SU1052756A1 - Damper of mechanical oscillations - Google Patents

Damper of mechanical oscillations Download PDF

Info

Publication number
SU1052756A1
SU1052756A1 SU823466425A SU3466425A SU1052756A1 SU 1052756 A1 SU1052756 A1 SU 1052756A1 SU 823466425 A SU823466425 A SU 823466425A SU 3466425 A SU3466425 A SU 3466425A SU 1052756 A1 SU1052756 A1 SU 1052756A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mass
piston
cylinder
diameter
ratio
Prior art date
Application number
SU823466425A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Павлович Человань
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4461
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 Предприятие П/Я Г-4461 filed Critical Предприятие П/Я Г-4461
Priority to SU823466425A priority Critical patent/SU1052756A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1052756A1 publication Critical patent/SU1052756A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression 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

Abstract

ГАСИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ , содержащий параллельно установленные и предназначенные дл  св зи защищаемого объекта с вибрирующим основанием упругий элемент и жидкостный . демпфер, выполненный в виде цилиндра с поршнем, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эффективности гащени  колебаний в диапазоне частот, меньших частоты собственных колебаний задщщаемого объекта, поршень вьтолнен в форме эллипсоида вращени  с отношением полуосей, равным 0,3-0,6, отношением диаметра его наибольшего поперечного сечени  к диамет- ру цилиндра, равным 0,4-0,7, а отношение массы подвижной системы к массе жидкости, вытесн емой поршнем, определено из соотношени  .( - Тп ,f-o,(fo,,).MB(f, 60ч Шо где М - масса подвижной системы; - масса жидкости, вытесненна  поршнем; (j - частота колебаний основаI HHji; СОр- собственна  частота коле (Л баний массы; Я - длина поршн , равна  больс: шой оси эллипсоида; с - д1-1аметр наибольшего поперечного сечени  поршн , равный малой оси эллипсоида; D - диаметр цилиндра. М / -J W Ё JiLA MECHANICAL VIBRATION GASILE, containing in parallel installed and intended for communication of the protected object with a vibrating base, an elastic element and a liquid element. a damper made in the form of a cylinder with a piston, characterized in that, in order to increase the effectiveness of vibration damping in the frequency range lower than the natural frequency of the object being pressed, the piston is ellipsoid rotary with a semi-axis ratio equal to 0.3-0.6, the ratio of the diameter of its largest cross section to the diameter of the cylinder is 0.4-0.7, and the ratio of the mass of the moving system to the mass of fluid displaced by the piston is determined from the ratio. (- Tn, fo, (fo ,,). MB (f, 60h Sho where M is the mass of the moving system; is the mass of the mass (j - oscillation frequency of the base I HHji; SOR - natural frequency of the stake (L B); D is the diameter of the cylinder. M / -JW YO JiL

Description

Изобретение относитс  к средства гашени  механических колебаний и мо жет быть использовано дл  гашени  колебаний различных объектов и устройств , соединенных упругими элемен тами с вибрирующим основанием. Известен гаситель механических колебаний, содержащий параллельно установленные и предназначенные дл  св зи защищаемого объекта с вибрирующим основанием упругий элемент и жидкостной демпфер, выполненный ;В виде цилиндра с поршнем, С защища :мым объектом посредством дополнител ного упругого элемента соединена дополнительна  масса, т.е. имеет ме то динамический гасител,ь колебаний Т. - Недостатком известного гасител  кол.баний  вл етс  то, что, обеспечива  эффективное гашение колебаний при заданной частоте их, он вызывае . значительное-увеличение амплитуды и виброперегрузки защищаемого объекта при изменении частоты от О до 00х Цель изобретени - повышение эффективности гаиени  колебаний в диа пазоне частот, меньщих частоты собственных колебаний защищаемого объек та. Указанна  цель достигаетс  тем. Что в гасителе механических колебаний , содержащем параллельно установленные и предназначенные дл  св зи защищаемого объекта с вибрирующим о нованием упругий элемент и жидкостный демпфер, выполненный в виде цилиндра с поршнем, поршень выполнен в форме эллипсоида вращени  с отношением полуосей, равным 0,3-0,6-, от ношением диаметра его наибольшего ;поперечного сечени  к диаметру цилиндра , равным 0,4-0,7, а отнощение массы подвижной системы к массе жид кости, вытесн емой поршнем, определено из соотношени  : -.нО,Ц|-0,,)и«( .Ц4-Ц{-Ш где М - масса подвижной системы; tn-f- масса жидкости, вытесненна  порщнем W)(- частота колебаний основани  Wo собственна  частота колебаний массы5 Q - длина поршн , ранна  большой оси эллипсоида; d - диаметр наибольшего поперечного сече1ш  поршн , равный . малой оси эллипсоида; . О - диаметр цилиндра. Иа чертеже изображена схема предлагаемого касител . Гаситель содержит упругий элемент 1, ус1ановленный параллельно ему жидкостной демпфер, выполненный в виде цилиндра 2 и поршн  3. Цилиндр 2 соединен с вибpиpyroшJ м основанием 4, а поршень 3 соединен с защищаемым объектом 5. Порщень 3 вьтолнен в эллипсоида вращени  с отношением полу- . осей равным 0,3-0,6, отношением диаметра его наибольшего поперечного сечени  равным 0,4-0,7. Гаситель работает следуюш {м обра .зом. При колебани х основани  4.на защищаемом объекте 5 через упругий элейент 1 создаетс  пульсирующее усилие , Вектор которого по фазе совпадает с. вектором перемещени  основани  4. Одновременно при ускоренном движении жидкости вместе с цилиндром 2 и ускоренном перемещении поршн  3 относительно цилиндра- -2 с жидкостью, на поршне 3 возникает усилие , обусловленное инерционностью ., жидкости, которое при определенном значении присоединенной массы порщн  и массы жидкости им вь тесн емой и ,опре.дел,енной заданной частоте компенсирует усилие, создава-емре путем деформации упругого элемента 1, Св зь между амплитудой синусоидальных колебаний массы М-8 и амгтитудой основани  So определ етс  формулой 8.е --8ое ,,, СЧ.ШоЧсо -Цып где срд , 1|| - соответственно фазы колебаний массы и основани ; жесткость упругого элемента; соответственно присоединенна  масса, поршн , масса жидкости, вытесненна  поршнемJ 1 - коэффициент демпфировани  свободных ко лебаний системы. з формулы (1) следует, что, если демпфирование незначительно, что имеет место при малой в зкости жидкост и малом гидродинамическом сопротивлении поршн , и величиной JGVt можно пренебречь, то при массах т и т-,., выбранных из услови  амплитуда колебаний массы на частот ( ОI будет , т.е. она будет гасить Из формулы (1) также следует, чт резонанс системы наступает при Из формулы (З) видно, что присоеди .ненна  масса уменьшает частоту 00, что нежелательно, так как ведет к снижению частотного диапазона дейст ви  гасител  колебаний. Величина присоединенной массы, а также гидродинамическое сопротивление определ етс  как размерами, так и формой тела. По сравнению с ци линдром, шаром и т.д. выт нутый эллипсоид вращени  при равном миделевом сечении имеет меньшее значение этих параметров, поэтому така.  форма поршн  дл  предлагаемого гасител   вл етс  наиболее приемлемой. Дл  вы влени  оптимальных отношений между размерами Q провод т экспериментальные исследовани , которые показывают, что отношени  долж ны братьс  в интервалах g 0,3-6,6, а 0,4-0,7. При варьировании отнопений в указанных пределах присоединени  масса Шд, отнесенна  к массе жидкости, вытесненной эллипсоидом, колеблетс  в пределах 0,16-1,32. Увеличение эти отношений, например за счет увеличени  , ведет к резкому увеличению этой величины и росту демпфировани  в результате в зкого жидкостного трени  в узком зазоре между стенками эллипсоида и цилиндра 2. Так, при о « -, d гч О 7Г 0,7; -j;; 0,8 величина d Vf,- 2,6, Следовательно, по сравнению с рекомендуемыми верхними пределами эти пределы дают превьштение т,, над m-r уже на 160% против 32%, что ведет к резкому сужению частотного диапазона действи  гасител . Снижение нижних пределов этих от .ношений также нецелесообразно, так как их уменьшение, например путем увеличени  размеров ьи D, дает ма лый технический эффект при значительном увеличении габаритов гасител . Так например, при увеличении размера ei в 1,5 раза, и D в 1,25 раза величина m , составл вша  дл  рекомендуемых нижних пределов 16% от т, снижаетс  всего на 8% до 0,08. В результате проведенных э|сспериментальных исследований дл  указанных ,пределов отношений -д- 0,3-0,6 и -JJ 0,4-0,7 получена эмпирическа  зависимость, св зывающа  отношение 0 Jda d с отношени ми ,в(|-о.т){..,4|) - m,p|.c,.J, где р - плотность жидкости, Условие гашени  колебаний (2), учитьюа  формулы (3), преобразовывают и получают в виде ,(-)( расчете гасител  вначале из конструктивных соображений выбирают отношени  -Д-; - и по формуле () определ ют К.. Далее по заданному значению М, COj и отношению -щ, использу  формулу (6), наход т п, по формуле (5) величины аи d, по формуле (-3) величину С.The invention relates to a means of damping mechanical vibrations and can be used to dampen vibrations of various objects and devices connected by elastic elements with a vibrating base. A mechanical vibration damper is known, which contains in parallel a resilient element and a liquid damper made in connection with the object to be protected with a vibrating base; In the form of a cylinder with a piston, C is protected: an additional mass is connected to the object by means of an additional elastic element, i.e. has a dynamic quencher, oscillations T. - A disadvantage of the known quencher quencher is that, providing effective damping of oscillations at a given frequency, they cause. a significant increase in the amplitude and vibration overload of the protected object when the frequency changes from 0 to 00x. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the emission oscillation in the frequency range lower than the natural frequency of the protected object. This goal is achieved by In the mechanical vibration damper, which contains a parallel-installed and intended to connect the object to be protected with a vibrating supply, an elastic element and a liquid damper, made in the form of a cylinder with a piston, the piston is made in the form of an ellipsoid of rotation with a half-axis ratio equal to 0.3-0, 6-, the ratio of its largest diameter; the cross-section to the diameter of the cylinder, 0.4-0.7, and the ratio of the mass of the moving system to the mass of liquid displaced by the piston is determined from the ratio: -NO, C | -0 ,,) and "(.Ts4-Ts {-Sh where M is the mass of substrates tn-f is the mass of a fluid displaced by W) (- frequency of wobble base Wo own mass oscillation 5 Q - piston length wounded to the major axis of the ellipsoid; d - diameter of the largest cross section of the piston, equal to the small axis of the ellipsoid;. О - cylinder diameter Figure 1 shows a diagram of the proposed ticker.The damper contains an elastic element 1, installed in parallel with it a liquid damper, made in the form of a cylinder 2 and a piston 3. The cylinder 2 is connected to a vibrating base 4, and the piston 3 is connected to the protected object 5. Pryshchen 3 is complete in an ellipsoid of rotation with a ratio of semi-. axes of 0.3-0.6, the ratio of the diameter of its largest cross section of 0.4-0.7. The damper works as follows. With oscillations of the base 4. on the protected object 5, a pulsating force is created through the elastic element 1, the vector of which in phase coincides with. the vector of movement of the base 4. Simultaneously with the accelerated movement of the fluid together with the cylinder 2 and the accelerated movement of the piston 3 relative to the cylinder -2 with a liquid, a force arises on the piston 3 due to the inertia of the fluid, which at a certain value of the added mass coupled with the cramped and, determined by the specific frequency, the force is created by the strain of the elastic element 1, the connection between the amplitude of the sinusoidal oscillations of the mass M-8 and the amplitude of the base So is determined Formula 8.e - 8th ,,, СЧ.ШоЧо-Цып where srd, 1 || - respectively, the phase of oscillation of the mass and base; stiffness of the elastic element; respectively, the attached mass, piston, fluid mass displaced by the piston J 1 is the damping coefficient of the free oscillations of the system. From formula (1) it follows that, if the damping is insignificant, which takes place at low fluid viscosity and low hydrodynamic resistance of the piston, and the value JGVt can be neglected, then at masses m and m -,. frequencies (OI will be, that is, it will dampen. From formula (1) it also follows that the resonance of the system occurs when) From formula (S) it is clear that the added mass reduces frequency 00, which is undesirable because it leads to a decrease the range of action of the vibration damper. mass and hydrodynamic resistance is determined by both the size and shape of the body. Compared with the cylinder, ball, etc., an elongated ellipsoid of rotation with equal mid-section has a smaller value of these parameters, therefore the piston shape for the proposed extinguisher is the most appropriate .To determine the optimal relationship between the Q dimensions, experimental studies are conducted, which show that the ratios should be taken in intervals of 0.3-6.6, and 0.4-0.7. When varying otneny within the specified range of attachment, the mass Sd, related to the mass of the liquid displaced by the ellipsoid, varies in the range of 0.16-1.32. An increase in these relations, for example, due to an increase, leads to a sharp increase in this value and an increase in damping as a result of a viscous fluid friction in the narrow gap between the walls of the ellipsoid and cylinder 2. Thus, with o "-, d gc O 7G 0.7; -j ;; 0.8 d df, - 2,6, Therefore, compared to the recommended upper limits, these limits give the excess of m ,, over m-r already by 160% versus 32%, which leads to a sharp narrowing of the frequency range of the damper. Reducing the lower limits of these ratios is also impractical because their reduction, for example, by increasing the size of your D, gives a small technical effect with a significant increase in the size of the damper. For example, when increasing the size of ei by 1.5 times, and D by 1.25 times the value of m, which was 16% of tonnes for the recommended lower limits, decreases by only 8% to 0.08. As a result of the conducted e | experimental studies for the indicated limits of the relations –d – 0.3–0.6 and –JJ 0.4–0.7, an empirical relationship was obtained relating the 0 Jda d ratio to the relations in (| - о.т) {.., 4 |) - m, p | .c, .J, where p is the density of the liquid, the condition for damping oscillations (2), by learning formulas (3), is transformed and obtained as, (-) (In the calculation of the quencher, at first, from the design considerations, the ratios -D- are selected; and the K is determined by the formula (). a) d values mule (-3) size C.

Claims (1)

ГАСИТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий параллельно установленные и предназначенные для связи защищаемого объекта с вибрирующим основанием упругий элемент и жидкостный .· демпфер, выполненный в виде цилиндра с поршнем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний в диапазоне частот, меньших частоты собственных колебаний защищаемого объекта, поршень выполнен в форме эллипсоида вращения с отношением полуосей, равным 0,3-0,6, отношением диаметра его наиболь шего поперечного сечения к диаметру цилиндра, равным 0,4-0,7, а отношение массы подвижной системы к массе жидкости, вытесняемой поршнем, определено из соотношения <·«(ΗΗ«ΙΊ·.Muffler of mechanical vibrations, containing in parallel mounted and designed to connect the protected object with a vibrating base, an elastic element and a liquid. · Damper made in the form of a cylinder with a piston, characterized in that, in order to increase the efficiency of damping oscillations in the frequency range lower than the frequency of natural vibrations of the protected object, the piston is made in the form of an ellipsoid of revolution with a half-axis ratio of 0.3-0.6, the ratio of the diameter of its largest cross-section to the diameter of the cylinder is m 0.4-0.7, and the ratio of the mass of the mobile system to the mass of fluid displaced by the piston is determined from the relation <· «(ΗΗ« ΙΊ ·. где 1Ц - масса подвижной системы;where 1C is the mass of the mobile system; тт - масса жидкости, вытесненная поршнем;t t - mass of fluid displaced by the piston; - частота колебаний основанная ;- based oscillation frequency; С0о~ собственная частота колебаний массы; .С0 о ~ natural frequency of mass oscillations; . □ - длина поршня, равная большой оси эллипсоида;□ is the piston length equal to the major axis of the ellipsoid; cJ - диаметр наибольшего поперечного сечения поршня, равный малой оси эллипсоида;cJ is the diameter of the largest cross section of the piston equal to the minor axis of the ellipsoid; D - диаметр цилиндра.D is the diameter of the cylinder. SU .„1052756SU. „1052756 105275ο .2105275ο .2
SU823466425A 1982-07-07 1982-07-07 Damper of mechanical oscillations SU1052756A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823466425A SU1052756A1 (en) 1982-07-07 1982-07-07 Damper of mechanical oscillations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823466425A SU1052756A1 (en) 1982-07-07 1982-07-07 Damper of mechanical oscillations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1052756A1 true SU1052756A1 (en) 1983-11-07

Family

ID=21021079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823466425A SU1052756A1 (en) 1982-07-07 1982-07-07 Damper of mechanical oscillations

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1052756A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984258A (en) * 1984-03-16 1991-01-08 B.V. Optische Industries "De Oude Delft" Apparatus for slit radiography comprising discrete, controllable attenuation elements coacting with a slit diaphragm
US5337991A (en) * 1992-02-11 1994-08-16 Young Russell D Low resonant frequency vibration isolation system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. Тимошенко С.П. Колебани в инженерном деле. М., Наука, 1967, с. 209 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984258A (en) * 1984-03-16 1991-01-08 B.V. Optische Industries "De Oude Delft" Apparatus for slit radiography comprising discrete, controllable attenuation elements coacting with a slit diaphragm
US5337991A (en) * 1992-02-11 1994-08-16 Young Russell D Low resonant frequency vibration isolation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107061614A (en) A kind of adjustable composite buffer of rigidity
SU1052756A1 (en) Damper of mechanical oscillations
CN210916979U (en) TMD device for realizing frequency self-tuning through shear thickening damping fluid
CA2087669A1 (en) Dynamic two frequency vibration damper
Marano et al. Stochastic optimum design of linear tuned mass dampers for seismic protection of high towers
CN110500375B (en) TLMD vibration reduction system
JPS58146744A (en) Vibration absorber
Norris et al. Implementation of tuned vibration absorbers for above ground pipeline vibration control
SU1052755A1 (en) Damper
Spillane et al. Vibration absorbers for deepwater TLP’s
SU1460511A1 (en) Hydrodynamic throttle
SU947519A1 (en) Vibration suppressor
RU2091947C1 (en) Cross-bar for wires of aerial power lines
SU959816A2 (en) Hydrodynamic vibrator
RU87481U1 (en) VIBRATOR
WO2023107047A2 (en) A mass damper system with tuned liquid column
RU2327067C1 (en) Damper
RU2261382C1 (en) Hydraulic vibration support
SU1010341A1 (en) Shock absorber
SU1054596A1 (en) Damper
RU1768815C (en) Vibration isolator
JPS59226377A (en) Progressive wave generator
SU1173085A1 (en) Hydraulic damper
SU981513A1 (en) Vibration-insulated foundation
SU647661A2 (en) Pressure reduction valve