RU219652U1

RU219652U1 - VIBRATION DAMPER

Info

Publication number: RU219652U1
Application number: RU2023111385U
Authority: RU
Inventors: Илья Владимирович Малкин
Filing date: 2023-05-03
Publication date: 2023-07-31

Abstract

Полезная модель относится к средствам защиты технологического оборудования, машин и т.п. от вибраций. Гаситель колебаний содержит груз 1 и демпфер 2, выполненный из эластичного материала. Груз 1 сделан в виде металлического шара, размещенного внутри демпфера 2, состоящего из двух полусфер 3 и 4. В каждой полусфере выполнены радиальные сквозные отверстия 5, расположенные на равном расстоянии друг от друга. Наружная поверхность демпфера 2 сопряжена с чашками 6 и 7 сферической формы, соединенными между собой крепежными элементами 9, образуя сферический корпус гасителя. Повышается удобство эксплуатации гасителя колебаний. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

The utility model relates to the means of protecting technological equipment, machines, etc. from vibrations. The vibration damper contains a load 1 and a damper 2 made of an elastic material. The load 1 is made in the form of a metal ball placed inside the damper 2, consisting of two hemispheres 3 and 4. Radial through holes 5 are made in each hemisphere, located at an equal distance from each other. The outer surface of the damper 2 is associated with cups 6 and 7 of a spherical shape, interconnected by fasteners 9, forming a spherical body of the absorber. Increased ease of use of the vibration damper. 4 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам защиты технологического оборудования, транспортных средств, других машин, их агрегатов и деталей от вибраций на основе метода динамического гашения колебаний и диссипативных свойств демпфирующих элементов.The utility model relates to the means of protecting technological equipment, vehicles, other machines, their units and parts from vibrations based on the method of dynamic vibration damping and the dissipative properties of damping elements.

Работа динамических гасителей основана на формировании инерционных воздействий, передаваемых на объект путем перераспределения колебательной энергии от вибрирующего объекта к гасителю колебаний.The work of dynamic absorbers is based on the formation of inertial effects transmitted to the object by redistributing vibrational energy from the vibrating object to the vibration damper.

Известны различные конструкции динамических гасителей колебаний, которые показаны, например, в патенте RU 2468268 С2, сведения о котором опубликованы 27.11.2012 в РФ, патенте RU 111864 U1, сведения о котором опубликованы 27.12.2011 в РФ, патенте DE 19547661 С1, сведения о котором опубликованы 07.05.1997 в Германии.Various designs of dynamic vibration dampers are known, which are shown, for example, in patent RU 2468268 C2, information about which was published on November 27, 2012 in the Russian Federation, patent RU 111864 U1, information about which was published on December 27, 2011 in the Russian Federation, patent DE 19547661 C1, information about which were published on 07.05.1997 in Germany.

Более близким к технической сущности полезной модели является гаситель колебаний 21214-1001185 компании «ВолгаАвтоПром» для автомобилей ВАЗ 2121, 21213, 21214, 4X4 (https://lada-autodetal.ru/vibrogasitel-21214-1001185-volgaavtoprom). Этот гаситель колебаний содержит груз, представляющий собой металлический цилиндрический корпус, внутри которого размещен демпфер из эластичного материала. Однако для эффективного гашения колебаний необходимо соединить гаситель с вибрирующим объектом таким образом, чтобы направление амплитуды колебаний гасителя точно совпадало с направлением амплитуды колебаний вибрирующего объекта. Для этого требуется вначале провести исследования колебаний объекта с помощью специальных датчиков и измерительной аппаратуры, а также изготовить специальные кронштейны и приспособления для крепления гасителя к вибрирующему объекту особым образом. Все это связано с дополнительными затратами времени и труда.Closer to the technical essence of the utility model is the vibration damper 21214-1001185 of the VolgaAvtoProm company for VAZ 2121, 21213, 21214, 4X4 cars (https://lada-autodetal.ru/vibrogasitel-21214-1001185-volgaavtoprom). This vibration damper contains a load, which is a metal cylindrical body, inside which is placed a damper made of an elastic material. However, for effective damping of oscillations, it is necessary to connect the damper to the vibrating object in such a way that the direction of the vibration amplitude of the absorber exactly coincides with the direction of the vibration amplitude of the vibrating object. To do this, it is required first to study the oscillations of the object using special sensors and measuring equipment, as well as to make special brackets and devices for attaching the absorber to the vibrating object in a special way. All this is associated with additional costs of time and labor.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, заключается в исключении необходимости учета направления амплитуды колебаний при установке гасителя на объект, являющийся источником вибраций.The technical problem, the solution of which is provided in the implementation of the utility model, is to eliminate the need to take into account the direction of the oscillation amplitude when installing the damper on an object that is a source of vibrations.

Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении удобства эксплуатации гасителя колебаний.The technical result provided by the utility model is to increase the ease of use of the vibration damper.

Решение указанной технической проблемы и получение технического результата обеспечено тем, что в гасителе колебаний, содержащем груз и демпфер, выполненный из эластичного материала, груз сделан в виде металлического шара, размещенного внутри демпфера, состоящего из двух полусфер, в каждой полусфере демпфера выполнены радиальные сквозные отверстия, расположенные на равном расстоянии друг от друга, наружная поверхность демпфера сопряжена с чашками сферической формы, соединенными между собой крепежными элементами, образуя сферический корпус гасителя.The solution of this technical problem and obtaining the technical result is ensured by the fact that in the vibration damper, containing a load and a damper made of elastic material, the load is made in the form of a metal ball placed inside the damper, consisting of two hemispheres, in each hemisphere of the damper, radial through holes are made located at an equal distance from each other, the outer surface of the damper is conjugated with cups of spherical shape, interconnected by fasteners, forming a spherical body of the absorber.

За счет наличия в полусферах демпфера радиальных сквозных отверстий, расположенных на равном расстоянии друг от друга, груз, размещенный внутри демпфера, имеет неограниченное число степеней свободы колебательных движений. Таким образом, при креплении гасителя к объекту учитывать направление амплитуды колебаний объекта не требуется. В результате повышается удобство эксплуатации гасителя колебаний.Due to the presence of radial through holes in the hemispheres of the damper, located at an equal distance from each other, the load placed inside the damper has an unlimited number of degrees of freedom of oscillatory movements. Thus, when attaching an absorber to an object, it is not necessary to take into account the direction of the object's oscillation amplitude. As a result, the ease of use of the vibration damper is improved.

Наружный радиус полусфер демпфера на 3…5% больше внутреннего радиуса сферических чашек, который равен 1,5…2,0 радиуса шара. Это обеспечивает поджим и надежный контакт внутренних поверхностей полусфер с поверхностью шара и внутренними поверхностями сферических чашек.The outer radius of the damper hemispheres is 3…5% greater than the inner radius of the spherical cups, which is equal to 1.5…2.0 of the ball radius. This provides compression and reliable contact of the inner surfaces of the hemispheres with the surface of the ball and the inner surfaces of the spherical cups.

Радиальные сквозные отверстия в каждой полусфере расположены симметрично относительно оси демпфера. Одно из радиальных сквозных отверстий расположено вдоль оси демпфера, а оси остальных отверстий расположены относительно друг друга и оси упомянутого отверстия под углом α=63,434°.Radial through holes in each hemisphere are located symmetrically with respect to the damper axis. One of the radial through holes is located along the axis of the damper, and the axes of the remaining holes are located relative to each other and the axis of the said hole at an angle α=63.434°.

Полусферы демпфера сориентированы друг относительно друга так, что проекция оси каждого отверстия первой полусферы на общую плоскость полусфер расположена посередине угла между проекциями осей двух соседних отверстий второй полусферы. При таком взаимном расположении полусфер обеспечивается равное расстояние между сквозными отверстиями последних.The hemispheres of the damper are oriented relative to each other so that the projection of the axis of each hole of the first hemisphere onto the common plane of the hemispheres is located in the middle of the angle between the projections of the axes of two adjacent holes of the second hemisphere. With this mutual arrangement of the hemispheres, an equal distance between the through holes of the latter is ensured.

В одной из сферических чашек выполнено сквозное отверстие, расположенное соосно одному из радиальных сквозных отверстий полусферы демпфера. В грузе выполнено глухое резьбовое отверстие, расположенное соосно сквозному отверстию в сферической чашке, при этом в резьбовом отверстии груза установлена шпилька, на другом конце которой, выступающем из корпуса гасителя, закреплен датчик вибрационных ускорений.One of the spherical cups has a through hole located coaxially with one of the radial through holes of the damper hemisphere. A blind threaded hole is made in the load, located coaxially with the through hole in the spherical cup, while a pin is installed in the threaded hole of the load, at the other end of which, protruding from the damper body, a vibration acceleration sensor is fixed.

На фигуре 1 показан общий вид гасителя колебаний.Figure 1 shows a general view of the vibration damper.

На фигуре 2 приведен вид сверху гасителя, показанного на фиг. 1.Figure 2 is a plan view of the absorber shown in FIG. 1.

На фигуре 3 показан гаситель колебаний с датчиком вибрационных ускорений.Figure 3 shows a vibration damper with a vibration acceleration sensor.

Гаситель колебаний, показанный на фигурах 1-3, содержит груз 1, размещенный внутри демпфера 2. Груз 1 сделан в виде металлического шара. Демпфер 2 состоит из двух полусфер 3 и 4, выполненных из эластичного материала, например резины. В каждой полусфере демпфера 2 выполнены шесть радиальных сквозных отверстий 5, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Наружная поверхность демпфера 2 сопряжена с чашками 6 и 7 сферической формы, имеющими отбортованные фланцы 8, которые соединены между собой резьбовыми крепежными элементами 9. Соединенные чашки 6 и 7 образуют сферический корпус гасителя.The vibration damper shown in figures 1-3 contains a load 1 placed inside the damper 2. The load 1 is made in the form of a metal ball. The damper 2 consists of two hemispheres 3 and 4, made of elastic material, such as rubber. In each hemisphere of the damper 2, six radial through holes 5 are made, located at an equal distance from each other. The outer surface of the damper 2 is associated with cups 6 and 7 of spherical shape, having beaded flanges 8, which are interconnected by threaded fasteners 9. The connected cups 6 and 7 form a spherical body of the absorber.

В чашке 6 по оси симметрии выполнено сквозное отверстие 10, расположенное соосно одному из радиальных сквозных отверстий 5 полусферы 3. В отверстии 10 чашки 6 размещена заглушка 11. Чашка 7 установлена в опорной тарелке 12, соединенной с пластиной 13, с помощью которой гаситель крепится на объекте, испытывающем вибрации (на фигурах не показан).In the cup 6 along the axis of symmetry, a through hole 10 is made, located coaxially to one of the radial through holes 5 of the hemisphere 3. A plug 11 is placed in the hole 10 of the cup 6. The cup 7 is installed in the support plate 12 connected to the plate 13, with which the absorber is mounted on an object experiencing vibrations (not shown in the figures).

Наружный радиус полусфер 3 и 4 демпфера 2 на 3…5% больше внутреннего радиуса сферических чашек 6 и 7, который равен 1,5…2,0 радиуса шара. Это обеспечивает поджим и надежный контакт внутренних поверхностей полусфер 3 и 4 с поверхностью шара и внутренними поверхностями сферических чашек 6 и 7.The outer radius of the hemispheres 3 and 4 of the damper 2 is 3...5% greater than the inner radius of the spherical cups 6 and 7, which is equal to 1.5...2.0 of the radius of the ball. This provides compression and reliable contact of the inner surfaces of the hemispheres 3 and 4 with the surface of the ball and the inner surfaces of the spherical cups 6 and 7.

Радиальные сквозные отверстия 5 в каждой полусфере имеют одинаковый диаметр и расположены симметрично относительно оси демпфера 2. Одно из радиальных сквозных отверстий расположено вдоль оси демпфера 2, а оси остальных отверстий расположены относительно друг друга и оси упомянутого отверстия под углом α=63,434° (фигура 1).Radial through holes 5 in each hemisphere have the same diameter and are located symmetrically relative to the axis of the damper 2. One of the radial through holes is located along the axis of the damper 2, and the axes of the remaining holes are located relative to each other and the axis of the said hole at an angle α=63.434° (figure 1 ).

Полусферы 3 и 4 демпфера 2 сориентированы друг относительно друга так, что проекция оси каждого отверстия 5 полусферы 3 на общую плоскость полусфер расположена посередине угла β между проекциями осей двух соседних отверстий 5 полусферы 4 (фигура 2).The hemispheres 3 and 4 of the damper 2 are oriented relative to each other so that the projection of the axis of each hole 5 of the hemisphere 3 onto the common plane of the hemispheres is located in the middle of the angle β between the projections of the axes of two adjacent holes 5 of the hemisphere 4 (figure 2).

В грузе 1 выполнено глухое резьбовое отверстие 14, расположенное соосно сквозному отверстию 10 в чашке 6. В резьбовом отверстии 14 груза 1 может быть установлена шпилька 15. На другом конце шпильки 15, выступающем из корпуса гасителя, закреплен датчик 16 вибрационных ускорений (фигура 3).The load 1 has a blind threaded hole 14, located coaxially with the through hole 10 in the cup 6. A pin 15 can be installed in the threaded hole 14 of the load 1. At the other end of the pin 15 protruding from the damper housing, a vibration acceleration sensor 16 is fixed (figure 3) .

Для обеспечения возможности изменения собственной частоты колебаний гасителя можно использовать резиновые полусферы со сквозными отверстиями разного диаметра. Для этого необходимо иметь комплект из 5-8 пар резиновых полусфер с различным диаметром отверстий, меняющимся с равным шагом в диапазоне от 1/20 до 1/3 радиуса шара.To ensure the possibility of changing the natural frequency of the absorber oscillations, rubber hemispheres with through holes of different diameters can be used. To do this, it is necessary to have a set of 5-8 pairs of rubber hemispheres with different hole diameters, changing with equal steps in the range from 1/20 to 1/3 of the ball radius.

В этом случае собственную частоту колебаний гасителя определяют следующим образом.In this case, the natural vibration frequency of the absorber is determined as follows.

Вначале гаситель при помощи пластины 13 и резьбовых крепежных элементов (на чертежах не показаны) крепят к массивному неподвижному объекту (на чертежах не показан). Затем вынимают из отверстия 10 чашки 6 заглушку 11 и ввинчивают в резьбовое отверстие 14 груза 1 шпильку 15. На свободном конце шпильки 15 закрепляют датчик 16 вибрационных ускорений и подключают к нему регистрирующую аппаратуру. После этого при помощи пружинного динамометра вытягивают шпильку 15, смещая тем самым груз 1 и деформируя резиновые полусферы 3 и 4, затем резко отпускают шпильку 15 и фиксируют показания приборов, контролирующих возникающие колебания груза 1. Далее по полученным результатам строят амплитудно-частотную характеристику гасителя колебаний. Результаты испытаний могут быть указаны на бирке, которой маркируется испытанная пара полусфер. Точно так же испытываются остальные пары резиновых полусфер из комплекта. Таким образом можно получить 5-8 вариантов гасителя с различными частотами собственных колебаний груза, что расширяет область применения гасителя.First, the absorber with the help of plate 13 and threaded fasteners (not shown in the drawings) is attached to a massive stationary object (not shown in the drawings). Then, the plug 11 is removed from the hole 10 of the cup 6 and the pin 15 is screwed into the threaded hole 14 of the weight 1. The vibration acceleration sensor 16 is fixed at the free end of the pin 15 and the recording equipment is connected to it. After that, using a spring dynamometer, the pin 15 is pulled out, thereby displacing the load 1 and deforming the rubber hemispheres 3 and 4, then the pin 15 is abruptly released and the readings of the instruments that control the resulting fluctuations of the load 1 are recorded. Then, based on the results, the amplitude-frequency characteristic of the vibration damper is built . The results of the tests may be indicated on a tag that marks the tested pair of hemispheres. The remaining pairs of rubber hemispheres from the kit are tested in the same way. Thus, it is possible to obtain 5-8 variants of the absorber with different frequencies of natural oscillations of the load, which expands the scope of the absorber.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Гаситель колебаний закрепляют на объекте, подверженном сильной вибрации в ходе его эксплуатации. При работе объекта вибрации, исходящие от него, будут передаваться на элементы конструкции гасителя. Так, от пластины 13 и соединенной с ней опорной тарелки 12 колебания будут передаваться на корпус гасителя, образованный чашками 6 и 7. Вибрации корпуса гасителя вызовут колебания груза 1, который будет воздействовать на внутренние поверхности резиновых полусфер 3 и 4, вследствие чего резина подвергнется деформации, выпучиваясь в свободное пространство отверстий полусфер. Это приводит к снижению частоты собственных колебаний гасителя, вследствие чего происходит гашение колебаний вибрирующего объекта.The vibration damper is fixed on an object subject to strong vibration during its operation. During operation of the object, the vibrations emanating from it will be transmitted to the absorber structural elements. So, from the plate 13 and the support plate 12 connected to it, vibrations will be transmitted to the damper body formed by cups 6 and 7. The damper body vibrations will cause vibrations of the load 1, which will act on the inner surfaces of the rubber hemispheres 3 and 4, as a result of which the rubber will undergo deformation , bulging into the free space of the holes of the hemispheres. This leads to a decrease in the frequency of natural oscillations of the absorber, as a result of which the oscillations of the vibrating object are damped.

Таким образом, в гасителе колебаний, содержащем груз, сделанный в виде металлического шара, размещенного внутри демпфера, выполненного из эластичного материала и состоящего из расположенных в чашках двух полусфер с выполненными в них радиальными сквозными отверстиями, расположенными на равном расстоянии друг от друга, обеспечено неограниченное число степеней свободы колебательных движений груза, благодаря чему при креплении гасителя к объекту не требуется учитывать направление амплитуды колебаний объекта. В результате повышается удобство эксплуатации гасителя колебаний.Thus, in the vibration damper containing a load made in the form of a metal ball placed inside a damper made of an elastic material and consisting of two hemispheres located in cups with radial through holes made in them, located at an equal distance from each other, unlimited the number of degrees of freedom of oscillatory movements of the load, due to which, when attaching the damper to the object, it is not necessary to take into account the direction of the amplitude of the object's oscillations. As a result, the ease of use of the vibration damper is improved.

Claims

1. A vibration damper containing a load and a damper made of an elastic material, characterized in that the load is made in the form of a metal ball placed inside the damper, consisting of two hemispheres, in each hemisphere of the damper, radial through holes are made, located at an equal distance from each other. On the other hand, the outer surface of the damper is conjugated with cups of a spherical shape, interconnected by fasteners, forming a spherical body of the absorber.

2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the outer radius of the damper hemispheres is 3 ... 5% greater than the inner radius of the spherical cups, which is 1.5 ... 2.0 of the radius of the ball.

3. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the radial through holes in each hemisphere are located symmetrically relative to the damper axis, one of the radial through holes is located along the damper axis, and the axes of the remaining holes are located relative to each other and the axis of the said hole at an angle α =63.434°.

4. The vibration damper according to claim 3, characterized in that the hemispheres are oriented relative to each other so that the projection of the axis of each hole of the first hemisphere onto the common plane of the hemispheres is located in the middle of the angle between the projections of the axes of two adjacent holes of the second hemisphere.

5. Vibration damper according to claim 1, characterized in that one of the spherical cups has a through hole located coaxially with one of the radial through holes of the damper hemisphere, a blind threaded hole is made in the load, located coaxially with the through hole in the spherical cup, while in a threaded hole of the load is equipped with a pin, at the other end of which, protruding from the damper body, a vibration acceleration sensor is fixed.