ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к устройствам для гашения колебаний виброизолируемых объектов и предназначено для применения преимущественно в подвесках транспортных средств.
Известен динамический гаситель (Дербаремдикер А.Д., «Амортизаторы транспортных машин" Изд. 2, пер. и доп. 1985. 200 с., стр.44) содержащий герметичный корпус, заполненный перетекающей через дроссельную трубку жидкостью. Внутри корпуса размещена, подрессоренная пружиной инерционная масса, с возможностью осевого перемещения.
Недостатком этого динамического гасителя является нестабильность демпфирования вследствие, зависимости жидкости от температуры, что сужает диапазон частот эффективного гашения колебаний объекта.
Известен динамический гаситель (патент на полезную модель РФ, №49937, F16F 15/00, 2005 г.) содержащий дополнительную массу, звенья и кинематические пары. Объект защиты соединен с основанием посредством кинематической цепи из 2-х звеньев и 3-х кинематических пар, причем звенья связаны между собой с помощью кинематических пар каждая из которых выполнена либо во вращательном, либо в поступательном исполнении.
Недостатком этого динамического гасителя, является то, что используемые в нем кинематические пары, являющиеся элементы сухого трения, создают силы трения, которые не регулируются и не являются оптимальными, что сужает диапазон частот эффективного гашения колебаний объекта.
Наиболее близким из известных технических решений является динамический гаситель колебаний (патент РФ, №2222731, F16F 9/02, 2004 г.) содержащий цилиндрический герметичный корпус, заполненный воздухом, и поршень, размещенный внутри корпуса с возможностью осевого перемещения и поджатый с торцов винтовыми цилиндрическими пружинами. Торцы поршня и внутренняя поверхность корпуса образуют камеры-пневмопружины, обращенные к поршню концы винтовых пружин размещены в кольцевых цилиндрических выточках в поршне.
Недостатком данного устройства является зависимость воздушного демпфирования от амплитуды колебаний поршня, что делает очень сложным обеспечение оптимального демпфирования в широком диапазоне частот, особенно, при отсутствии средств регулирования демпфирования.
В этой связи важнейшей задачей является создание новой конструкции динамического гасителя колебаний, обеспечивающей эффективное гашение колебаний объекта в широком диапазоне частот.
Технический результатом является расширение диапазона частот эффективного гашения колебаний, за счет использования сил сухого трения и возможности оперативной настройки под параметры объекта.
Указанный технический результат достигается тем, что динамический гаситель колебаний, содержит корпус, внутри которого размещен поршень с возможностью перемещения по оси и торцевые камеры между торцами поршня и корпусом, поршень поджат с торцов винтовыми цилиндрическими пружинами, при этом обращенные к поршню концы винтовых пружин размещены в кольцевых цилиндрических выточках в поршне, в котором оппозиционно установлены фрикционные накладки, поджатые к смонтированным в корпусе металлическим пластинам, нажимными механизмами, состоящими из штоков и подпружиненных роликовых толкателей.
Вследствие того, что гашение колебаний осуществляется за счет массы поршня и сил сухого трения оппозиционно установленных фрикционных накладок, поджатых к смонтированным в корпусе металлическим пластинам нажимными механизмами, а усилие их поджатия может регулироваться, путем изменения предварительного поджатия пружин роликовых толкателей, легко подобрать оптимальную характеристику гашения колебаний поршня в широком диапазоне частот.
На фиг.1 представлена схема динамического гасителя колебаний продольный разрез.
Динамический гаситель колебаний (фиг.1) содержит поршень 1, установленный с зазором на объекте виброзащиты 2 в разъемном корпусе 3 с возможностью вертикального перемещения по оси. Корпус 3 неподвижно закреплен на объекте виброзащиты 2. Между торцами поршня 1 и корпусом 3 расположены торцевые камеры 4 для свободного перемещения поршня 1 внутри корпуса 3. Поршень 1 поджат с торцов винтовыми цилиндрическими пружинами 5, при этом обращенные к поршню концы винтовых пружин 5 размещены в кольцевых цилиндрических выточках 6. В поршне 1 оппозиционно установлены фрикционные накладки 7, поджатые нажимными механизмами, состоящими из штоков 8 и подпружиненных роликовых толкателей 9, к металлическим пластинам 10, смонтированным в корпусе 3. Профили поверхностей торцов штоков 8 выполненны в форме кривой верьзьера Аньези, что обеспечивает постоянство усилия прижатия штоков 8, при износе фрикционных накладок 7, чем достигается стабильность характеристик динамического гасителя колебаний. Величина усилия поджатия фрикционных накладок 7 регулируется путем изменения поджатия пружин роликовых толкателей 9. Установленные между корпусом 3 и поршнем 1 цилиндрические пружины 5 обеспечивают условие антирезонанса поршня 1, по отношению к объекту виброзащиты 2. Корпус 3 и поршень 1 выполнены разъемными, благодаря чему динамический гаситель колебаний, можно закрепить на объекте виброзащиты 2, без его монтажа, что обеспечивает удобство установки. Кроме того, при такой конструкции динамический гаситель передает на объект виброзащиты 2 только вертикальные силы.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При возникновении вибраций корпус 3 движется вместе с объектом виброзащиты 2, а поршень 1, настроенный по собственной частоте на нужную полосу частот движется с фазовым запаздыванием относительно колебаний корпуса 3 и через пружины 5, фрикционные накладки 7 и металлические пластины 10, передает упругую демпфирующую силу на корпус 3 таким образом, уменьшает уровень колебаний объекта виброзащиты 2. Ход поршня 1 внутри корпуса 3 обеспечивается благодаря наличию торцевых камер 4. При перемещении поршня 1 относительно корпуса 3 деформируются пружины 5, концы которых размещены в кольцевых цилиндрических выточках 6, а фрикционные накладки 7, поджатые нажимными механизмами через штоки 8 подпружиненные роликовыми толкателями 9 трутся о металлические пластины 10. Оптимальное гашение объекта виброзащиты 2 реализуется путем подбора жесткости пружин 5 и усилия прижатия фрикционных накладок 7 к металлическим пластинам 10. Масса поршня 1 должна составлять 5-20% от массы объекта виброзащиты (стр.326 «Вибрации в технике": Справочник. В 6-ти т. - Т.6. Защита от вибраций и ударов/под, ред. К.В.Фролова, 1981, 456 с.).
Предложенная конструкция гасителя колебаний обеспечивает эффективное гашение колебаний объекта в широком диапазоне частот, обеспечивает возможность регулирования демпфированием, удобство установки на объект виброзащиты, а так же высокую весовую эффективность и стабильность динамических характеристик в процессе эксплуатации.