ГАСИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, двигателестроения, а более конкретно - к усовершенствованию гасителей крутильных колебаний двигателей внутреннего сгорания (ЛВС) и других машин.
Известен гаситель крутильных колебаний [Терских В.П. Крутильные колебания валопровода силовых установок. «Судостроение», Ленинград, 1969, том I стр.108 рисунок 1.52.; Истомин П.А. Крутильные колебания в судовых ДВС. «Судостроение», Ленинград, 1968. Стр. 226 рис.71.; Яманин А.И., Жаров А.В. Динамика поршневых двигателей: - М.: Машиностроение, 2003. Стр. 416 рис.8.37], содержащий ступицу, маховую инерционную массу и упругие элементы, выполненные из пакета гильзовых пружин, состоящих из нескольких нецельных цилиндрических листов (гильз). Внутрь каждого пакета вставляется цилиндрический ограничитель деформации.
Существенными недостатками известного гасителя крутильных колебаний являются недостаточная надежность крепления пакета нецельных гильзовых пружин и невозможность регулирования упругих и массовых характеристик.
Известен также гаситель колебаний [RU, патент №2185550, кл. F16F 15/10,] валопровода, содержащий ступицу, кольцевую маховую инерционную массу и упругие элементы. Кольцевая маховая инерционная масса выполнена составной в виде постоянной инерционной массы Т-образной формы, первая полка которой расположена вдоль ее оси, а вторая - радиально с наружной стороны, и дополнительно изменяемой массы, выполненной в виде набора сменных пластин различной толщины, имеющих форму кольца или сегмента кольца, прикрепленных с двух сторон ко второй полке постоянной инерционной массы. Каждый упругий элемент выполнен в виде пакета пластинчатых пружин, образующих цилиндр, установленных между ступицей и кольцевой маховой инерционной массой. Крепежное средство выполнено в виде двух цилиндрических сегментов с отверстиями для соответствующих болтов. Цилиндрические сегменты установлены в цилиндре пакета пластинчатых пружин. Противоположно-зеркальными параллельными плоскостями цилиндрические сегменты друг с другом не соприкасаются и находятся на определенном расстоянии (прототип).
Гаситель колебаний предназначен для одновременного гашения как крутильных, так и изгибных колебаний. Поэтому, если в двигателях внутреннего сгорания возникают только вынужденные опасные резонансные крутильные колебания, то для устранения и предотвращения поломки коленчатого вала двигателя требуется гаситель парциальных крутильных колебаний.
Техническим результатом данного изобретения является расширение возможностей эффективной борьбы с опасными парциальными крутильными колебаниями коленчатых валов ДВС.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном гасителе крутильных колебаний, содержащем ступицу, выполненную в виде кольца Т-образной формы в поперечном сечении, первая полка которого расположена вдоль оси, а вторая - радиально с внутренней стороны, кольцевую маховую инерционную массу, выполненную составной в виде постоянной инерционной массы Т-образной формы в поперечном сечении, первая полка которой расположена вдоль ее оси, а вторая - радиально с наружной стороны, и дополнительную изменяемую массу, выполненную в виде набора сменных пластин различной толщины прямоугольного поперечного сечения, имеющих форму кольца или сегмента кольца, прикрепленных с двух сторон ко второй полке постоянной инерционной массы, упругие демпфирующие элементы, выполненные в виде пакета пластинчатых пружин, образующих цилиндр, и крепежные средства - болты и цилиндрические сегменты - для крепления пакетов пластинчатых пружин с одной стороны к инерционной маховой массе, а с другой - к ступице гасителя колебаний, согласно полезной модели, цилиндрические сегменты в каждом пакете пластинчатых пружин упругого элемента установлены с образованием составного цилиндра.
При этом в совокупности полуцилиндры крепления пакетов к ступице гасителя образуют соответствующим радиусом цилиндрическую охватываемую поверхность - «вал», а полуцилиндры крепления пакетов к инерционной маховой массе гасителя образуют охватывающую поверхность - «подшипник». Указанная особенность обеспечивает колебания инерционной маховой массы только по дуге окружности, то есть крутильные (угловые) колебания.
На фиг.1 изображен общий вид гасителя; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 изображен упругий элемент в виде пакета пластинчатых пружин, образующих цилиндр с составным цилиндром.
0
Гаситель содержит ступицу 1, выполненную в виде кольца Т-образной формы в продольном сечении, первая полка которого расположена вдоль его оси, а вторая - радиально с внутренней стороны. Кольцевая маховая инерционная масса выполнена составной в виде постоянной инерционной массы 2 Т-образной формы в поперечном сечении, первая полка которой расположена вдоль ее оси, а вторая - радиально с наружной стороны. Дополнительно изменяемая масса 3, выполнена в виде набора сменных пластин различной толщины прямоугольного поперечного сечения, имеющих форму кольца или сегмента кольца, прикрепленных с двух сторон ко второй полке постоянной инерционной массы. Каждый упругий демпфирующий элемент 4 выполнен в виде пакета пластинчатых пружин, образующих цилиндр. Крепежные средства выполнены в виде болтов 7, 8, цилиндрических сегментов 5, 6, которые цилиндрическими поверхностями В, С расположены параллельно и симметрично друг другу по длине «L» в цилиндре «Д» пакета пластинчатых пружин с возможностью поджатия пакета пластинчатых пружин с одной стороны к первой полке ступицы I, а с другой стороны - к первой полке постоянной инерционной массы 2. Причем по краям крепежных средств 7, 8 плоскости их симметрии перпендикулярно их плоской поверхности на расстоянии «L», равном ширине пакета пластинчатых пружин, выполнены резьбовые отверстия Е, F диаметром d, в которых установлены крепежные болты 7, 8, расположенные на первых полках ступицы 1 и постоянной инерционной массы 2 (фиг.3).
Гаситель работает следующим образом.
При возникновении на валу объекта парциальных крутильных колебаний кольцевая маховая инерционная масса под действием моментов инерции совершает колебательные движения, которые передаются упругим демпфирующим элементам 4, где за счет упругой деформации и трения цилиндрических пластинчатых пружин происходит гашение крутильных колебаний.
Кинематическая пара «вал-подшипник» обеспечивает работу инерционной массы при резонансных крутильных колебаниях, а трение быстрое их затухание.
Конструкция узла крепления каждого упругого демпфирующего элемента 4 между ступицей 1 и постоянной инерционной массой 2 позволяет обеспечить регулировку упруго - демпфирующей характеристики гасителя за счет изменения усилия поджатия болтами 7, 8 каждого упругого элемента 4 с одной стороны к ступице 1, а с другой - к постоянной инерционной массе 2.
При этом предпочтительно обеспечить также поджатие упругих демпфирующих элементов 4 болтами 7, 8, чтобы при колебаниях произошло свободное трение (проскальзывание) пакета пластинчатых пружин по всему периметру.
Для возможности такой регулировки непосредственно в условиях эксплуатации дополнительные изменяемые массы 3 установлены с внутренним диаметром с зазором Δ относительно головки болтов 8.
Указанные особенности работы упругих демпфирующих элементов, кроме обеспечения высокой эффективности, способствуют также увеличению срока службы гасителя и двигателя в целом.