ВИБРОГАСИТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к виброгасящим устройствам в машиностроении и может быть использована для снижения уровня вибраций, возникающих при работе на металлообрабатывающем оборудовании и контрольно-измерительных машинах.
Виброгасители, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относятся, в частности, динамические виброгасители, описанные в книге: Б.П.Бармин Вибрации и режимы резания. - М.: Машиностроение, 1972. Стр. 55. Основными элементами в них являются шток, связанный с колеблющимся объектом, закрепленная перпендикулярно его оси упругая мембрана и соединенный с ней груз. Энергия колебаний объекта в таких виброгасителях гасится за счет того, что сила инерции груза и силы, вызывающей колебания объекта, направлены встречно.
Известные виброгасители довольно просты, однако надежно они работают только в узком диапазоне возмущающих частот.
Отмеченного недостатка лишен динамический виброгаситель, защищенный авторским свидетельством СССР №518589, кл. F16F 15/02, принятый нами за прототип. Этот виброгаситель содержит шток-корпус, закрепленный на колеблющемся объекте, соединенную с ним упругую мембрану, груз, связанный со штоком-корпусом через мембрану, электромагнит, установленный неподвижно на штоке над грузом и электрически связанный с ним датчик частоты.
Для использования виброгасителя шток-корпус ввертывают в колеблющийся объект. Под действием вибраций датчик частоты генерирует напряжение, пропорциональное частоте вынужденных колебаний объекта, и подает его на электромагнит. Электромагнит начинает действовать на груз и вместе с ним создает некоторую деформацию мембраны.
Подавая дополнительное напряжение на клемму питания электромагнита и этим уменьшая деформацию мембраны, устанавливают частоту собственных колебаний груза, равную частоте вынужденных колебаний объекта, и тем самым обеспечивают резонанс и наилучшую виброгасящую способность устройства.
Если частота вынужденных колебаний объекта изменится, например, увеличится, изменится (увеличится) также и сигнал от датчика частоты, электромагнит уменьшит деформацию мембраны (подтянет груз вверх) и соответственно увеличит частоту собственных колебаний груза, сохраняя резонанс. При уменьшении частоты вынужденных колебаний деформация мембраны увеличится (груз несколько опустится), и частота собственных колебаний груза на мембране соответственно уменьшится. Таким образом обеспечивается равенство вынужденных и собственных частот колебаний и поддержание наилучшей виброгасящей способности прототипа в широком диапазоне возмущающих частот.
Несмотря на достоинства, виброгаситель-прототип, однако, имеет и существенный недостаток. Он пригоден только для гашения вертикальных колебаний, поскольку поднастраивается за счет регулирования статической осадки груза. Это не всегда удобно, так как поверхность, на которую устанавливается виброгаситель, может быть по-разному ориентирована в пространстве, и ее вибрации могут быть также ориентированы не вертикально.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, обеспечивающего возможность снижения уровня вибрации при ориентации оси виброгасителя в любых направлениях.
Достигается решение задачи тем, что виброгаситель, содержащий устанавливаемый на колеблющемся объекте шток-корпус, закрепленные на штоке-корпусе датчик частоты и груз, снабжен пружинами, взаимодействующими со штоком-корпусом и грузом, регулируемым дросселем, связанным с датчиком частоты, шток-корпус выполнен пустотелым, груз размещен в штоке-корпусе посередине с образованием полостей по обе стороны от него, пружины размещены в полостях штока-корпуса, причем полости заполнены жидкостью и соединены с регулируемым дросселем.
На рисунке 1 изображен предлагаемый виброгаситель.
Он содержит пустотелый шток-корпус 1, груз 2, расположенный внутри корпуса посередине и разделяющий внутренний объем штока-корпуса на две полости, пружины 3, размещенные по обе стороны груза 2, датчик частоты 4, установленный на штоке-корпусе 1, регулируемый дроссель 5, регулирующий вход которого через усилитель 6 соединен с выходом датчика частоты 4.
Полости штока-корпуса заполнены жидкостью (машинным маслом), соединены с дросселем 5 (через него между собой). Перед использованием виброгаситель устанавливается на вибрирующем объекте 7, причем так, чтобы его ось располагалась соосно с направлением вибрации объекта.
При установившейся частоте вынужденных колебаний штока-корпуса 1 виброгасителя, закрепленного на вибрирующем объекте 7, поджатый пружинами 3 груз 2 имеет частоту собственных колебаний близкую к частоте вынужденных колебаний. Под действием вибраций датчик частоты 4 выдает определенный сигнал, который, проходя через усилитель 6, воздействует на регулирующий вход дросселя 5 и задает дросселю определенное сопротивление. От внешней вибрации груз 2 колеблется, и жидкость движется в прямом и обратном направлениях между полостями штока-корпуса 1 через дроссель 5. При этом в дросселе происходит жидкостное трение, обусловленное его сопротивлением. Если частота вынужденных колебаний возрастает, то по сигналу датчика 4 дроссель 5 уменьшает сопротивление в системе, то есть жидкостное трение уменьшается, что приводит к соответствующему возрастанию частоты собственных колебаний. Аналогично, уменьшение частоты вынужденных колебаний приводит к увеличению жидкостного трения, а значит и к уменьшению частоты собственных колебаний. Поэтому виброгаситель однажды настроенный на резонанс частот все время будет сохранять такое состояние. Это обеспечивает поддержание требуемой виброгасящей способности в широком диапазоне частот. При этом если вибрации ориентированы горизонтально, вертикально или иначе, виброгаситель будет успешно работать. Для этого только нужно, чтобы его ось совпадала с направлением вибрации.