ПРУЖИННЫЙ ДЕМПФЕР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к судостроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам для гашения крутильных колебаний коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.
Известен демпфер крутильных колебаний с цилиндрическими пружинами, используемый для автомобильных силовых передач (а.с. СССР №1548554, 1990 г.). Недостатком устройства является ограниченность его применения для энергетических установок с большим количеством резонансных частот крутильных колебаний.
Самым близким по технической сути является пружинный демпфер фирмы «Geislinger» (Австрия). Устройство имеет корпус, внешний обод, между которыми находятся промежуточные вставки, жестко связанные монтажными болтами с фронтальной и задней поверхностями покрышки демпфера. Между промежуточными вставками находятся рессорные пружинные пластины, жестко закрепленные одним концом к корпусу, смазываемые маслом под давлением от двигателя внутреннего сгорания (см. каталог «Geislinger. Damper Catalog. Version 15.9», Austria, 2020, стр. 4). Однако устройство не позволяет визуально контролировать положение рессорных пружинных пластин, распределение масляного слоя и обеспечивать высокоскоростную съемку процесса работы демпфера при его контрольных испытаниях и научно-технических исследованиях.
Технический результат - повышение эффективности устройства при его использовании.
Он достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус, внешний обод, между которыми находятся промежуточные вставки, жестко связанные монтажными болтами с покрышкой, состоящей из фронтальной и задней поверхности, рессорные пружинные пластины, находящиеся между промежуточными вставками, жестко закрепленные одним концом к корпусу, при этом фронтальная поверхность покрышки выполнена прозрачной из термопластичного полимера, жестко связана монтажными болтами с задней металлической поверхностью и промежуточными вставками, с нанесенной на нее градуировкой для определения угловой амплитуды колебаний рессорных пружинных пластин.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже, фиг. 1 - вид в разрезе, фиг. 2 - вид сбоку (в разрезе), фиг. 3 - фронтальная прозрачная поверхность покрышки с градуировкой (общий вид).
Пружинный демпфер крутильных колебаний имеет корпус 1, внешний обод 2, между которыми находятся промежуточные вставки 3, жестко закрепленные монтажными болтами 4. Устройство оснащено покрышкой 5 с прозрачной фронтальной поверхностью из термопластичного полимера и металлической задней поверхностью 6. На фронтальной поверхности покрышки 5 выполнена градуировка 7 от 0 до 360 угловых градусов для определения угловой амплитуды колебаний рессорных пружинных пластин 8. Рессорные пружинные пластины 8, расположенные между промежуточными вставками 3, жестко закреплены одним концом к корпусу 1. Пластины 8 смазываются маслом под давлением через отверстие 9 от вала двигателя внутреннего сгорания (на чертеже не показан).
Покрышка пружинного демпфера крутильных колебаний имеет фронтальную прозрачную поверхность с градуировкой, позволяющей определить точные положения и изгиб рессорных пружинных пластин при крутильных колебаниях.
Термопластичный полимер - ПВХ пластик стоек к агрессивным средам, прочен, обладает ремонтопригодностью и хорошими диэлектрическими свойствами, имеет хорошую химическую и ударную стойкость (Ноздрина Л.В., Короткова В.И. Термопластичные полимеры для конструкционных композиционных материалов (обзор), в сборнике Конструкции из композитных материалов, №1, 1991. - 15 с.).
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 пружинного демпфера закрепляется жестко на валу двигателя внутреннего сгорания (ДВС). При вращении корпуса 1 в процесс вовлекается внешний обод 2 и промежуточные вставки 3. Рессорные пружинные пластины 8, находящиеся между промежуточными вставками 3, одним концом закреплены в корпусе 1 и при возникновении крутильных колебаний вала ДВС создают упругий демпфирующий момент, снижающий амплитуду крутильных колебаний. Градуировка 7, нанесенная на фронтальную поверхность покрышки 5, позволяет определить точные положения и изгиб рессорных пружинных пластин при крутильных колебаниях в процессе всего цикла работы пружинного демпфера. Происходит нагрев рессорных пружинных пластин 8. Для охлаждения рессорных пружинных пластин 8 они смазываются смазочным маслом, поступающим через отверстие 9 от вала ДВС. Контроль положения рессорных пружинных пластин 8 и осуществление высокоскоростной исследовательской видеосъемкой изменения положения рессорных пружинных пластин 8 и промежуточных вставок 3 при крутильных колебаниях производится через фронтальную прозрачную поверхность покрышки 5.
Нанесенная на прозрачную поверхность фронтальной покрышки 5 градуировка 7 с ценой деления 1 градус поворота позволяет оценить угловую координату положения промежуточных вставок 3 и изгиб рессорных пружинных пластин 8 при возникновении крутильных колебаний, в том числе, определить максимальную величину изгиба рессорных пружинных пластин 8 при резонансных колебаниях и повысить эффективность работы пружинного демпфера. При возникновении крутильных колебаний градуировка 7 позволяет с достаточной точностью визуально определить угловую амплитуду крутильных колебаний в градусах поворота. Визуальное определение амплитуды крутильных колебаний осуществляется с момента начала вращения демпфера (для амплитуды 0 градусов поворота) и до достижения максимальной амплитуды крутильных колебаний (в среднем до 5 градусов поворота) в процессе его вращения. Градуировка 7 в 360 градусов поворота позволяет определить точное угловое положение каждой из промежуточных вставок 3 и деформацию каждой рессорной пружинной пластины 8 при крутильных колебаниях, а также облегчает определение положение и идентификацию деталей пружинного демпфера при его сборке, при замене рессорных пружинных пластин 8 или полной разборки при ремонте. Весь процесс снимается при помощи скоростной видеокамеры с частотой кадров от 200 кадров в секунду и подвергается дальнейшему анализу и контролю при помощи компьютерной обработки изображения кадров.
Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет контролировать техническое состояние отдельных элементов демпфера и повысить эффективность его работы.