ГАСИТЕЛЬ ВИБРАЦИЙ

Полезная модель относится к электроэнергетике, а именно, к устройствам для демпфирования механических колебаний проводов, и в частности, к гасителям вибраций, предназначенным для защиты неизолированных проводов и молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи, а также самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, закрепляемых на опорах воздушных линий.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранный в качестве прототипа гаситель вибраций для неизолированных проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, содержащий упругий демпферный элемент, выполненный в виде проволочного каната одинарной свивки, обеспечивающей точечное касание проволок по всей его длине, закрепленные на его концах, по крайней мере, по одному на каждом и выполненные в форме тел вращения грузы и зажим в виде корпуса и прижимной плашки, одним концом закрепленный в средней части упругого демпферного элемента, а другим - на проводе, тросе или кабеле
(Патент РФ на изобретение №2249284, опубл. 27.03.2005 год).
Недостатками прототипа являются низкие эксплуатационные возможности устройства из-за его невысоких амплитудно-частотных характеристик, которые обусловлены низкой степенью энергопоглощения упругим демпферным элементом, а также из-за недостаточной прочности заделки грузов на упругом демпферном элементе, что приводит к частым падениям грузов на землю во время эксплуатации воздушных линий электропередачи.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в расширении эксплуатационных возможностей за счет увеличения эффективности энергопоглощения упругим демпферным элементом путем повышения амплитудно-частотных характеристик и оптимизации параметров упругого демпферного элемента в части способности к энергопоглощению в условиях действия вибрационных колебаний в широком диапазоне частот (от 4-х до 100 Гц) при одновременном повышении надежности путем улучшения заделки грузов на упругом демпферном элементе.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
1
2
Поставленный технический результат достигается тем, что в гасителе вибраций для неизолированных проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, содержащем упругий демпферный элемент, выполненный в виде проволочного каната одинарной свивки, обеспечивающей точечное касание проволок по всей его длине, закрепленные на его концах, по крайней мере, по одному на каждом и выполненные в форме тел вращения грузы и зажим в виде корпуса и прижимной плашки, одним концом закрепленный в средней части упругого демпферного элемента, а другим - на проводе, тросе или кабеле, грузы расположены на одинаковых расстояниях от места их закрепления на упругом демпферном элементе до вертикальной оси зажима, канат состоит из внешних спиральных проволок и, по крайней мере, одной центральной проволоки, при этом отношение Δ диаметров внешней проволоки к центральной проволоке выбрано в пределах 0,8≤ Δ ≤1,0, шаг Δ свивки внешних проволок выбран в пределах 50 мм ≤ Δ ≤ 150 мм, грузы закреплены на концах каната посредством цилиндрической втулки с выполненными с двух сторон коническими выступами, один из которых имеет внутренний конус для развальцовки, при этом отношение Δ диаметра каната к диаметру цилиндрической втулки выбрано в пределах 0,5≤ Δ ≤0,95, отношение Δ ширины В части корпуса зажима, закрепляемого в средней части упругого демпферного элемента, к диаметру каната выбрано в пределах 3,5≤ Δ≤6,5, отношение Δ ширины А части корпуса зажима, закрепляемого на проводе, тросе или кабеле, к диаметру зажимаемого провода, троса или кабеля выбрано в пределах 2,0 ≤ Δ ≤5,5, причем обжатие корпуса зажима на упругом демпферном элементе произведено симметрично относительно его вертикальной оси на ширине В корпуса, но не более 45% от общей его ширины В, а прессовая посадка грузов на упругом демпферном элементе обеспечена за счет выбора соотношения Δ диаметра отверстия в грузе к диаметру цилиндрической втулки в пределах 0,7≤ Δ ≤1,2. Кроме того, в гасителе вибраций канат может состоять, по крайней мере, из восемнадцати внешних спиральных проволок, грузы могут быть закреплены на концах упругого демпферного элемента посредством опрессования цилиндрической втулки посередине с шириной жима 10 мм независимо от длины втулки и ее диаметра, кроме того, при опрессовании корпуса зажима на упругом демпферном элементе неопрессованными участками корпуса могут оставаться расстояния 1, равные 3÷5 мм, от его концов и участок 1, равный 10 мм посередине, а ширина А части корпуса зажима, закрепляемого на проводе может быть выбрана равной 45 мм для проводов диаметром от 9,0 мм до 14,0 мм, или может быть выбрана равной 45 мм для проводов диаметром от 14,1 мм до 22,0 мм, или может быть выбрана равной 60 мм для проводов диаметром от 31,1 мм до 38 мм, или может быть выбрана равной 70÷80 мм для проводов диаметром от 38,1 мм до 47,0 мм.
На фиг.1 изображен гаситель вибраций, общий вид спереди,
на фиг.2 - увеличенный вид закрепления одного из грузов на упругом демпферном элементе,
на фиг.3 - поперечный разрез упругого демпферного элемента,
на фиг.4 - сечение I на фиг.1, увеличено.
9
10
1
1
2
1
11
2
3
1
3
4
8
4
5
15
11
5
1
2
Гаситель вибраций для неизолированных проводов, молниезащитных тросов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей связи содержит упругий демпферный элемент 1, выполненный в виде проволочного каната одинарной свивки, обеспечивающей точечное касание проволок по всей его длине, закрепленные на его концах 2 и 3, по крайней мере, по одному на каждом и выполненные в форме тел вращения грузы 4 и 5 и зажим 6 в виде корпуса 7 и прижимной плашки (на чертежах не показана), одним концом закрепленный в средней части упругого демпферного элемента 1, а другим - на проводе 8 (тросе или кабеле). Грузы 4 и 5 расположены на одинаковых расстояниях L от места их закрепления на упругом демпферном элементе 1 до вертикальной оси зажима 6, канат состоит из внешних спиральных проволок 9 и, по крайней мере, одной центральной проволоки 10, при этом отношение Δ диаметров d d внешней проволоки 9 к центральной проволоке 10 выбрано в пределах 0,8≤ Δ ≤1,0, шаг Δ свивки внешних проволок 9 выбран в пределах 50 мм ≤ Δ ≤150 мм, грузы 4 и 5 закреплены на концах 2 и 3 каната посредством цилиндрической втулки 11 с выполненными с двух сторон коническими выступами 12 и 13, один из которых (12) имеет внутренний конус 14 для развальцовки, при этом отношение Δ диаметра d каната к диаметру d цилиндрической втулки 11 выбрано в пределах 0,5≤ Δ ≤0,95, отношение Δ ширины В части корпуса 7 зажима 6, закрепляемого в средней части упругого демпферного элемента 1, к диаметру d каната выбрано в пределах 3,5≤ Δ≤6,5,отношение Δ ширины А части корпуса 7 зажима 6, закрепляемого на проводе 8 (тросе или кабеле), к диаметру d зажимаемого провода 8 (троса или кабеля) выбрано в пределах 2,0≤ Δ≤5,5, причем обжатие корпуса 7 зажима 6 на упругом демпферном элементе 1 произведено симметрично относительно его вертикальной оси на ширине В корпуса 7, но не более 45% от общей его ширины В, а прессовая посадка грузов 4 и 5 на упругом демпферном элементе 1 обеспечена за счет выбора соотношения Δ диаметра d отверстия 15 в грузе 4 (5) к диаметру d цилиндрической втулки 11 в пределах 0,7≤ Δ ≤1,2. Кроме того, канат может состоять, по крайней мере, из восемнадцати внешних спиральных проволок 9, а грузы 4 и 5 могут быть закреплены на концах 2 и 3 упругого демпферного элемента 1 посредством опрессования цилиндрической втулки 11 шестигранными матрицами (на чертежах не показана) посередине с шириной жима 10 мм независимо от длины втулки 11 и ее диаметра. При опрессовании корпуса 7 зажима 6 на упругом демпферном элементе 1 неопрессованными участками корпуса 7 могут оставаться расстояния l, равные 3÷5 мм, от его концов и участок 1, равный 10 мм посередине, а ширина А части корпуса 7 зажима 6, закрепляемого на проводе 8 может быть выбрана равной 45 мм для проводов 8 диаметром от 9,0 мм до 14,0 мм, или может быть выбрана равной 45 мм для проводов 8 диаметром от 14,1 мм до 22,0 мм, или может быть выбрана равной 60 мм для проводов 8 диаметром от 31,1 мм до 38 мм, или может быть выбрана равной 70÷80 мм для проводов 8 диаметром от 38,1 мм до 47,0 мм. Корпус 7 скрепляется с плашкой зажима 6 посредством крепежного соединения 16. Крепление грузов 4 и 5 к упругому демпферному элементу 1 осуществляется за счет напрессовки данных грузов на упругий демпферный элемент 1 с предварительно установленной на него цилиндрической втулкой 11. Втулка 11 прессуется шестигранными матрицами посередине, далее она вдвигается в груз 4 (5) с внешней стороны за счет конического выступа 13 и развальцовывается за счет внутреннего конуса 14 конического выступа 12 с ее обратной стороны. Выбор упругого демпферного элемента 1 с вышеотмеченными характеристиками и технологией закрепления на нем грузов 4 и 5 обеспечит эффективную работу предложенного гасителя в диапазоне частот от 4 до 100 Гц.
Гаситель вибраций работает следующим образом.
1
Гаситель вибраций предложенного типа (гаситель Стокбриджа) действует по принципу поглощения энергии колебаний провода 8 (троса, кабеля) и теплового рассеяния ее за счет трения между собой внешних 9 и центральной 10 проволок упругого демпферного элемента 1 (каната). Эффективность гасителя определяется его амплитудно-частотными характеристиками. В данном техническом решении за счет примененной специальной технологии изготовления упругого демпферного элемента 1 (свивка проволок каната с определенным шагом Δ и обеспечение точечного касания проволок), а также подбора различных значений масс грузов 4 и 5 и расстояний от точек их сверх прочного закрепления на концах 2 и 3 каната до места надежного закрепления корпуса 7 зажима 6 на канате достигаются более высокая степень энергопоглощения каната в условиях действия вибрационных колебаний в широком диапазоне частот (от 4-х до 100 Гц) и, в конечном счете, высокие амплитудно-частотные характеристики гасителя, что подтверждает практика эксплуатации таких гасителей на воздушных линиях электропередачи.