RU157103U1

RU157103U1 - DYNAMIC OSCILLATOR

Info

Publication number: RU157103U1
Application number: RU2015110669/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Павлович Хоменко; Сергей Викторович Елисеев; Евгений Витальевич Каимов; Роман Сергеевич Большаков; Дык Хуинь Нгуен
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-11-20

Abstract

Динамический гаситель колебаний, содержащий дополнительные массы, рычажные звенья с кинематическими парами, отличающийся тем, что между основанием и объектом защиты устанавливается демпферная камера, соединенная с резинокордной оболочкой с помощью дросселя, параллельно демпферной камере с обеих сторон устанавливаются стойки с ползунами, ползуны соединены с рычажными звеньями, на других концах которых устанавливаются дополнительные массы, причем рычажные звенья соединены с объектом защиты с помощью дополнительных рычагов.A dynamic vibration damper containing additional masses, linkages with kinematic pairs, characterized in that a damper chamber is installed between the base and the object of protection, connected to the rubber-cord shell using a throttle, racks with sliders are installed on both sides of the damper chamber, sliders are connected to linkage links, at the other ends of which additional masses are installed, and the lever links are connected to the object of protection with the help of additional levers.

Description

Полезная модель относится к устройствам для гашения колебаний при действии динамических нагрузок и может быть использована на объектах, располагающихся на подвижном основании (например, на транспортных средствах).The invention relates to devices for damping vibrations under the action of dynamic loads and can be used on objects located on a moving base (for example, on vehicles).

Во многих областях современной техники весьма часто возникают колебательные движения различных механических систем. Вследствие вибраций увеличиваются динамические нагрузки в элементах конструкций, которые приводят к возникновению трещин и других дефектов. В связи с этим, имеет важное значение создание конструкций, снижающих динамические нагрузки.In many areas of modern technology very often oscillatory movements of various mechanical systems occur. Due to vibrations, dynamic loads in structural elements increase, which lead to cracks and other defects. In this regard, it is important to create structures that reduce dynamic loads.

Известен динамический гаситель колебаний [Брысин А.Н., Синев А.В «Динамический гаситель», патент РФ №2261383, F16F 15/00, приоритет 04.06.2003]. Гаситель колебаний содержит рычаг, соединенный с колеблющимся объектом и полый корпус, закрепленный на рычаге и заполненный рабочей средой. Торцы корпуса выполнены в виде мембран, взаимодействующих при превышении пороговых амплитуд с ограничительными упорами, обеспечивающими виброударное гашение колебаний. В корпусе неподвижно закреплена вставка, разделяющая объем с рабочей средой на две камеры. В качестве рабочей среды используется жидкость. Недостаток данного устройства заключается в сложности изготовления, а также в отсутствии конструктивной возможности введения настроечных элементов простых форм (в виде пружин, демпферов и др.)Known dynamic damper [Brysin AN, Sinev A.V "Dynamic damper", RF patent No. 2261383, F16F 15/00, priority 04.06.2003]. The vibration damper comprises a lever connected to an oscillating object and a hollow body mounted on the lever and filled with a working medium. The ends of the casing are made in the form of membranes interacting when threshold amplitudes are exceeded with restrictive stops providing vibration-shock damping of vibrations. An insert is fixed in the housing that separates the volume with the working medium into two chambers. Liquid is used as a working medium. The disadvantage of this device is the complexity of manufacture, as well as the lack of constructive ability to introduce tuning elements of simple shapes (in the form of springs, dampers, etc.)

Известен динамический гаситель колебаний [Хоменко А.П. и др. «Динамический гаситель колебаний», полезная модель №48604, МПК F16F 15/00, приоритет 28.12.2004]. Динамический гаситель колебаний содержит объект защиты, упругие элементы и датчики вибраций, дополнительную массу, элементы, ограничивающие перемещение дополнительной массы, а также электронное устройство управления, превращающее систему с двумя степенями свободы в систему с одной степенью свободы и обратно, при прохождении системой частот, определяемых из равенства амплитудно-частотных характеристик одномассовой и двухмассовой систем. Недостатком данного устройства является тот факт, что оно обеспечивает гашение вибрации только при определенных параметрах системы, также к недостаткам можно отнести сложность конструктивного исполнения большого количества кинематических пар, что неизбежно приводит к износу пар с последующим появлением люфтов и связанных с этим ударных взаимодействий.Known dynamic damper [Khomenko A.P. and others. "Dynamic vibration damper", utility model No. 48604, IPC F16F 15/00, priority 12/28/2004]. A dynamic vibration damper contains a protection object, elastic elements and vibration sensors, additional mass, elements restricting the movement of additional mass, as well as an electronic control device that turns a system with two degrees of freedom into a system with one degree of freedom and vice versa, when the system passes frequencies determined by from the equality of the amplitude-frequency characteristics of the single-mass and dual-mass systems. The disadvantage of this device is the fact that it provides damping of vibration only for certain system parameters, and the disadvantages include the complexity of the design of a large number of kinematic pairs, which inevitably leads to wear of the pairs with the subsequent appearance of backlash and the associated shock interactions.

К наиболее близкому техническому решению следует отнести динамический гаситель колебаний [Хоменко А.П., Елисеев С.В., Димов А.В., Драч М.А. «Динамический гаситель колебаний», полезная модель №49937, МПК F16F 15/00, приоритет 04.04.2005]. Гаситель колебаний содержит дополнительную массу, звенья и кинематические пары. Объект защиты соединен с основанием посредством кинематический 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. Основным недостатком данного изобретения является тот факт, что гашение происходит при одной частоте, что уменьшает область эффективности работы динамического гасителя.The closest technical solution should include a dynamic vibration damper [Khomenko A.P., Eliseev S.V., Dimov A.V., Drach M.A. “Dynamic vibration damper”, utility model No. 49937, IPC F16F 15/00, priority 04.04.2005]. The vibration damper contains additional mass, links and kinematic pairs. The object of protection is connected to the base through a kinematic chain of 2 links and 3 kinematic pairs, and the links are interconnected using kinematic pairs, each of which is made in either rotational or translational execution. The main disadvantage of this invention is the fact that the blanking occurs at a single frequency, which reduces the efficiency of the dynamic damper.

Целью данной полезной модели является гашение колебаний при разных частотах, что повышает эффективности работы устройства.The purpose of this utility model is to damp vibrations at different frequencies, which increases the efficiency of the device.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что динамический гаситель колебаний, содержащий дополнительные массы, рычажные звенья с кинематическими парами, отличающийся тем, что между основанием и объектом защиты устанавливается демпферная камера, соединенная с резинокордной оболочкой с помощью дросселя, параллельно демпферной камере с обеих сторон устанавливаются стойки с ползунами, ползуны соединены с рычажными звеньями, на других концах которых устанавливаются дополнительные массы, причем рычажные звенья соединены с объектом защиты с помощью дополнительных рычагов.The essence of the proposed device lies in the fact that the dynamic damper containing additional masses, link links with kinematic pairs, characterized in that a damper chamber is installed between the base and the object of protection, connected to the rubber-cord shell using a throttle, parallel to the damper chamber are installed on both sides racks with sliders, sliders are connected to the lever links, at the other ends of which additional masses are installed, and the lever links are connected to ektom protection with additional leverage.

Устройство поясняется чертежом. На фиг. 1 дана принципиальная схема динамического гасителя.The device is illustrated in the drawing. In FIG. 1 is a schematic diagram of a dynamic damper.

На фиг. 1 показаны: объект защиты 1; резинокордная оболочка 2; дополнительные массы 3; дроссель 4; демпферная камера 5; рычажные звенья с кинематическими парами 6; дополнительные рычаги 7; ползуны 8; основание 9.In FIG. 1 shows: object of protection 1; rubber cord sheath 2; additional mass 3; throttle 4; damper chamber 5; lever links with kinematic pairs 6; additional levers 7; sliders 8; base 9.

Приняты следующие обозначения: m - масса объекта защиты 1; m₀ -дополнительные массы 3; V1 - объем резинокордной оболочки 2; V₂ - объем демпферной камеры 5; z(t) - колебания основания 9; y - колебания объекта защиты 1; α - угол установки рычажных звеньев с кинематическими парами 6 относительно вертикальной оси движения ползуна 8; β - угол установки дополнительного рычага 7 относительно вертикальной оси объекта защиты 1; l₁, l₃ - длины рычажных звеньев с кинематическими парами 6; l₂ - длина дополнительных рычагов 7The following notation is accepted: m - mass of the object of protection 1; m _{0 -} additional mass 3; V1 is the volume of the rubber cord casing 2; V ₂ - the volume of the damper chamber 5; z (t) - vibrations of the base 9; y - fluctuations of the object of protection 1; α is the installation angle of the link links with kinematic pairs 6 relative to the vertical axis of movement of the slider 8; β is the installation angle of the additional lever 7 relative to the vertical axis of the object of protection 1; l ₁ , l ₃ - the length of the linkage with kinematic pairs 6; l ₂ - the length of the additional levers 7

Динамический гаситель работает следующим образом: со стороны основания 9 на объект защиты 1 действуют колебания, которые передаются на демпферную камеру 5 и резинокордную оболочку 2, что приводит к колебаниям у объекта защиты 1. При действии внешнего возмущения воздух в демпферную камеру 5 переходит из резинокордной оболочки 2 через дроссель 4 жиклерного типа, в котором имеется отверстие, диаметр которого определяется объемом переходящего воздуха: чем больше возмущения со стороны основания 9, тем больше воздуха переходит в демпферную камеру 5, и тем меньше становится диаметр отверстия дросселя 4. Таким образом, осуществляется первая ступень динамического гашения колебаний. На второй ступени динамического гашения колебаний задействуются дополнительные массы 3, которые при действии внешнего возмущения создают инерционные силы, компенсирующие действующую на систему вибрацию. Третья ступень динамического гашения колебаний заключается в том, что при действии внешнего возмущения ползуны 8 изменяют углы установки рычажных звеньев с кинематическими парами 6 (угол α) и дополнительных рычагов 7 (угол β), варьируя, таким образом, приведенную массу виброзащитной системы, что, в свою очередь, влияет на диапазон значений частоты динамического гашения колебаний.The dynamic damper operates as follows: from the base 9, the object of protection 1 is affected by vibrations that are transmitted to the damper chamber 5 and the rubber-cord shell 2, which leads to vibrations of the object of protection 1. Under the action of an external disturbance, air enters the damper chamber 5 from the rubber-cord shell 2 through a nozzle-type throttle 4, in which there is a hole, the diameter of which is determined by the volume of the passing air: the more disturbance from the base 9, the more air passes into the damper chamber 5, and the smaller the diameter of the opening of the throttle 4. Thus, the first stage of the dynamic damping of vibrations is realized. At the second stage of dynamic vibration damping, additional masses 3 are involved, which, under the action of an external disturbance, create inertial forces that compensate for the vibration acting on the system. The third stage of dynamic damping is that, under the action of external disturbance, the sliders 8 change the installation angles of the linkages with kinematic pairs 6 (angle α) and additional levers 7 (angle β), thus varying the reduced mass of the vibration-proof system, which, in turn, affects the range of values of the frequency of dynamic damping.

Предлагаемый динамический гаситель колебаний, по сравнению с известными виброзащитными системами для объекта защиты, позволяет улучшить виброзащитные свойства путем трехступенчатого динамического гашения или одновременной работы пневматического и массоинерционных элементов, а также рычажных звеньев, что создает возможность гашения колебаний при разных частотах с относительно низкими коэффициентами передачи амплитуды колебаний. Такие зоны частот формируются при соответствующем выборе параметров механизмов.The proposed dynamic vibration damper, in comparison with the known vibration protection systems for the object of protection, allows to improve vibration protection properties by three-stage dynamic damping or simultaneous operation of pneumatic and mass inertia elements, as well as lever links, which makes it possible to damp vibrations at different frequencies with relatively low transmission coefficients of amplitude fluctuations. Such frequency zones are formed with an appropriate choice of parameters of mechanisms.

По результатам математического моделирования было установлено, что динамический гаситель эффективно работает в диапазоне низких частот, в области которых находятся основные резонансы тела человека (см. приложение).According to the results of mathematical modeling, it was found that the dynamic absorber effectively operates in the low-frequency range, in the region of which the main resonances of the human body are located (see Appendix).

Claims

A dynamic vibration damper containing additional masses, lever links with kinematic pairs, characterized in that a damper chamber is installed between the base and the object of protection, connected to the rubber-cord shell using a throttle, racks with sliders are installed on both sides of the damper chamber, sliders are connected with lever links, at the other ends of which additional masses are installed, and the lever links are connected to the object of protection with the help of additional levers.