RU2034185C1 - Виброизолятор - Google Patents
Виброизолятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2034185C1 RU2034185C1 SU3147600A RU2034185C1 RU 2034185 C1 RU2034185 C1 RU 2034185C1 SU 3147600 A SU3147600 A SU 3147600A RU 2034185 C1 RU2034185 C1 RU 2034185C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- vibration isolator
- elastic element
- piezoelectric transducer
- piezoelectric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Изобретение: относится к деталям машин и может быть использовано в качестве виброизолятора. Последний выполнен в виде цилиндрического упругого элемента и размещенного внутри его пьезоэлектрического преобразователя, электрически связанного с резистором. Указанный преобразователь установлен перпендикулярно направлению внешнего воздействия. 2 ил.
Description
Изобретение относится к средствам снижения вибраций механизмов и предназначено для виброизоляции механизмов различного назначения.
Известен пружинный амортизатор, содержащий стальную пружину и торцовые опорные пластины (Справочник по контролю промышленных шумов. М. Машиностроение, 1979, с. 239, рис. 22).
Недостаток такого амортизатора заключается в том, что он имеет низкое собственное демпфирование.
Прототипом предлагаемого изобретения является виброизолятор типа АН. Резиновый массив виброизолятора выполнен в виде сплошного цилиндра с двумя завулканизированными в его торцы гайками.
Под эффективностью работы виброизолятора понимается степень реализации устройства виброзащиты. Цель защиты может состоять в уменьшении амплитуды Rо силы, передаваемой на неподвижный объект и уменьшении амплитуды Хо установившихся вынужденных колебаний источника.
Количество степень осуществления виброзащиты можно охарактеризовать значениями безразмерных коэффициентов эффективности
KR= Kx= ; где kR коэффициент виброизоляции;
kX коэффициент динамичности;
Fo амплитуда вынуждающей силы.
KR= Kx= ; где kR коэффициент виброизоляции;
kX коэффициент динамичности;
Fo амплитуда вынуждающей силы.
Расположение пьезопреобразователя параллельно опорным пластинам виброизолятора обеспечивает прохождение через него наибольшей части вибрационной энергии, передаваемой через виброизолятор.
Эффективность преобразования механической энергии в электрическую для пьезопреобразователей определяются несколькими параметрами:
1. Механическим КПД ηМЭ, который имеет значение 40-70%
2. Чувствительностью преобразователя S. Зависимость чувствительности от частоты показана на фиг. 1, кривая б. Пьезопреобразователь чувствителен к колебаниям с частотами от 2 Гц и выше;
3. Геометрической формой пьезопреобразователя. При работе в диапазоне низких частот используются пластинчатые биморфные пьезопреобразователи, которые имеют высокую чувствительность при работе на изгибных модах колебаний.
1. Механическим КПД ηМЭ, который имеет значение 40-70%
2. Чувствительностью преобразователя S. Зависимость чувствительности от частоты показана на фиг. 1, кривая б. Пьезопреобразователь чувствителен к колебаниям с частотами от 2 Гц и выше;
3. Геометрической формой пьезопреобразователя. При работе в диапазоне низких частот используются пластинчатые биморфные пьезопреобразователи, которые имеют высокую чувствительность при работе на изгибных модах колебаний.
Максимальная мощность, которую может преобразовывать преобразователь, ограничивается величинами допустимых напряжений электрического поля Едоп и механических динамических напряжений σдоп. У современных пьезоэлектрических пезопреобразователей (керамика ТБК-3) они достигают величин: Едоп 2х106 В/м; σдоп 7-35х107 Н/м2, что позволяет их использовать для виброизоляции массивных конструкций с большой амплитудой колебаний.
При передаче вибрационной энергии через виброизолятор происходит деформация упругого элемента виброизолятора. В результате в объеме материала возникает сдвиг по фазе между напряжением и деформацией и, как следствие этого, поглощение вибрационной энергии в объеме упругого элемента. Вибрация, прошедшая через упругий элемент, вызывает колебания пьезопреобразователя. В результате в объеме пьезопреобразователя происходит преобразование вибрационной энергии в электрическую в частности диапазоне 2-30 Гц (фиг.5, кривая б). Так как электроды преобразователя замкнуты на омическую нагрузку, то во внешней цепи протекает ток, а на нагрузке происходит преобразование электрической энергии в тепловую с последующим ее рассеянием в окружающее пространство. Причем мощность рассеивания резистором (Ртепл) пропорциональна мощности вибрационной энергии (Рвиб), падающей на пьезопреобразователь
Ртепл=ηмэРвиб=(0,4-0,7)Рвиб,
Условия эффективности виброзащиты по критериям формулируют в виде неравенств
kR≅1, kX≅1, т.е. коэффициенты зависят от частоты, то можно говорить об эффективности виброзащиты на частоте fo или в частном диапазоне f1≅f≅f2.
Ртепл=ηмэРвиб=(0,4-0,7)Рвиб,
Условия эффективности виброзащиты по критериям формулируют в виде неравенств
kR≅1, kX≅1, т.е. коэффициенты зависят от частоты, то можно говорить об эффективности виброзащиты на частоте fo или в частном диапазоне f1≅f≅f2.
Вибрационные характеристики резинометаллического виброизолятора АН представлены в таблице.
На фиг. 1 дана кривая амплитудно-частотной характеристики виброизолятора АН-4 при статической нагрузке 5 кгс (кривая а). Как видно из таблицы и фиг. 1, кривая а, виброизоляторы типа АН рекомендуется применять для защиты от вибраций с частотой более 30 Гц. Между тем механические воздействия реальных объектов (механизмы, установленные на борту корабля) характеризуются вибрациями частотой 5-35 Гц.
Недостатком предлагаемого виброизолятора является низкая эффективность виброизоляции колебаний механизма в низкочастотной области спектра. В ряде важных для практики случаев необходима возможно более полная виброизоляция колебаний механизмов на частотах ниже 30 Гц.
Для расширения рабочего диапазона частот виброизолятора в сторону низких частот (меньше 30 Гц) предлагается расположить в объеме упругого элемента резинометаллического виброизолятора параллельно опорным пластинам пластинчатый пьезоэлектрический преобразователь, состоящий из пластины пьезокерамики с нанесенными на ее торцы электродами, концы от которых замкнуты на внешнюю электрическую нагрузку.
Наличие пьезопреобразователя в конструкции виброизолятора позволяет преобразовывать вибрационную энергию в электрическую, что вызывает уменьшение коэффициента динамичности резинометаллического виброизолятора в области низких частот 2-30 Гц.
Таким образом, отличительным признаком предлагаемого виброизолятора является наличие пьезопреобразователя в объеме эластичного упругого элемента, электроды которого замкнуты на внешнюю электрическую нагрузку.
На фиг. 2 представлена предлагаемая конструкция виброизолятора, которая включает упругий элемент 1 из эластичного материала (резина), опорных пластин 2 на торцах упругого элемента, пластинчатого пьезоэлектрического преобразователя 3, впрессованного в упругий элемент параллельно опорным пластинам. Пьезоэлектрический пьезопреобразователь состоит из двух пластин пьезокерамики (керамика ТБК-3) 4, электродов 5 нанесенных на торцы пластин, концы от которых замкнуты на нагрузку 6.
Предлагаемый виброизолятор расширяет частотный диапазон эффективной виброзащиты в сторону низких частот. Виброизолятор может быть изготовлен на основе существующих резинометаллических виброизолятора путем введения в их конструкцию нескольких дополнительных элементов.
Claims (1)
- ВИБРОИЗОЛЯТОР, содержащий цилиндрический упругий элемент с торцевыми опорными пластинами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, он снабжен размещенным внутри упругого элемента пьезоэлектрическим преобразователем, установленным перпендикулярно к направлению внешнего воздействия, и электрически связанным с ним резистором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3147600 RU2034185C1 (ru) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Виброизолятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3147600 RU2034185C1 (ru) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Виброизолятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2034185C1 true RU2034185C1 (ru) | 1995-04-30 |
Family
ID=20928642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3147600 RU2034185C1 (ru) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Виброизолятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2034185C1 (ru) |
-
1986
- 1986-07-15 RU SU3147600 patent/RU2034185C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник по контролю промышленных шумов. М.: Машиностроение, 1979, с.239, рис.22. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4104920A (en) | Piezoelectric damping mechanism | |
US3786202A (en) | Acoustic transducer including piezoelectric driving element | |
WO1991016799A1 (en) | Transformed stress direction acoustic transducer | |
US4491759A (en) | Piezoelectric vibration exciter, especially for destructive material testing | |
US3396285A (en) | Electromechanical transducer | |
US4072871A (en) | Electroacoustic transducer | |
US2873109A (en) | Vibration isolating mounts | |
RU2034185C1 (ru) | Виброизолятор | |
Magdy et al. | Design methodology of a micro-scale 2-DOF energy harvesting device for low frequency and wide bandwidth | |
JP2018096513A (ja) | 防振機構 | |
JP2021527782A (ja) | 機械的振動の受動的減衰の体系と方法 | |
US3497731A (en) | Bender type transducers | |
US5701277A (en) | Electro-acoustic transducers | |
RU2005110574A (ru) | Измеритель расхода газа с преобразованием колебания струи в электронный сигнал и устройство его виброгасящего закрепления | |
US6298012B1 (en) | Doubly resonant push-pull flextensional | |
RU2031271C1 (ru) | Виброизолятор | |
Woollett | Theoretical power limits of sonar transducers | |
SU1753091A1 (ru) | Устройство дл гашени колебаний | |
RU2037689C1 (ru) | Виброизолятор | |
RU2034183C1 (ru) | Виброизолятор | |
RU188804U1 (ru) | Ударный генератор энергии | |
SU859715A1 (ru) | Виброгас ща опора | |
SU755322A1 (ru) | Электромеханический преобразователь 1 | |
SU1401314A1 (ru) | Механическа модель дл исследовани взаимодействи колебательной системы с вибровозбудителем | |
Li et al. | Tuneable inertial shakers for active control |