RU2261383C2

RU2261383C2 - Dynamic damper

Info

Publication number: RU2261383C2
Application number: RU2003116572/11A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Брысин (RU); А.Н. Брысин; А.В. Синёв (RU); А.В. Синёв
Original assignee: Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2005-09-27

Abstract

FIELD: machine building, in particular, pendulum dampers of vibrations of machine-building equipment.

SUBSTANCE: the dynamic damper of vibrations has a lever connected to the vibrating object and a hollow body, fastened on the lever and filled with working environment. The body end faces are made in the form of membranes engageable at an excess of the threshold amplitudes with restricting stops providing vibrating-impact suppression of vibrations. An insert is fixed in the body seprating the space with the working environment into two chambers with a channel connecting the mentioned two chambers. Liquid is used as the working environment.

EFFECT: enhanced efficiency of vibration damping due to the use of combination damping lying in the use of pendulum vibrating-impact suppression at large amplitudes with employment of a hydraulic motion transducer, which makes it possible to reduce the structural parameters of the pendulum damper.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к маятниковым гасителям вибраций машиностроительного оборудования, работающих в виброударном режиме.The invention relates to mechanical engineering, namely to pendulum dampers of vibration of engineering equipment operating in vibration mode.

Известно устройство для гашения вибраций по А.С. СССР, F 16 F 7/10, №676782, содержащее упругий рычаг, один конец которого жестко прикрепляется к вибрирующей конструкции, а на другом конце закреплен поглотитель вибраций, выполненный в виде полого корпуса, частично заполненного сыпучим материалом и закрытого крышкой с возможностью осевого перемещения и изменения объема, массу, которая состоит из корпуса, заполненного сыпучим материалом.A device for damping vibrations according to A.S. USSR, F 16 F 7/10, No. 676782, containing an elastic lever, one end of which is rigidly attached to the vibrating structure, and a vibration absorber is fixed on the other end, made in the form of a hollow body, partially filled with bulk material and closed with a lid with axial movement and volume changes, a mass that consists of a body filled with bulk material.

Недостатками гасителей, содержащих сыпучие среды, является большая масса и габариты и влияние размеров частиц на параметры системы.The disadvantages of absorbers containing bulk media are the large mass and dimensions and the effect of particle sizes on the parameters of the system.

Предлагаемая конструкция не содержит подобные недостатки, кроме того, она позволяет осуществлять гашение как в виброударном, так и обычном безударном режиме гашения колебаний различной амплитуды на требуемом диапазоне частот.The proposed design does not contain such disadvantages, in addition, it allows damping both in vibro-shock and conventional shock-free damping modes of various amplitudes in the required frequency range.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний за счет применения комбинированного гашения, заключающегося в использовании маятникового виброударного гашения на больших амплитудах колебаний и маятникового безударного гашения на малых амплитудах с применением гидравлического преобразователя движения, что позволяет снизить конструктивные параметры маятникового гасителя.The aim of the invention is to increase the efficiency of damping due to the use of combined damping, which consists in the use of pendulum vibration damping at large amplitudes of oscillation and pendulum shockless damping at small amplitudes using a hydraulic motion converter, which reduces the design parameters of the pendulum damper.

Маятниковый виброударный динамический гаситель изображен на фиг.1.The pendulum vibro-shock dynamic absorber is shown in figure 1.

Маятниковый виброударный динамический гаситель содержит корпус 9, закрепленный на рычаге 3. Рычаг 3 с помощью вала 2 неподвижно соединен с колеблющимся объектом 1. В корпусе 9, заполненном рабочей средой, находится инерционный трансформатор, выполненный в виде неподвижно закрепленной в середине корпуса 9 вставки 4. Вставка 4 разделяет корпус на две камеры 6 и 10, заполненные рабочей средой (например, жидкостью с малой степенью вязкости). Корпус с обеих сторон закрыт мембранами 7 из легкодеформируемого материала, способными деформироваться, создавая прогиб, составляющий более 10% диаметра мембраны при взаимодействии с ограничительным упором 5, обеспечивающим виброударное гашение колебаний при превышении пороговых амплитуд.The pendulum vibro-shock dynamic damper comprises a housing 9 mounted on a lever 3. The lever 3 is fixedly connected to the oscillating object 1 by means of a shaft 2. In the housing 9 filled with a working medium there is an inertial transformer made in the form of an insert 4 fixed in the middle of the housing 9. Insert 4 divides the housing into two chambers 6 and 10 filled with a working medium (for example, a liquid with a low degree of viscosity). The housing on both sides is closed by membranes 7 of easily deformable material, capable of deforming, creating a deflection of more than 10% of the diameter of the membrane when interacting with the limit stop 5, which provides vibration-damper damping when threshold amplitudes are exceeded.

На фиг.2 представлен один из вариантов выполнения вставки 4, как корпуса инерционного канала 8 в виде спирали Архимеда, позволяющей более компактно выполнить размещение канала в корпусе.Figure 2 presents one of the embodiments of the insert 4, as the body of the inertial channel 8 in the form of an Archimedes spiral, which allows for more compact placement of the channel in the housing.

На фиг.1 инерционный канал 8 представлен условно в виде трубки в неподвижной вставке 4. Конструктивно же он выполняется в виде нескольких спиралевидных каналов, соединенных между собой в определенной последовательности (фиг.2). Вход 1.1 выполняется плавным, чтобы снизить местные сопротивления. Для этого диаметры входа 1.1, выхода 1.9, среднего и бокового переходов выполняются большими, чем диаметры рядов спиралевидного канала 1.3, 1.5, 1.7 и 1.8. Спиралевидные каналы образуют ряды, в каждом из которых рабочая жидкость закручивается в определенную сторону. В результате образуется момент силы, имеющий конечную величину в ряду. Поэтому следующий ряд спирали Архимеда выполняется так, чтобы вращение было направлено в другую сторону и моменты двух рядов при сложении давали результирующий момент, равный в идеале нулю. Подобным образом можно создать неограниченное количество спиралевидных рядов и обеспечить требуемую кинетическую энергию движения жидкости для осуществления эффективного гашения колебаний. Так на фиг.2 в первом ряду 1.3 движение жидкости осуществляется против часовой стрелки, во втором ряду 1.5 по часовой стрелке, в третьем ряду снова по часовой стрелке, в четвертом ряду против часовой стрелки и выход осуществляется в той же точке, что и вход. Таким образом, осуществляется симметрия, обеспечивающая одинаковость параметров при ударах по двум мембранным торцам маятникового гасителя.In Fig. 1, the inertial channel 8 is conventionally presented in the form of a tube in a fixed insert 4. Structurally, it is made in the form of several spiral channels connected to each other in a certain sequence (Fig. 2). Input 1.1 is smooth to reduce local resistance. For this, the diameters of the inlet 1.1, outlet 1.9, the middle and lateral transitions are larger than the diameters of the rows of the spiral channel 1.3, 1.5, 1.7 and 1.8. Spiral channels form rows, in each of which the working fluid swirls in a certain direction. As a result, a moment of force is formed having a finite value in a row. Therefore, the next row of the Archimedes spiral is performed so that the rotation is directed in the opposite direction and the moments of the two rows when added give the resulting moment, ideally equal to zero. Similarly, you can create an unlimited number of spiral-shaped rows and provide the required kinetic energy of fluid motion to effectively damp vibrations. So in figure 2, in the first row 1.3, the fluid moves counterclockwise, in the second row 1.5 clockwise, in the third row again clockwise, in the fourth row counterclockwise and the exit is at the same point as the entrance. Thus, symmetry is achieved, which ensures the same parameters when striking the two membrane ends of the pendulum damper.

Работа маятникового виброударного динамического гасителя осуществляется следующим образом. На колеблющийся объект 1 в точке, где колебания имеют максимальную амплитуду («пучность»), располагают один или несколько маятниковых виброударных динамических гасителей, настроенных на частоту колебаний объекта или на требуемый диапазон частот. Колебания объекта 1 передаются через рычаг 3 на жидкость, находящуюся в корпусе 9. За счет инерционных свойств жидкость начинает колебаться в противофазе колебаниям основного объекта.The operation of the pendulum vibro-shock dynamic damper is as follows. On the oscillating object 1 at the point where the oscillations have a maximum amplitude (“antinode”), one or more pendulum vibration-shock dynamic dampers are placed, tuned to the oscillation frequency of the object or to the desired frequency range. The vibrations of the object 1 are transmitted through the lever 3 to the fluid located in the housing 9. Due to the inertial properties, the fluid begins to oscillate in antiphase to the vibrations of the main object.

При движении по любой изогнутой траектории возникают силы Кориолиса, которые приводят к возникновению силовых моментов, действующих на перегородку и корпус гасителя. Возникновение сил Кориолиса можно компенсировать выполнением спиралей динамического канала поочередно в различных направлениях с переходами между каналами в центре и по краям, как показано на фиг.2. Это позволит направить моменты, воздействующие на перегородку от различных рядов спиралеобразного динамического канала в противоположные стороны и взаимно их погасить.When moving along any curved trajectory, Coriolis forces arise, which lead to the appearance of force moments acting on the partition and the damper body. The occurrence of the Coriolis forces can be compensated for by making spirals of the dynamic channel alternately in different directions with transitions between the channels in the center and along the edges, as shown in FIG. This will allow you to direct the moments acting on the partition from the various rows of the spiral-shaped dynamic channel in opposite directions and mutually extinguish them.

Пока колебания не превышают определенной амплитуды, осуществляется «мягкое» гашение колебаний за счет работы инерционности жидкости и частичного преобразования энергии давления в энергию движения в гидравлическом преобразователе движения. За счет малой передачи нагрузки коэффициент усиления не превышает 300.As long as the vibrations do not exceed a certain amplitude, a “soft” damping of the vibrations is carried out due to the inertia of the fluid and the partial conversion of pressure energy into energy of motion in a hydraulic motion transducer. Due to the low load transfer, the gain does not exceed 300.

При увеличении колебаний маятника происходит взаимодействие мягких мембран 7 с упорами 5. Резко увеличивается коэффициент передачи до 0,6-0,9 и коэффициент усиления гидравлического преобразователя движения возрастает до 10000. Физически происходит резкое увеличение эквивалентной массы маятника за счет применения гидравлических эффектов.When the oscillations of the pendulum increase, the soft membranes 7 interact with the stops 5. The transmission coefficient sharply increases to 0.6-0.9 and the gain of the hydraulic motion converter increases to 10000. A sharp increase in the equivalent mass of the pendulum occurs due to the use of hydraulic effects.

Claims

1. A dynamic vibration damper comprising a lever connected to an oscillating object, and a hollow body mounted on the lever and filled with a working medium, characterized in that the ends of the body are made in the form of membranes interacting when threshold amplitudes are exceeded with restrictive stops providing vibration shock absorption of vibrations while an insert is fixed in the housing that separates the volume with the working medium into two chambers, with a channel connecting the two chambers, and liquid is used as the working medium mb.

2. The dynamic vibration damper according to claim 1, characterized in that the membranes are made of easily deformable material.

3. The dynamic vibration damper according to claim 1, characterized in that the channel is made in the form of Archimedes spirals connected in the middle and untwisted in different directions, thereby quenching the moment from the Coriolis forces arising from the passage of fluid through them.