RU171245U1 - Виброгаситель для подвижного узла станка - Google Patents

Виброгаситель для подвижного узла станка Download PDF

Info

Publication number
RU171245U1
RU171245U1 RU2016121468U RU2016121468U RU171245U1 RU 171245 U1 RU171245 U1 RU 171245U1 RU 2016121468 U RU2016121468 U RU 2016121468U RU 2016121468 U RU2016121468 U RU 2016121468U RU 171245 U1 RU171245 U1 RU 171245U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic cylinder
machine
hydraulic
rod
fixed
Prior art date
Application number
RU2016121468U
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Николаевич Гаврилин
Александр Иванович Черкасов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2016121468U priority Critical patent/RU171245U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU171245U1 publication Critical patent/RU171245U1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/72—Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
    • F16F15/027—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means comprising control arrangements

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к уравновешиванию узлов, перемещаемых вертикально или под каким-либо углом, и может быть использована во всех металлорежущих станках для демпфирования вибраций, возникающих в подвижных узлах станков. Виброгаситель для подвижного узла станка содержит открытый со стороны подвижного узла станка корпус, зафиксированный на неподвижной части станка. В корпусе расположен демпфер, выполненный в виде одноштокового гидроцилиндра, заполненного вязкой жидкостью. В штоковой полости гидроцилиндра размещена пружина возврата. Датчик вибрации закреплен на торце поршневой части корпуса гидроцилиндра демпфера, который жестко соединен с подвижным узлом станка. Штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены между собой магистралями через управляемый дроссель. На штоке гидроцилиндра закреплен один конец троса, другой конец которого намотан на барабан и закреплен на нем. Барабан закреплен в корпусе и через муфту соединен с приводным валом гидромотора, который трубопроводом через редукционный клапан связан с источником давления. Гидропневмоаккумулятор подключен между гидромотором и редукционным клапаном. На выходе гидромотора установлен настраиваемый дроссель, соединенный с гидросистемой. Управляемый дроссель и датчик вибрации подключены к системе числового программного управления. Технический результат: снижение динамических нагрузок на подвижные узлы станка при больших ходах за счет его демпфирования. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к уравновешиванию узлов, перемещаемых вертикально или под каким-либо углом, и может быть использована во всех металлорежущих станках для демпфирования вибраций, возникающих в подвижных узлах станков.
Известно гидромеханическое устройство для гашения колебаний при токарной или круглошлифовальной обработке деталей типа тел вращения (RU 2475660 С1, МПК 6 В23В 47/00, B23Q 1/76, опубл. 20.02.2013), содержащее стойку, в которой расположены два гидроцилиндра, один из которых расположен в горизонтальной плоскости, другой расположен под углом 20° к вертикальной плоскости, соединенные с гидравлической системой. Гидроцилиндры содержат полые плунжеры с роликами, имеющими возможность возвратно-поступательного движения вдоль направляющих втулок. Плунжеры прикреплены к гибким диафрагмам, закрепленным на корпусах гидроцилиндров, а гидроцилиндры штуцерами соединены с пневмогидроаккумулятором через обратный клапан и дроссель, регулируемый от системы управления.
Однако такое устройство предназначено для повышения жесткости детали при ее обработке, а также для повышения виброустойчивости в процессе механообработки.
Техническая проблема, решаемая предложенной полезной моделью, - демпфирование вибраций в силовых передачах для привода подвижных узлов станка (винтовая передача, передача рейка-шестерня и т.п.).
При использовании полезной модели техническая проблема решается для любого оборудования, в том числе с большой величиной хода подвижного узла станка.
Предложенный виброгаситель для подвижного узла станка, так же как в прототипе, содержит гидроцилиндр, пневмогидроаккумулятор, дроссель и систему управления.
Согласно полезной модели в открытом с одного торца корпусе расположен демпфер, выполненный в виде одноштокового гидроцилиндра, заполненного вязкой жидкостью. В штоковой полости гидроцилиндра размещена пружина возврата. Датчик вибрации закреплен на поршневом торце гидроцилиндра, который жестко соединен с подвижным узлом станка. Штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены между собой магистралями через управляемый дроссель. На штоке гидроцилиндра закреплен один конец троса, другой конец которого намотан на барабан и закреплен на нем. Барабан закреплен в корпусе и через муфту соединен с приводным валом гидромотора, который трубопроводом через редукционный клапан связан с источником давления. Гидропневмоаккумулятор подключен между гидромотором и редукционным клапаном. На выходе гидромотора установлен настраиваемый дроссель, соединенный с гидросистемой. Управляемый дроссель и датчик вибрации подключены к системе числового программного управления.
Технический результат: снижение динамических нагрузок на подвижные узлы станка при больших ходах за счет его демпфирования и разгрузка привода подвижных узлов станка.
На фиг. 1 представлена схема виброгасителя для подвижного узла станка.
Виброгаситель для подвижного узла станка содержит открытый с одного торца (со стороны подвижного узла станка) корпус 1, зафиксированный на неподвижной части станка. В корпусе 1 расположен демпфер 2, выполненный в виде одноштокового гидроцилиндра, заполненного вязкой жидкостью. В штоковой полости гидроцилиндра размещена пружина возврата. Датчик вибрации 3 закреплен на поршневом торце гидроцилиндра, который жестко соединен с подвижным узлом станка 4, например с фрезерной головкой. Штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены между собой магистралями через управляемый дроссель 5. Один конец троса 6 закреплен на штоке гидроцилиндра. Другой конец троса намотан на барабан 7 и закреплен на нем. Барабан 7 закреплен в корпусе 1 и зафиксирован на неподвижной части станка и через муфту соединен с приводным валом гидромотора 8, который трубопроводом через редукционный клапан 9 связан с источником давления, например с насосом. Между гидромотором 8 и редукционным клапаном 9 подключен гидропневмоаккумулятор 10. На выходе гидромотора 8 установлен настраиваемый дроссель 11, соединенный с гидросистемой. Управляемый дроссель 5 и датчик вибрации 3 подключены к системе числового программного управления 12 (СЧПУ).
При механообработке на элементы, осуществляющие перемещение подвижных узлов станка (винтовая передача, передача рейка-шестерня и т.п.), действуют сила тяжести G и сила резания Т:
Figure 00000001
где Тр - постоянная составляющая силы резания,
±dT - переменная составляющая силы резания.
Составляющая силы ±dT возникает вследствие переменного сечения среза или прерывистого характера процесса резания (фрезерование). Причем при контурной обработке на станках с числовым программным управлением возникает существенная динамическая сила, связанная с наличием инерционной массы подвижного узла
Figure 00000002
,
где Му - масса подвижного узла, кг;
Figure 00000003
- ускорение подвижного узла, м/с2.
Указанные переменные составляющие сил негативно сказываются на точности механообработки.
Виброгаситель работает следующим образом.
При работе указанные силы действуют на корпус демпфера 2, выполненный в виде одноштокового гидроцилиндра, полости которого соединены между собой через управляемый дроссель 5. При этом действие переменной составляющей сил ±dT приводит к возникновению пульсирующего потока жидкости dQ между поршневой и штоковой полостями демпфера 2, который, проходя через управляемый дроссель 5, создает демпфирующую силу dTД:
Figure 00000004
,
где Fшт - площадь штоковой полости демпфера, м2;
dQ - расход пульсирующего потока газа, м3/с;
К - коэффициент дросселя (определяется конструкцией), м3/Н⋅c;
fдр - проходная площадь управляемого дросселя, м2.
Для получения оптимального демпфирования необходимо выполнение соотношения:
Figure 00000005
где СД - жесткость демпфера, Н/м:
Figure 00000006
,
где EПР - приведенный модуль объемной упругости полостей демпфера, Н/м2;
FШТ - площадь штока демпфера, м2;
WС - суммарный объем жидкости, находящийся под давлением, м3;
СПВ - жесткость пружины возврата демпфера, Н/м;
КТр=dTд/dVn - коэффициент демпфирования, Н⋅с/м,
где dVn - скорость перемещения поршня демпфера относительно его корпуса, м/с;
fП - собственная частота колебаний подвижного узла станка, Гц;
СУ - жесткость подвижного узла станка, Н/м;
My - масса подвижного узла станка, кг.
При выполнении условия (1) виброгаситель будет являться фильтром высоких частот, что приводит к существенному снижению динамических и ударных воздействий на подвижный узел станка за счет демпфирования и, соответственно, повышает его виброустойчивость.
От источника давления рабочая жидкость подается через редукционный клапан 9 и гидропневмоаккумулятор 10 на гидромотор 8, который создает крутящий момент на барабане 7, обеспечивающий заданное усилие ТК на тросе 6:
Figure 00000007
,
где q - рабочий объем гидромотора 8, м3/об;
p0 - давление на гидропневмоаккумуляторе 10, Н/м2;
pдр - давление перед настраиваемым дросселем 11, Н/м2.
Создаваемое усилие превышает вес GП подвижного узла станка
Figure 00000008
где g - ускорение свободного падения, м/с2.
При выполнении условия (2) усилие Тк на тросе 6 имеет направление, совпадающее с направлением силы резания Т, что будет создавать постоянный натяг стыковых соединений подвижного узла станка и сжатие на величину
Figure 00000009
, таким образом, нивелируя величину «люфта» в механических передачах, осуществляющих перемещение подвижных узлов станка (винтовая передача, передача рейка-шестерня и т.п.). При этом достигается создание определенного давления в штоковой полости гидроцилиндра демпфера 2 и сжатие пружины возврата, обеспечивая тем самым работоспособность демпфера 2 при больших величинах хода, а также повышается жесткость элементов подвижного узла станка. Редукционный клапан 9 и дроссель 11 служат для настройки требуемого крутящего момента и скорости вращения вала гидромотора 8.
Система числового программного управления 12 (СЧПУ) осуществляет управление величиной fдр, проходной площади управляемого дросселя 5 в зависимости от скорости перемещения и уровня вибраций, возникающих в подвижном узле станка и измеренных датчиком вибрации 3. Сигналы управления на управляемый дроссель 5 демпфера 2 поступают от системы управления системы числового программного управления 12 (СЧПУ).

Claims (1)

  1. Виброгаситель для подвижного узла станка, содержащий гидроцилиндр, пневмогидроаккумулятор, дроссель и систему управления, отличающийся тем, что в открытом со стороны подвижного узла станка корпусе, зафиксированном на неподвижной части станка, расположен демпфер, выполненный в виде одноштокового гидроцилиндра, заполненного вязкой жидкостью, в штоковой полости гидроцилиндра размещена пружина возврата, датчик вибрации закреплен на поршневом торце гидроцилиндра, который жестко соединен с подвижным узлом станка, штоковая и поршневая полости гидроцилиндра соединены между собой магистралями через управляемый дроссель, при этом на штоке гидроцилиндра закреплен один конец троса, другой конец которого намотан на барабан и закреплен на нем, причем барабан закреплен в корпусе и через муфту соединен с приводным валом гидромотора, который трубопроводом через редукционный клапан связан с источником давления, а гидропневмоаккумулятор подключен между гидромотором и редукционным клапаном, на выходе гидромотора установлен настраиваемый дроссель, соединенный с гидросистемой, при этом управляемый дроссель и датчик вибрации подключены к системе числового программного управления.
RU2016121468U 2016-05-31 2016-05-31 Виброгаситель для подвижного узла станка RU171245U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121468U RU171245U1 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Виброгаситель для подвижного узла станка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121468U RU171245U1 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Виброгаситель для подвижного узла станка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU171245U1 true RU171245U1 (ru) 2017-05-25

Family

ID=58878063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121468U RU171245U1 (ru) 2016-05-31 2016-05-31 Виброгаситель для подвижного узла станка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU171245U1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU238558A1 (ru) * Я. И. Чехман, К. В. Тир , И. А. Волощак Украинский полиграфический институт имени Ивана Федорова Устройство для амортизации сил инерции реверсируемых масс
US4976415A (en) * 1988-06-06 1990-12-11 Takenaka Corporation, A Japanese Corporation Damping support structure
US5092800A (en) * 1988-08-11 1992-03-03 Renk Tacke Gmbh Transmission positioning system
RU2475660C1 (ru) * 2011-07-29 2013-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Виброгаситель вязкого трения

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU238558A1 (ru) * Я. И. Чехман, К. В. Тир , И. А. Волощак Украинский полиграфический институт имени Ивана Федорова Устройство для амортизации сил инерции реверсируемых масс
US4976415A (en) * 1988-06-06 1990-12-11 Takenaka Corporation, A Japanese Corporation Damping support structure
US5092800A (en) * 1988-08-11 1992-03-03 Renk Tacke Gmbh Transmission positioning system
RU2475660C1 (ru) * 2011-07-29 2013-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Виброгаситель вязкого трения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109226795A (zh) 一种频率可调的被动式减振镗杆及调整方法
DE112007002284T5 (de) Schwingungsübertragungsdämpfungsvorrichtung
CN107461449B (zh) 一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统
RU171245U1 (ru) Виброгаситель для подвижного узла станка
CN106895108B (zh) 动力吸振装置、塔架和风力发电机组
JP5929628B2 (ja) アクティブダンパー
CN204213239U (zh) 一种刚度可调的动力吸振器
CN208945191U (zh) 一种频率可调的被动式减振镗杆
Khalil et al. Implementation of single feedback control loop for constant power regulated swash plate axial piston pumps
RU2475660C1 (ru) Виброгаситель вязкого трения
WO2016198919A1 (ru) Регенеративная амортизационная система
CN103939519A (zh) 一种双极平面板式磁流变减振器
JP2022140357A (ja) 回転慣性質量ダンパ、及びその等価質量の設定方法
CN203869878U (zh) 上置激振式位移速度力值关系曲线检测设备
Ayoub et al. Design of a dynamic boom suspension system in a hybrid wheel loader
DE102004015065A1 (de) Schwingungsdämpfer mit amplitudenabhängiger Dämpfkraft
CN105202097A (zh) 一种汽车减震器结构
RU159615U1 (ru) Вибростенд с гидрообъемным генератором колебаний
CN205190623U (zh) 一种汽车减震器结构
RU203372U1 (ru) Виброгасящее устройство
JP2019015395A (ja) 回転慣性質量ダンパ
RU2773982C1 (ru) Устройство демпфирования амортизаторов
RU158629U1 (ru) Устройство автоматической виброзащиты металлорежущего станка
CN109655289A (zh) 一种汽车筒式减震器性能耐久试验机构
CN203979252U (zh) 用于堆料机司机室的减震装置以及堆料机

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20170822