 11 is mounted made of a material with a low coefficient of friction, for example, bronze, polyamide or fluoroplastic, while the surface 12 of the sleeve in contact with the rod 7 is made spherical.

Крепление гасителя к оттяжкам мачты производится с помощью элементов крепления 13 (например, проушин), установленных на штоке 7 и цилиндрическом корпусе 5.The damper is fastened to the mast braces using the fastening elements 13 (for example, eyelets) mounted on the rod 7 and the cylindrical body 5.

Патентуемый гаситель колебаний работает следующим образом.Patented vibration damper operates as follows.

При возникновении колебаний, обусловленных неуравновешенностью ротора 1, воздействием внешних факторов (нестабильность ветровой нагрузки, наледь, снег на лопастях ротора и т.п.) демпфирующий элемент гасит (сглаживает) колебания оттяжек 3 на начальном этапе их возникновения, преобразуя энергию колебаний оттяжек 3 в тепловую энергию деформируемых эластичных втулок 9, которые под нагрузкой деформируются до 50%, выбранных из условия их длительной работоспособности.In the event of oscillations caused by the imbalance of the rotor 1, the influence of external factors (instability of the wind load, ice, snow on the rotor blades, etc.), the damping element dampens (smooths) the vibrations of guy wires 3 at the initial stage of their occurrence, converting the energy of vibrations of guy wires 3 into thermal energy of deformable elastic bushings 9, which under load are deformed up to 50%, selected from the conditions of their long-term performance.

Полезная модель может быть использована для гашения колебаний оттяжек мачт ветроэнергетических установок, антенных вышек, опор линий электропередач, высотных столбов и т.п.The utility model can be used to damp vibrations of guy wires of masts of wind power plants, antenna towers, power transmission towers, high-rise poles, etc.

Источники информации:Information sources:

1. Патент RU 2010129. Демпфер, кл. МПК F16F 9/30 (2006.01). Приоритет от 27.06.1991 г.1. Patent RU 2010129. Damper, cl. IPC F16F 9/30 (2006.01). Priority dated June 27, 1991

2. Патент RU 87767. Демпфер, кл. МПК F16F 15/133. Приоритет от 26.09.2008 г.2. Patent RU 87767. Damper, cl. IPC F16F 15/133. Priority September 26, 2008

Claims

1. The vibration damper of the guy rods of the mast, for example, a wind power plant with a vertical axis of rotation of the rotor, characterized in that it comprises a cylindrical body closed by a cover, a rod with a support ring fixedly mounted on it, a damping element mounted on the rod between the body cover and the support ring, made in the form of a set of alternating elastic bushings and rigid washers, while the bushings are made of elastic material, such as rubber, and are installed with the possibility of ensuring their deformation up to 50% under load, in the cover of the body is a sleeve in contact with the rod, and the cylindrical body and rod are equipped with fasteners to the guy rods of the mast.

2. The vibration damper of the mast guy wires according to claim 1, characterized in that the sleeve in contact with the rod is made of a material with a low coefficient of friction, such as bronze, polyamide, fluoroplastic.

3. The vibration damper mast mast according to claim 1, characterized in that the surface of the sleeve in contact with the rod is made spherical.