ДИНАМИЧЕСКИЙ САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для защиты от вибраций различных объектов, в частности, металлорежущих станков.
Известен динамический гаситель колебаний, содержащий массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента, выполненного в виде манометрической трубки, гофрированной в продольном направлении; систему подачи рабочего тела в полость трубки и контроля давления в ней / см. патент РФ №1716214, кл. F16F 15/00, 1992.
Однако данный динамический гаситель колебаний имеет ряд серьезных недостатков. Во-первых, это предельная сложность как конструкции гасителя, системы регулирования его жесткости, так и процесса перестройки собственной частоты гасителя; во-вторых, низкая точность настройки гасителя, объясняемая отсутствием автоматического процесса настройки и необходимостью, вследствие этого, последовательного повторения цикла операций по изменению частоты гасителя изменением давления рабочего тела в полости манометрической трубки и регистрации амплитуды колебаний защищаемого объекта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к данной полезной модели является динамический гаситель, содержащий массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента. Упругий элемент выполнен в виде немагнитной пластинки, имеющей сквозной паз, расположенный под острым углом к продольной оси пластинки. Гаситель снабжен немагнитным призматическим замкнутым резервуаром, заполненным наполовину ферромагнитным порошком и установленным плоским днищем с переменной вдоль продольной оси резервуара толщиной на одной из сторон пластинки в зоне паза, а также плоским постоянным магнитом, размещенным на пластинке с другой ее стороны / см. патент РФ №2151930, кл. F16F 6/00, F16F 15/00, 1997.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, низкая точность настройки, нетехнологичность в изготовлении, погрешности связанные с магнитными «наводками».
Задача полезной модели состоит в упрощении конструкции и расширении ее функциональных возможностей.
Поставленная задача достигается тем, что динамический гаситель колебаний содержит массу, присоединенную к защищаемому объекту посредством упругого элемента. Упругий элемент выполнен в виде балки, закрепленной консольно, и прикреплен к защищаемому объекту через корпус и пневматический демпфер. При этом масса имеет Т-образную форму, в верхней части которой сделан сквозной паз для балки, а в нижней выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта. Масса имеет возможность перемещения за счет применения ходового винта и шагового двигателя от системы управления.
Конструкция устройства поясняется чертежами на фиг.1, фиг.2, фиг.3.
На фиг.1 показан общий вид конструкции гасителя. На фиг.2 - общий вид в разрезе. На фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.
Предлагаемый динамический гаситель установлен на защищаемом объекте 1 и содержит массу 2, прикрепленную к консольно закрепленной балке 3 при помощи крышки 4 и болтов 5. Один конец балки 3 закреплен жестко на корпусе 6 пластиной 7 и винтами 8, другой - фиксируется в подложке 9, установленной на стойке пневматического демпфера 10, и закрепляется пластиной 11 и винтами 12. Масса 2 имеет Т-образную форму. В верхней части формы, по центру, выполнен сквозной паз для балки 3. В нижней части выполнено сквозное резьбовое отверстие для ходового винта 13. С боковых сторон выполнены резьбовые отверстия 14, для крепления дополнительных грузов. В центре крышки 4 выполнено сквозное резьбовое отверстие, в которое вкручен датчик 15. На объекте 1 установлен датчик 16. Ходовой винт 13 прикреплен к стойке пневматического демпфера 10 при помощи стопорного кольца 17. С обеих сторон гасителя к основанию 18 прикреплены два уголка 19 при помощи винтов 20. Демпфер 21 состоит из верхней и нижней частей и прикреплен вместе с корпусом 6 к основанию гасителя 18 болтами 22. В демпфере 21 установлены два клиновидных болта 23, через которые выходит воздух. Резиновая прокладка 24 использована для разделения двух полостей демпфера 21. К корпусу 6, в котором выполнено сквозное отверстие 25, крепится шаговый двигатель 26 винтами 27 (фиг.2). Также в корпусе 6 установлены муфта 28, втулка 29 с роликами 30 (фиг.3).
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Динамический гаситель жестко крепится при помощи болтов к объекту 1, колебания которого нужно гасить. При возникновении вертикальных колебаний на объекте 1 опосредованно системой управления осуществляется перемещение массы 2 через ходовой винт 13 вдоль упругой балки 3. Балка 3 начинает совершать изгибные колебания, которые гасит пневматический демпфер 21. Для гашения колебаний объекта 1 необходимо так настроить гаситель путем изменения жесткости упругой балки 3, чтобы собственная частота гасителя соответствовала частоте вынужденных колебаний объекта 1. В предлагаемой конструкции такая настойка осуществляется автоматически по алгоритму, заложенному в системе управления. Датчик 15, установленный на массе 2, сравнивает частоту колебаний с датчиком 16, установленном на защищаемом объекте 1. При достижении частоты колебания виброгасителя и частоты объекта 1 возникает эффект виброгашения. Муфта 28 передает крутящий момент от шагового двигателя 26 на ходовой винт 13. Дополнительно рабочий диапазон гасителя можно изменять за счет изменения массы 2, с помощью дополнительных грузов. Втулка 29 с роликами 30 обеспечивают движение ходового винта 13 в заданном направлении, остальные движения игнорируются. Пневматический демпфер 21 позволяет изменять коэффициент демпфирования колебаний для исключения значительных амплитуд колебаний демпфера.
Предлагаемое устройство гасит поперечные колебания только в заданном направлении.
В отличие от известных устройств для гашения колебаний использование предлагаемого динамического гасителя позволяет упростить конструкцию, расширить его функциональные возможности, за счет применения ходового винта и шагового двигателя с системой управления. Устройство имеет небольшие габариты и может быть установлено практически на любом типе объектов, а также позволяет автоматизировать такую трудоемкую операцию, как процесс настройки гасителя, носящую в ряде случаев полностью ручной характер. Настройка гасителя происходит в автоматическом режиме, нет необходимости последовательно изменять жесткость балки на определенный шаг, фиксировать амплитуду колебаний объекта, вновь изменять жесткость и вновь регистрировать амплитуду и т.д., что, естественно, приводит к низкой точности настройки гасителя, обусловленной шаговой погрешностью.