RU2707682C1 - Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок - Google Patents

Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок Download PDF

Info

Publication number
RU2707682C1
RU2707682C1 RU2019110593A RU2019110593A RU2707682C1 RU 2707682 C1 RU2707682 C1 RU 2707682C1 RU 2019110593 A RU2019110593 A RU 2019110593A RU 2019110593 A RU2019110593 A RU 2019110593A RU 2707682 C1 RU2707682 C1 RU 2707682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valves
valve
pressure
working fluid
adjustable
Prior art date
Application number
RU2019110593A
Other languages
English (en)
Inventor
Кирилл Александрович Кувшинов
Алексей Николаевич Гаврилин
Борис Борисович Мойзес
Анатолий Иванович Нижегородов
Максим Алексеевич Кузнецов
Рустам Нуриманович Хамитов
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 RU2019110593A priority Critical patent/RU2707682C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2707682C1 publication Critical patent/RU2707682C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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

Abstract

Изобретение относится к машиностроению. Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок содержит промежуточную массу, установленную на первых рукавах высокого давления. Рукава смонтированы на основании бетонного короба, заполнены рабочей жидкостью и связаны трубопроводом с параллельно соединенными между собой первым обратным клапаном и первым регулируемым дросселем. Клапан и дроссель соединены с первым гидропневмоаккумулятором. Между стенками короба и промежуточной массой дополнительно установлены вторые и третьи рукава высокого давления, заполненные рабочей жидкостью. Дополнительные рукава соединены трубопроводами через соответствующие обратные клапаны и регулируемые дроссели с гидропневмоаккумуляторами. Между всеми рукавами высокого давления размещены демпфирующие элементы. Все обратные клапаны и все регулируемые дроссели соответственно соединены со всеми вентилями. Вентили соединены с датчиком давления, предохранительным клапаном и фильтром. Фильтр соединен с насосом. Насос связан с баком, заполненным рабочей жидкостью. Гидропневмоаккумуляторы подключены к соответствующим вентилям. Вентили соединены с обратным клапаном, вторым предохранительным клапаном и вторым датчиком давления. К системе управления подключены все элементы и акселерометр, установленный на промежуточную массу. Достигается повышение эффективности гашения прямых и не прямых ударных и вибрационных воздействий. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения для гашения ударных и вибрационных нагрузок, которые воздействуют на основание фундамента.
Известна гидропневматическая подушка [SU 706613 А1, МПК 2F16F9/44, опубл. 30.12.1979], содержащая корпус, размещенные в нем поршень, скрепленный с последним полый шток с компенсационной полостью, сообщенной с надпоршневой и подпоршневой полостями, и закрепленный на корпусе элемент с каналом, соединяющий надпоршневую и подпоршневую полости. Регулируемый предельный клапан установлен в канале. Обратный клапан установлен в отверстии поршня и соединяет компенсационную и подпоршневую полости.
Устройство недостаточно эффективно при изменении уровня воздействующей ударной нагрузки.
Известен гидропневматический амортизатор [RU 2298122 C1, МПК F16F15/023 (2006.01), опубл. 27.04.2007], выбранный в качестве прототипа, содержащий промежуточную массу с упругой связью, установленной на основании и связанной с гасителем колебаний. Упругая связь выполнена из деформированных в радиальном направлении рукавов высокого давления. Промежуточная масса установлена на рукавах высокого давления, которые гидравлически связаны с гасителем колебаний. Гаситель колебаний содержит параллельно соединенные обратный клапан и регулируемый дроссель, которые соединены с гидропневмоаккумулятором.
Это устройство является недостаточно эффективным при наличии косого удара (касательных составляющих ударной нагрузки).
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение эффективности гашения прямых и не прямых ударных и вибрационных воздействий.
Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок, также как в прототипе, содержит промежуточную массу, установленную на первых рукавах высокого давления, смонтированных на основании бетонного короба, заполненных рабочей жидкостью и связанных трубопроводом с параллельно соединенными между собой первым обратным клапаном и первым регулируемым дросселем, которые соединены с первым гидропневмоаккумулятором.
Согласно изобретению между стенками короба и промежуточной массой дополнительно установлены вторые и третьи рукава высокого давления, заполненные рабочей жидкостью, которые трубопроводами соответственно соединены с параллельно соединенными между собой вторым обратным клапаном и вторым регулируемым дросселем, которые соединены со вторым гидропневмоаккумулятором и с параллельно соединенными между собой третьим обратным клапаном и третьим регулируемым дросселем, которые соединены с третьим гидропневмоаккумулятором. Между всеми рукавами высокого давления размещены демпфирующие элементы. Первый, второй и третий обратный клапан и первый, второй и третий регулируемый дроссель соответственно соединены с первым, вторым и третьим вентилями, которые соединены с первым датчиком давления, первым предохранительным клапаном, фильтром, который соединен с насосом, связанным с баком заполненным рабочей жидкостью. Первый, второй и третий гидропневмоаккумуляторы соответственно подключены к четвертому, пятому и шестому вентилю, которые соединены с четвертым обратным клапаном, вторым предохранительным клапаном и вторым датчиком давления. К системе управления подключены вентили, насос, датчики давления, предохранительные клапаны, регулируемые дроссели и акселерометр, установленный на промежуточную массу.
Предложенное изобретение позволяет повысить эффективность гашения прямых и не прямых ударных и вибрационных воздействий за счет использования дополнительных рукавов высокого давления и системы управления, связанной с конструктивными элементами устройства.
На фиг. 1 представлена схема устройства для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок.
На фиг. 2 показано расположение рукавов высокого давления относительно промежуточной массы.
Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок содержит промежуточную массу 1 установленную на рукавах высокого давления 2, которые смонтированы на основании бетонного короба 3. Между стенками короба 3 и промежуточной массой 1 установлены рукава высокого давления 4 и 5. Между рукавами высокого давления 2, 4 и 5 размещены демпфирующие элементы 6. Все рукава высокого давления заполнены рабочей жидкостью. Рукава высокого давления 2 соединены трубопроводом 7 с параллельно соединенными обратным клапаном 8 и регулируемым дросселем 9, которые соединены с вентилем 10 и с гидропневмоаккумулятором 11. Вентиль 10 соединен с датчиком давления 12, предохранительным клапаном 13, фильтром 14, который соединен с насосом 15, связанным с баком 16, который наполнен рабочей жидкостью.
Гидропневмоаккумулятор 11 подключен к вентилю 17, который соединен с обратным клапаном 18, предохранительным клапаном 19 и датчиком давления 20.
Вентили 21 и 22 подключены к датчику давления 12, предохранительному клапану 13, фильтру 14. Вентили 21 и 22 соответственно подключены к трубопроводу 23 и 24 и к рукавам высокого давления 4 и 5. Трубопроводы 23 и 24 соответственно соединены с гидропневмоаккумуляторами 25 и 26 и с параллельно соединенными обратными клапанами 27 и 28 и регулируемыми дросселями 29 и 30, которые подсоединены к рукавам высокого давления 4 и 5. Гидропневмоаккумуляторы 25 и 26 соответственно подключены к вентилями 31 и 32, которые соединены с обратным клапаном 18, предохранительным клапаном 19 и датчиком давления 20.
К системе управления 33 подключены: вентили 10, 17, 21, 22, 31, 32, насос 15, датчики давления 12, 20, предохранительный клапан 13, 19, регулируемые дроссели 9, 29, 30 и акселерометр 34, установленный на промежуточную массу 1.
В качестве демпфирующих элементов 6 могут быть использованы виброизоляторы типа АКСС [Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет: В41 В.Н. Челомей (пред.). – М.: Машиностроение, 1981. – Т.6. Защита от вибрации и ударов / Под ред. К.В. Фролова. 1981. - С. 206].
В качестве системы управления 33 (СУ) может быть использован компьютер с программным обеспечением, источник питания, блоки ввода-вывода данных.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы в зависимости от предполагаемых импульсов силы F(t), F1(t) и угла α воздействия на промежуточную массу 1, поочередно настраивают давление в рукавах высокого давления 2, 4 и 5, которое может быть не одинаковым, путем открытия/закрытия вентилей 10, 21 и 22; при этом насос 15 подает рабочую жидкость под давлением из бака 16 на фильтр 14, а предохранительный клапан 13 служит для того, настроить давление жидкости до нужного значения, а индикацию (контроль) давления осуществляют по датчику давления 12.
В то же время, в зависимости от средних давлений рабочей жидкости в рукавах высокого давления 2, 4 и 5, поочередно настраивают давление газа в гидропневмоаккумуляторах 11, 25 и 26, которое может быть не одинаковым, путем открытия/закрытия вентилей 17, 31 и 32; при этом газ поступает через обратный клапан 18, предохранительный клапан 19 служит для того, чтобы настроить давление газа до требуемого значения, а индикацию (контроль) давления осуществляют по датчику давления 20.
При воздействии импульса силы F(t) на промежуточную массу 1 рукава высокого давления 2, смонтированные в бетонном коробе 3 деформируются на величину перемещения Δх1 в радиальном направлении. Площадь деформации рукавов высокого давления 2 увеличивается. Рабочая жидкость из рукавов высокого давления 2 по трубопроводу 7, обратному клапану 8 и регулируемому дросселю 9 поступает в гидропневмоаккумулятор 11. Величина перемещения Δх1 увеличивается до тех пор, пока величина амплитудного значения импульса силы F(t) не станет меньше или равна усилию со стороны рукавов высокого давления 2, сдеформированной в радиальном направлении.
При воздействии импульса силы F1(t) под углом α появляется касательная составляющая, промежуточная масса 1 дополнительно перемещается по горизонтали и деформирует рукава высокого давления 4 и 5 смонтированные в бетонном коробе 3 на величину перемещения Δх2. Площадь деформации рукавов высокого давления 4 и 5 увеличивается. Жидкость из рукавов высокого давления 4 и 5 по трубопроводам 23 и 24 соответственно, обратным клапанам 27 и 28 и регулируемым дросселям 29 и 30 поступает в гидропневмоаккумуляторы 25 и 26. Величина перемещения Δх2 увеличивается до тех пор, пока величина амплитудного значения воздействующего усилия не станет меньше или равна импульсу силы F1(t) со стороны рукавов высокого давления 4 и 5, сдеформированных в радиальном направлении.
Дополнительно демпфирующие элементы 6, установленные между рукавами высокого давления 2, 4 и 5, в случае превышения допустимых перемещений Δх1 и Δх2 не позволяют разрушиться рукавам высокого давления 2, 4 и 5 и демпфируют сильные колебания.
В дальнейшем импульс силы F(t) снимается, а рабочая жидкость из гидропневмоаккумуляторов 11 под действием среднего давления газа через регулируемый дроссель 9 поступает в рукава высокого давления 2 с меньшей скоростью, компенсируя перемещения Δх1. Энергия воздействия от импульса силы F(t) гасится на регулируемом дросселе 9. При последующих воздействиях импульса силы F(t) процесс повторяется.
В дальнейшем импульс силы F1(t) снимается, а рабочая жидкость из гидропневмоаккумуляторов 11, 25 и 26 под действием среднего давления газа через регулируемые дроссели 9, 29 и 30 поступает в рукава высокого давления 2, 4 и 5 с меньшей скоростью, компенсируя перемещения Δх1 и Δх2. Энергия воздействия от импульса силы F1(t) гасится на регулируемых 9, 29 и 30. При последующих воздействиях импульса силы F1(t) процесс повторяется.
Регулируемая площадь проходного сечения дросселей 9, 29 и 30 и величина давления в гидропневмоаккумуляторах 11, 25 и 26 определяют эффективный диапазон частот работы устройства, так как величина давления определяет жесткость рукавов высокого давления 2, 4 и 5, а площадь дросселей 9, 29 и 30 – темп поглощения энергии устройством.
Настройка площади сечения дросселей 9, 29 и 30 и величины давления в гидропневмоаккумуляторах 11, 25 и 26 осуществляется системой управления 33 по показаниям датчиков давления 12, 20 и акселерометра 34.
Система управления 33 обеспечивает согласованное взаимодействие следующих элементов: вентилей 10, 17, 21, 22, 31, 32, насоса 15, датчиков давления 12, 20, предохранительных клапанов 13, 19, регулируемых дросселей 9, 29, 30 и датчика акселерометра 34.
Использование рукавов высокого давления 2, 4 и 5 с разным внутренним диаметром и разной жесткостью, позволяет применять устройство в широком диапазоне действующих нагрузок, а использование демпфирующих элементов 6 помогает уменьшить износ рукавов высокого давления и продлить срок службы устройства.

Claims (1)

  1. Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок, содержащее промежуточную массу, установленную на первых рукавах высокого давления, смонтированных на основании бетонного короба, заполненных рабочей жидкостью и связанных трубопроводом с параллельно соединенными между собой первым обратным клапаном и первым регулируемым дросселем, которые соединены с первым гидропневмоаккумулятором, отличающееся тем, что между стенками короба и промежуточной массой дополнительно установлены вторые и третьи рукава высокого давления, заполненные рабочей жидкостью, которые трубопроводами соответственно соединены с параллельно соединенными между собой вторым обратным клапаном и вторым регулируемым дросселем, которые соединены со вторым гидропневмоаккумулятором и с параллельно соединенными между собой третьим обратным клапаном и третьим регулируемым дросселем, которые соединены с третьим гидропневмоаккумулятором, между всеми рукавами высокого давления размещены демпфирующие элементы, причем первый, второй и третий обратные клапаны и первый, второй и третий регулируемые дроссели соответственно соединены с первым, вторым и третьим вентилями, которые соединены с первым датчиком давления, первым предохранительным клапаном, фильтром, который соединен с насосом, связанным с баком, заполненным рабочей жидкостью, при этом первый, второй и третий гидропневмоаккумуляторы соответственно подключены к четвертому, пятому и шестому вентилям, которые соединены с четвертым обратным клапаном, вторым предохранительным клапаном и вторым датчиком давления, а к системе управления подключены вентили, насос, датчики давления, предохранительные клапаны, регулируемые дроссели и акселерометр, установленный на промежуточную массу.
RU2019110593A 2019-04-10 2019-04-10 Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок RU2707682C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110593A RU2707682C1 (ru) 2019-04-10 2019-04-10 Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110593A RU2707682C1 (ru) 2019-04-10 2019-04-10 Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707682C1 true RU2707682C1 (ru) 2019-11-28

Family

ID=68836477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019110593A RU2707682C1 (ru) 2019-04-10 2019-04-10 Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707682C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217210A (en) * 1990-10-24 1993-06-08 Mercedes-Benz Ag Motor vehicle spring support system with computer-assisted control
RU2298122C1 (ru) * 2005-11-30 2007-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Гидропневматический амортизатор
JP2007153173A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Honda Motor Co Ltd ハイドロニューマチックサスペンション
RU2340811C1 (ru) * 2007-06-06 2008-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Гидропневматический амортизатор с безинерционным гасителем

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217210A (en) * 1990-10-24 1993-06-08 Mercedes-Benz Ag Motor vehicle spring support system with computer-assisted control
RU2298122C1 (ru) * 2005-11-30 2007-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Гидропневматический амортизатор
JP2007153173A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Honda Motor Co Ltd ハイドロニューマチックサスペンション
RU2340811C1 (ru) * 2007-06-06 2008-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Гидропневматический амортизатор с безинерционным гасителем

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101653475B1 (ko) 댐퍼
US7314124B2 (en) Vibration damping apparatus
CN101413295B (zh) 自适应变频调谐质量阻尼减振装置及其自适应变频方法
EP1983213A3 (en) Damping force adjustable fluid pressure shock absorber
Cristofori et al. A novel pressure-feedback based adaptive control method to damp instabilities in hydraulic machines
SE0601962L (sv) Förfarande för att styra tryckbalansen mellan en dämparanordnings båda kammare samt en sådan dämparanordning
CN102506031A (zh) 一种基于双边溢流原理的液压管路流体脉动主动抑制方法
RU2707682C1 (ru) Устройство для демпфирования ударных и вибрационных нагрузок
JP2003534500A (ja) 液圧導管における圧力脈動を減衰するための装置
CN102912881A (zh) 可调液体粘滞阻尼器
JP2015206381A (ja) 回転マスダンパー
CN102678813B (zh) 缓冲装置及具有该缓冲装置的臂架的防后倾装置
Zæv et al. Energy efficient active vibration damping
CN205478676U (zh) 入流式流体脉动主动控制支路
CN113619342B (zh) 中频反共振频率可调三级减振被动悬架及其工作方法
CN103047335A (zh) 惯阻式吸振器
Sørensen et al. Numerical and experimental study of a novel concept for hydraulically controlled negative loads
CN104976278B (zh) 一种液压式扭矩补偿装置
JP4198296B2 (ja) オイルダンパ
Mikota A novel, compact pulsation compensator to reduce pressure pulsations in hydraulic systems
RU2298122C1 (ru) Гидропневматический амортизатор
Shih et al. Development of accumulated semi-active hydraulic damper
RU2465495C1 (ru) Амортизатор для систем ударозащиты
RU2340811C1 (ru) Гидропневматический амортизатор с безинерционным гасителем
JP2015203452A (ja) 振動低減装置及び免震構造物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210411