ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР ДЛЯ ГАШЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ КОЛЕБАНИЙ В ВИБРАЦИОННЫХ МАШИНАХ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для гашения резонансных колебаний в вибрационных машинах при пуске и торможении.
Большинство вибрационных транспортно-технологических машин работают в зарезонансной зоне колебаний. Поэтому при разгоне и торможении происходит резкое возрастание амплитуды колебаний (в десять и более раз), повышающее динамическую нагрузку на машину и снижающее, тем самым, их ресурс, в связи с чем амортизатор должен иметь два режима работы: рабочий режим - с малым коэффициентом сопротивления для минимизации потерь мощности на вибрацию и пуско-тормозной режим - с высоким коэффициентом сопротивления для гашения резонансных колебаний, причем сопротивление должно возрастать пропорционально амплитуде колебаний.
Известен пневматический амортизатор гашения механических колебаний, в частности в подвесках транспортных средств (патент РФ №2413104). Пневмоамортизатор содержит корпус и полый поршень, образующие замкнутый рабочий объем для рабочего агента, и средства крепления к устройству или системе. Свободный от крепления край корпуса снабжен устройством, содержащим тормозные колодки и привод, который прижимает их в нужный момент времени с необходимой силой к внешней поверхности полого штока. Первый и второй дополнительные замкнутые объемы связаны с рабочим объемом посредством клапанных узлов и выполнены в виде отдельных резервуаров высокого и низкого давлений с устройствами автоматического впуска и выпуска рабочего агента из замкнутого рабочего объема. Работой устройств, впуска и выпуска, а также привода тормозных колодок управляет процессор. С помощью датчиков процессор постоянно отслеживает заданные рабочие параметры амортизатора согласно заложенных в него программ с одной или рядом демпферных характеристик. Резервуары могут быть сменными, а процессор общим для нескольких амортизаторов.
Известный амортизатор не обеспечивает малого коэффициента сопротивления при свободном ходе и работает только на ходе сжатия, что исключает его применимость в вибрационных машинах.
Задача полезной модели заключается в создании пневматического амортизатора обеспечивающего снижение величины резонансных колебаний вибрационной машины при незначительном влиянии на величину ее рабочих колебаний.
Поставленная задача решается, тем что в пневматическом амортизаторе предназначенном для гашения резонансных колебаний в вибрационных машинах, содержащем цилиндр, с расположенными в нем штоком с поршнем установленным на штоке и двумя неподвижно установленными уплотнительными втулками, через центральные отверстия которых проходит шток, каждую из втулок располагают на расстоянии от поршня, равном шести рабочим амплитудам вибрационной машины. При этом диаметр поршня меньше внутреннего диаметра цилиндра на 1-2 миллиметра, а диаметр штока меньше диаметра внутреннего отверстия уплотнительных втулок на один миллиметр. На стенке цилиндра выполняют две пары одинаковых отверстий диаметром десять миллиметров, отверстия каждой пары располагают напротив друг друга между уплотнительными втулками на расстоянии двадцать миллиметров от каждой втулки, а нижний торец штока выступает за уплотнительную втулку, расположенную ниже поршня на расстояние равное шести рабочим амплитудам вибрационной машины.
Технический результат полезной модели заключается в создании пневматического амортизатора обеспечивающего снижение величины резонансных колебаний вибрационной машины работающего как на сжатие, так и на растяжение с возрастанием сопротивления пропорционально амплитуде колебаний, при незначительном влиянии на величину ее рабочих колебаний.
Полезная модель поясняется чертежами. На Фиг. 1 схематично изображен общий вид амортизатора, на Фиг. 2 схематично изображен амортизатор установленный на вибрационную машину.
Пневматический амортизатор для гашения резонансных колебаний в вибрационных машинах содержит цилиндр 2, в котором расположены крышка с отверстием 1 штока 3 с поршнем 5. Поршень 5 условно разделяет внутреннее пространство цилиндра 2 на нижнюю и верхнюю части. Диаметр поршня 5 меньше внутреннего диаметра цилиндра 2 на один-два миллиметра для обеспечения его свободного хода внутри цилиндра 2. Внутреннее пространство цилиндра 2 заполнено воздухом. На противоположных стенках цилиндра 2 выполнены по две пары одинаковых отверстий 6 диаметром десять мм, симметрично расположенных между уплотнительными втулками 4 и 7 на расстоянии двадцать миллиметров от каждой втулки. Расстояние в двадцать мм необходимо для плавности работы амортизатора. Отверстия 6 обеспечивают свободную циркуляцию воздуха с окружающей средой. Шток 3 проходит через центральные отверстия уплотнительных втулок 4 и 7, неподвижно установленных внутри цилиндра 2, при этом втулки 4 и 7 расположены от поршня 5 с разных сторон на расстоянии, равном шести рабочим амплитудам вибрационной машины. Диаметр штока 3 меньше диаметра внутреннего отверстия уплотнительных втулок 4 и 7 на один мм. Уплотнительная втулка 4 расположена над двумя отверстиями 6, выполненными выше поршня 5, а уплотнительная втулка 7 - ниже вторых двух отверстий 6, выполненных ниже поршня 5. Расстояние между уплотняющей втулкой 4 или 7 и ближайшими двумя отверстиями 6 определяет размер камеры сжатия.
Работа амортизатора осуществляется следующим образом.
Амортизатор 9 устанавливают между колеблющейся 8 и базовой 10 частями вибрационной машины. В рабочем режиме вибрационной машины колебательные движения поршня 5 происходят между уплотняющими втулками 4 и 7. Две пары отверстий 6, симметрично расположенных на стенках цилиндра 2, обеспечивают свободный выход воздуха. В этом режиме сопротивление движению штока 3 обусловлено: силой трения в местах контакта поршня 5 с цилиндром 2 и с уплотняющими втулками 4 и 7; силой инерции штока 3 с поршнем 5. Коэффициент сопротивления амортизатора 9 в данном режиме минимальный.
В моменты пуска и остановки вибрационной машины, как только амплитуда резонансных колебаний превысит в два раза величину рабочей амплитуды, поршень 5 перемещается внутри цилиндра 2, между втулками 4 и 7, таким образом перекрывая одну из пар отверстий 6, что вызывает сжатие воздуха в полостях цилиндра 2 выше уплотнительной втулки 4 или ниже уплотнительной втулки 7.
В этом случае движение поршня 5 сопровождается резким возрастанием пневматического сопротивления. Пропорционально возрастает и коэффициент сопротивления амортизатора 9. Амплитуда резонансных колебаний уменьшается.
Требуемый коэффициент сопротивления амортизатора устанавливается по величине разности внутреннего диаметра цилиндра 2 и диаметра поршня 5. Величина ограничения амплитуды устанавливается по разности между шириной поршня 5 и расстоянием между нижней и верхней парами отверстий 6.