ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА
Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к средствам защиты от шума и вибрации в широком диапазоне частот.
Известно устройство "Динамический гаситель колебаний" (патент РФ №49937, 2005 г., F16F 15/00), содержащее несущий упругий элемент и дополнительные массы, установленные между вибрирующим и защищаемым объектами.
Недостатком описанного устройства является узкий диапазон частот, на котором оно эффективно.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому является устройство компенсатор жесткости (а.с. СССР №1411216, 1986 г., B63H 21/30), содержащее шток и несущий упругий элемент, находящиеся между вибрирующим и защищаемым объектами, параллельно которым установлены рессоры, закрепленные на вибрирующем объекте. Механизм перестройки выполнен в виде ползунков, установленных на рессорах с возможностью проскальзывания. Ползунки связаны через призматические ножи со штоком защищаемого объекта. Имеются ограничители хода, установленные на защищаемом объекте.
Недостатком этого устройства является отсутствие элементов для уменьшения динамических сил инерции, возникающих от деформации несущего упругого элемента, прямо пропорциональных ускорению вибрирующего объекта.
Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности виброизоляции за счет снижения динамических сил инерции, действующих на защищаемый объект со стороны несущего упругого элемента.
Поставленная задача решается тем, что в виброизолирующей системе, содержащей шток, несущий упругий элемент, рессоры, механизм перестройки, ограничители хода, согласно изобретению установлены рычаги с расположенными на их консолях компенсирующими массами и шарнирно закрепленные к рессорам и ползунку, двигающемуся вдоль штока между ограничителями хода.
При колебаниях вибрирующего объекта в несущем упругом элементе возникают вынужденные колебания с переменным ускорением, создающие динамическую силу инерции, действующую на защищаемый объект и вызывающую его вибрацию. Для компенсации этой силы в устройство включены рычаги, содержащие компенсирующие массы, движение которых создает динамическую силу инерции, действующую на защищаемый объект в противофазе. Таким образом, суммарное динамическое воздействие на защищаемый объект, включая силу инерции несущего упругого элемента, оказывается скомпенсированным в широком диапазоне частот, ограниченным частотами собственных колебаний элементов устройства.
На чертеже приведен общий вид устройства.
Устройство - виброизолирующая система - расположено между вибрирующим 1 и защищаемым 2 объектами и содержит расположенные на одной оси шарнирно соединенные шток 3 и несущий упругий элемент 4. Механизм перестройки реализован в виде ползунка 5, проскальзывающего при определенном усилии вдоль штока 3 при контакте с ограничителями хода 6 и 7, закрепленными на защищаемом объекте 2. Ограничители хода 6 и 7 одновременно являются направляющими штока 3. К ползунку 5 шарнирно закреплены рычаги 8 и 9, имеющие пролетные части АЕ и СЕ и консольные части АВ и CD, на которых расположены компенсирующие массы (m) 10 и 11. В точках А и С рычаги 8 и 9 шарнирно закреплены к рессорам 12 и 13, закрепленными на защищаемом объекте 2.
Устройство работает следующим образом. Вибрирующий объект 1 генерирует колебания в вертикальном направлении, которые передаются через закрепленный к нему шток 3 и шарнирно прикрепленный к штоку 3 несущий упругий элемент 4, и через ползунок 5 на рычаги 8 и 9, которые под действием колебаний штока 3 начинают совершать угловые колебания относительно точек А и С, приводя в движение компенсирующие массы 10 и 11, которые расположены на консольных вылетах АВ и CD рычагов 8 и 9. Ускоренное движение компенсирующих масс 10 и 11 вызывает динамические силы инерции, передаваемые на защищаемый объект 2 вдоль рессор 12 и 13. Суммарная величина возникающих динамических сил инерции компенсирующих масс 10 и 11 в любой момент цикла колебаний оказывается равной силе инерции со стороны несущего упругого элемента 4. Поскольку эти силы действуют в противофазе, то инерционное воздействие на защищаемый объект 2 оказывается скомпенсированным.
Для расчета каждой из компенсирующих масс используется следующая формула:
,
где m - компенсирующая масса - кг;
М - масса подвижной части пружины - кг;
l1 - длина рычага до места закрепления упругого элемента - м;
l2 - длина консольного вылета рычага - м.
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, надежно в эксплуатации и обеспечивает повышение эффективности виброизоляции в широком диапазоне частот за счет снижения сил жесткости и инерции, передаваемых на защищаемый объект со стороны несущего упругого элемента.
Виброизолирующая система, содержащая соосно расположенные шток, несущий упругий элемент, ползунок, двигающийся в вертикальном направлении вдоль штока между ограничителями хода, рычаги и рессоры, отличающаяся тем, что к рессорам шарнирно закреплены рычаги, имеющие консольные части, на которых расположены компенсирующие массы, рассчитанные таким образом, чтобы создавать динамическую силу, передающуюся рычагами через ползунок на шток и далее действующую на защищаемый объект, равную силе инерции, возникающей при вынужденных колебаниях несущего упругого элемента, но действующую в противофазе, что приводит к их взаимной компенсации и как следствие к повышению эффективности виброизоляции.
