ДВУХКАСКАДНОЕ АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ КРЕПЛЕНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА

Заявляемая полезная модель относится к области вибрации в машиностроении, в частности, к конструкциям центробежных вентиляторов со спиральным корпусом с двухкаскадным амортизирующим креплением, и направлена на решение задачи снижения вибрации опорной конструкции под воздействием установленного на ней виброактивного оборудования.
Известно двухкаскадное амортизирующее крепление, в котором, для увеличения виброизолирующего эффекта упругой установки, под амортизированным механизмом находится амортизированная фундаментная рама [1].
Недостатком данной схемы виброизоляции является большое расстояние между центром масс (ЦМ) амортизированного механизма и центром жесткости (ЦЖ) амортизирующего крепления второго каскада, а также несовпадение главных центральных осей инерции механизма с главными центральными осями жесткости амортизирующего крепления второго каскада.
Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемой полезной модели является двухкаскадное амортизирующее устройство серии электровентиляторов РСС2 [2].
В данном двухкаскадном амортизирующем устройстве под амортизированным вентилятором находится амортизированная промежуточная рама (ПР), состоящая из двух стальных оснований с резинометаллическими амортизаторами типа АРМОО и связывающей их стальной пластиной.
Недостатками данного амортизирующего устройства является недостаточная жесткость ПР и значительное несовпадение ЦМ вентилятора с ЦЖ второго каскада амортизации, что вызывает появление в конструкции ПР дополнительных резонансов в диапазоне частот основных возмущающих сил и приводит к увеличению уровней вибрации на опорных связях (ОС) вентилятора.
Проведенный экспериментальный модальный анализ (ЭМА) с использованием пакета программ ME'Scope VES конструкции ПР прототипа выявил устойчивые моды с частотами 29,4 и 59 Гц, расположенные в диапазоне основных возмущающих сил, с низкими коэффициентами демпфирования, что указывает на высокую добротность резонансных пиков и может привести к увеличению уровней вибрации на ОС вентилятора.
Применение ЭМА позволило модифицировать конструкцию ПР прототипа с целью изменения резонансных частот конструкции и снижения уровней вибрации на ОС вентилятора.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в эффективном снижении уровней вибрации в диапазоне частот основных возмущающих сил (20-100 Гц).
Предлагаются две модификации двухкаскадного амортизирующего крепления центробежного вентилятора с усовершенствованной ПР.
На фиг.1 представлена модификация конструкции двухкаскадного амортизирующего крепления вентилятора, в котором под вентилятором 1 с амортизаторами 4 (первый каскад) находится ПР с амортизаторами 3 (второй каскад), состоящая из двух оснований 5 и связывающих нижней 6 и двух боковых пластин 2.
Снижение уровней вибрации на ОС вентилятора обеспечивается повышенной жесткостью ПР и увеличением ее главных моментов инерции, благодаря чему, данная конструкция не имеет собственных резонансов в диапазоне частот основных возмущающих сил.
На фиг.2 представлена модификация конструкции двухкаскадного амортизирующего крепления вентилятора, в котором под вентилятором 1 с амортизаторами 4 (первый каскад) находится ПР с амортизаторами 3 (второй каскад), состоящая из двух оснований 5 и двух связывающих боковых пластин 2.
Эффективность снижения уровней вибрации на ОС вентилятора в данном случае обеспечивается за счет того, что:
ЦМ амортизируемого вентилятора максимально приближен к ЦЖ амортизирующего крепления второго каскада, а главные центральные оси инерции вентилятора совмещены с главными центральными осями жесткости амортизирующего крепления второго каскада;
собственные частоты системы амортизации второго каскада смещены в область низких частот за счет увеличенных главных моментов инерции ПР;
существует возможность отстройки резонансных частот ПР путем перераспределения ее массы по главным центральным осям.
Результаты ЭМА конструкций модифицированных ПР позволяют утверждать, что последние не имеют собственных резонансов в диапазоне критичных частот, а устойчивые моды с низкими коэффициентами демпфирования имеют частоты свыше 100 Гц.
На фиг.3 представлены узкополосные спектры вибрации на ОС вентилятора с различными конструкциями ПР во втором каскаде, полученные на аттестованном виброакустическом стенде для измерения виброакустических характеристик (ВАХ) вентиляторов с повышенными требованиями по ВАХ. Уровни вибрации на ОС вентилятора с предложенными конструкциями ПР в диапазоне 20-100 Гц значительно ниже, чем с ПР прототипа.
Таким образом, заявляемое двухкаскадное амортизирующее крепление центробежного вентилятора, по сравнению с прототипом, обеспечивает значительное снижение уровней вибрации на ОС вентилятора в диапазоне частот основных возмущающих сил.
Литература:
1. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л., «Судостроение», 1971.
2. Братковский О.А., Цехместрюк Г.С., Ануфриев В.В., Судов В.Б. Новая серия радиальных электровентиляторов переменного тока // Электронные и электротехнические системы и устройства. Сб. научных трудов НПЦ "Полюс". Томск, 2001, с.217-220.