RU145093U1

RU145093U1 - SHOCK VIBRATION EXTINGUISHER

Info

Publication number: RU145093U1
Application number: RU2014114327/11U
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Гаврилин; Александр Иванович Черкасов; Алексей Сергеевич Хреновский
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2014-09-10

Abstract

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.A shock-type vibration damper containing a mass attached to the protected object by means of an elastic element made in the form of a beam, mounted cantilever, and attached to the protected object through the housing, the mass having a T-shape, in the upper part of which a through groove for the beam is made and at the bottom there is a through threaded hole for the lead screw, and has the ability to move due to the use of the lead screw and stepper motor from the control system, characterized in that the elastic element is fixed etsya impact element in the form of the striker, the striker has possibility of collision with the impact mechanism in the form of an anvil, which has a lower base of a blind hole for the screw shaft, and is movable by the use of a lead screw and stepper motor from the control system.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для защиты от вибраций различных объектов, в частности, металлорежущих станков.The utility model relates to mechanical engineering and is designed to protect against vibration of various objects, in particular, metal-cutting machines.

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».Known dynamic damper containing a mass attached to the protected object by means of an elastic element. The elastic element is made in the form of a non-magnetic plate having a through groove located at an acute angle to the longitudinal axis of the plate. The absorber is equipped with a non-magnetic prismatic closed tank, half-filled with ferromagnetic powder and mounted flat bottom with a variable thickness along the longitudinal axis of the tank on one side of the plate in the groove zone, as well as a flat permanent magnet placed on the plate on its other side (RF patent No. 2151930, IPC F16F 6/00, F16F 15/00, 1997. The disadvantages of this device are the design complexity, low adjustment accuracy, low manufacturing technology, errors associated with magnetic "pick-ups".

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)The closest is a damper containing a pneumatic damper. This absorber contains a mass attached to the protected object by means of an elastic element. The elastic element is made in the form of a beam, mounted cantilever, and attached to the protected object through the body and percussion mechanism, the Mass has a T-shape, in the upper part of which is made a through groove for the beam, and in the bottom there is a through threaded hole for the lead screw. The mass is made with the ability to move due to the use of the lead screw and stepper motor from the control system (patent for PM of the Russian Federation No. 98792, IPC F16F 7/112)

Недостаток устройства - невозможность автоматической настройки пневматического демпфера, что существенно снижает эффективность гасителя, гашение колебаний в малом диапазоне и небольшой ресурс демпфера.The disadvantage of this device is the inability to automatically adjust the pneumatic damper, which significantly reduces the effectiveness of the damper, damping oscillations in a small range and a small damper life.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей гасителя колебаний, автоматизация настройки на рабочую частоту.The objective of the utility model is to expand the functionality of the vibration damper, automate tuning to the operating frequency.

На фиг. 1 показан общий вид конструкции гасителя.In FIG. 1 shows a general view of the design of a damper.

На фиг. 2 - общий вид в разрезе.In FIG. 2 is a general sectional view.

На фиг. 3. - разрез А-А на фиг.2.In FIG. 3. - section aa in figure 2.

На фиг. 4. - разрез Б-Б на фиг. 2.In FIG. 4. - section BB in FIG. 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.The proposed shock absorber of shock type is installed on the object of vibration protection 1 and contains a T-shaped mass 2 attached to an elastic element in the form of a beam 3, cantileverly fixed using a plate 4 and bolts 5. One end of the beam 3 is fixed rigidly to the support 6 by a plate 7 and screws 8, the other is fixed in the substrate 9, mounted on the head 10, and fixed by a plate 11 and screws 12. At the lower base of the T-shaped mass 2 there is a through threaded hole for the lead screw 13. Blind threaded holes 14 are made on the sides, for cr captivated by additional weights. A threaded hole is made in the center of the plate 4, into which the sensor 15 is screwed. The threaded spindle 13 is attached to the striker 10 using the locking ring 16. Two angles 19 are attached on both sides of the damper base 18 with screws 20. The anvil is a general construction consisting of the upper base 21 and two guides for the upper base 22, the lower base 23 and the guide for the lower base 24, two springs 25 (Fig. 4) installed between the guides for the upper base 22 and the upper base 21. Guides for I of the upper base 22 and the guide for the lower base 24 are interconnected by bolts 26. The guide for the lower base 24 is connected to the damper base 18 with bolts 27. The lower base 24 has a blind threaded hole 28 (Fig. 2) for the lead screw 29 connected by the sleeve 31 with a stepper motor 30. The stepper motor 30 is connected to the guide for the lower base with 24 screws 32. The lead screw 13 is connected to the stepper motor 33 with a coupling 34. The stepper motor 33 is connected to the support 6 having a through hole 35 with screws 36. Support 6 is connected ene absorber to the base 18 by bolts 37 (FIG. 3). In the support 6, a sleeve 38 with rollers 39 is installed. A vibration velocity sensor 40 is installed on the vibration protection object 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

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.The shock absorber of the shock type is rigidly fixed with bolts to the vibration protection object 1, the vibrations of which must be suppressed. When vertical vibrations occur at the vibration protection object 1, the T-shaped mass 2 is moved indirectly by the control system through the spindle 13 along the elastic beam 3. The beam 3 begins to perform bending vibrations that are extinguished by the anvil. The upper base of the anvil 21 forms a wedge gear with the lower base 23. When moving the lower base 23 indirectly by the control system through the screw 29, the upper base 21 moves in a direction perpendicular to the direction of movement of the lower base 23. Thus, it is possible to control the gap between the striker 10 and the upper base of the anvil 21. This gap is set to approximately zero, more zero or firing pin 10 is pressed against the upper base of the anvil 21. With a gap value close to zero, a stable damping of the vibrations is obtained. If the gap value is greater than zero, vibration damping is more effective, but there is a chance that the striker 10 will not work. This gap value is used to absorb significant vibrations of the vibration protection object 1. The striker 10 is pressed against the anvil when it is necessary to ensure that the damper is turned on only at a certain level of excitation. To damp the vibrations of the vibration protection object 1, the shock-type vibration damper is adjusted by changing the stiffness of the elastic beam 3, so that the natural frequency of the shock-type vibration damper corresponds to the frequency of the forced vibrations of the vibration protection object 1. The tuning is carried out automatically according to the algorithm embedded in the control system. Using the proposed construction of the anvil allows you to increase the range of amplitudes and frequencies of bending vibrations made by the elastic element in the form of a beam 3, and in a fully automatic mode to configure the operation of the damper. The sensor 15, mounted on a T-shaped mass 2, compares the vibration frequency with the vibration velocity sensor 40 installed on the vibration protection object 1. When the vibration damping frequency of the vibration damper and the frequency of object 1 are reached, the vibration damping effect occurs. The coupling 34 transmits the torque from the stepper motor 33 to the spindle 13. The coupling 31 transmits the torque from the stepper motor 30 to the spindle 29. Additionally, the operating range of the shock absorber is changed by adding additional weights to the T-shaped mass 2, using springs 25 other rigidity. A sleeve 39 with rollers 38 provides the movement of the lead screw 13 (Fig. 2) in a given direction, the remaining movements are ignored. The anvil allows you to change the damping coefficient to exclude significant oscillation amplitudes of the damper.

Предлагаемое устройство гасит поперечные колебания только в заданном направлении.The proposed device damps transverse vibrations only in a given direction.

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.In contrast to the known devices for damping vibrations, the use of the proposed shock absorber of the shock type significantly expands the functionality due to the use of two spindles and motors with a control system. The process of adjusting the damper is automatic. There is no need for manual tuning. Due to full automation, there are no large step errors that occur during manual adjustment of the damper.

Claims

A shock-type vibration damper containing a mass attached to the protected object by means of an elastic element made in the form of a beam, mounted cantilever, and attached to the protected object through the housing, the mass having a T-shape, in the upper part of which a through groove for the beam is made and at the bottom there is a through threaded hole for the lead screw, and has the ability to move due to the use of the lead screw and stepper motor from the control system, characterized in that the elastic element is fixed etsya impact element in the form of the striker, the striker has possibility of collision with the impact mechanism in the form of an anvil, which has a lower base of a blind hole for the screw shaft, and is movable by the use of a lead screw and stepper motor from the control system.