гидравлическая виброопора

Формула изобретения

Гидравлическая виброопора, содержащая заполненный текучей средой корпус с подвижными в осевом направлении основаниями, между которыми установлен подпружиненный с двух сторон фасонными витыми пружинами цилиндрический демпфирующий элемент, отличающаяся тем, что демпфирующий элемент снабжен закрепленными на боковой поверхности лопастями, а каждая из фасонных витых пружин выполнена состоящей из конической и цилиндрической частей, при этом расположенные по обе стороны от демпфирующего элемента пружины закручены в противоположные стороны и жестко прикреплены к последнему своими цилиндрическими частями с помощью навернутых на торцы демпфирующего элемента ввертных резьбовых пробок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению, и может быть использовано для гашения колебаний различных объектов.

Известны гидравлические виброопоры для демпфирования линейных колебаний объектов, содержащие заполненный текучей средой корпус с подвижными в осевом направлении основаниями, либо разделенный на полости упругими мембранами с дросселирующими отверстиями /см. а.с. СССР №1744324, кл. F 16 F 13/00, 1989 [1]/, либо снабженный установленными в корпусе с помощью упругого шарнирно-рычажного механизма подвижным поршнем также с дросселирующими отверстиями в нем /см. а.с. СССР №1634864, кл. F 16 F 11/00, 1988 [2]/.

Недостатками известных виброопор являются сложность конструкции, а главное - сравнительно низкая эффективность демпфирования линейных паразитных колебаний объекта вследствие малой интенсивности перемещения демпфирующих элементов относительно вязкой среди.

Известны также гидравлические демпферы для устранения крутильных паразитных колебаний объектов, содержащие размещенный с возможностью поворота в заполненном вязкой жидкостью корпусе демпфирующий элемент /маховик/, снабженный установленными на боковой поверхности лопастями /см. а.с. СССР №399658, кл. F 16 F 9/10, 1971 [3]; справочник "Вибрации в технике" под ред. чл.-кор. АН СССР К.В.Фролова. М.: Машиностроение, 1981, т.6, с.343, рис.28 б [4]/.

Недостатком известных устройств, при наличие довольно высокой эффективности демпфирования крутильных колебаний, являются ограниченные функциональные возможности вследствие, с одной стороны, их практической непригодности для демпфирования наиболее распространенных линейных колебаний объектов, а с другой стороны - значительного отбора полезной мощности при использовании для демпфирования паразитных крутильных колебаний объектов, работающих в режимах вращения.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является гидравлическая виброопора, содержащая заполненный текучей средой корпус с подвижными в осевом направлении основаниями, между которыми установлена подпружиненная с двух сторон фасонными витыми пружинами цилиндрическая масса /демпфирующий элемент/ с осевым каналом /см. а.с. СССР №1184989, кл. F 16 F 7/10, 1983 [5]/, принятая за прототип.

Недостатком данного устройства - прототипа является предельно низкая эффективность демпфирования линейных паразитных колебаний объекта вследствие малой интенсивности перемещения демпфирующей массы относительно вязкой среди, а также низкие функциональнее возможности устройства за счет его практической работоспособности только при низких частотах возмущающих воздействий, обеспечивающих возможность прохождения вязкой среды сквозь дросселирующие отверстия.

Сущность изобретения заключается в создании гидравлической виброопоры, позволяющей использовать для демпфирования линейных паразитных колебаний объектов гидродинамический эффект, реализованный при демпфировании крутильных колебаний возбуждением поворотных колебаний маховика с лопастями и характеризующийся предельно высокой интенсивностью относительных перемещений демпфирующего элемента и вязкой среды и соответственно высокой интенсивностью рассеяния энергии.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной гидравлической виброопоре, содержащей заполненный текучей средой корпус с подвижными в осевом направлении основаниями, между которыми установлен подпружиненный с двух сторон фасонными витыми пружинами цилиндрический демпфирующий элемент, особенность заключается в том, что демпфирующий элемент снабжен закрепленными на боковой поверхности лопастями, а каждая из фасонных витых пружин выполнена состоящей из конической и цилиндрической частей, при этом расположенные по обе стороны от демпфирующего элемента пружины закручены в противоположные стороны и жестко прикреплены к последнему своими цилиндрическими частями с помощью навернутых на торцы демпфирующего элемента ввертных резьбовых пробок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображена гидравлическая виброопора, общий вид с продольным разрезом; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Гидравлическая виброопора содержит заполненный текучей средой 1 /демпфирующей жидкостью/ герметичный цилиндрический корпус 2 с подвижными в осевом направлении основании 3, на верхнем из которых закреплен виброзащищаемый объект 4. Между основаниями 3 установлен подпружиненный с двух сторон вдоль оси фасонными витыми пружинами 5, 6 цилиндрический демпфирующий элемент /маховик/ 7, снабженный закрепленными на его боковой поверхности с помощью кронштейнов 8 лопастями 9. При этом каждая из фасонных витых пружин 5, 6 выполнена состоящей из конической и цилиндрической частей, расположенные по обе стороны от демпфирующего элемента 7 пружины 5, 6 закручены в противоположные стороны и жестко прикреплены к последнему своими обращенными к нему цилиндрическими частями с помощью резьбовых пробок 10, 11, каждая из которых одним торцом с наружной резьбой ввернута внутрь цилиндрической части соответствующей пружины 5, 6, а другим торцом с внутренней резьбой навернута на резьбовой торец цилиндрического демпфирующего элемента 7. Оба конца каждой из пружин 5, 6 жестко закреплены соответственно на подвижном основании 3 и резьбовой пробке 10, 11 с фиксацией без возможности проворачивания. Основания 3 также установлены в корпусе 2 без возможности проворачивания вокруг оси. При этом возможно выполнение основания 3 либо в виде плунжера с боковыми направляющими от проворота /на фиг.1 последние не показаны/, либо в виде жестко запрессованной в корпус 2 и упругой в осевом направлении дискообразной пластины. Исходное закручивание пружин 5, 6 в противоположные стороны осуществляют путем фиксации демпфирующего элемента 7, поочередного поворота резьбовых пробок 10, 11 в резьбе демпфирующего элемента 7 в противоположные стороны на один и тот же угол, жесткой фиксации пробок 10, 11 на элементе 7 в повернутом состоянии и дальнейшего освобождения от фиксации демпфирующего элемента 7 /маховика/. После такой регулировки пружины 5, 6 оказываются закрученными в противоположные стороны на один и тот же угол, а демпфирующий элемент 7 находится в состоянии равновесия относительно своей оси вращения за счет взаимной компенсации вращающих моментов закрученных в противоположим стороны пружин 5, 6. В частности, нижнее основание 3 может быть выполнено жестким без возможности осевых перемещений. Выполнение пружин 5, 6 состоящими из двух частей каждая обеспечивает одновременно эффективную и надежную работу пружин при сжатии и кручении: так конические части обеспечивают заданную продольную устойчивость при растяжении и сжатии, предотвращают возможность перекосов демпфирующего элемента 7, цилиндрические части обеспечивают стабильную работу упругой системы в режиме накручивания-раскручивания, высокую эффективность преобразования линейных перемещений в крутильные, надежное крепление концов пружин 5, 6 на резьбовых пробках 10, 11.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Паразитные колебания виброизолируемого объекта 4 сопровождаются соответственно периодическим сближением - удалением оснований 3 друг от друга в осевом направлении, при этом происходит соответственно периодическое растяжение - сжатие пружин 5, 6. Так как исходно пружины 5, 6 закручены в противоположные стороны, то, например, растяжение их внешних концов в первый полупериод колебаний объекта 4 сопровождается стремлением упругой системы пружины - демпфирующий элемент 7 занять новое устойчивое положение и соответственно интенсивным вращением последнего в одну из сторон, при сжатии концов пружин 5, 6 во второй полупериод колебаний объекта 4 будет происходить такое же вращение демпфирующего элемента 7 уже в противоположную сторону. Такое вращение демпфирующего элемента можно проиллюстрировать так: закручиваем на концы веревку в противоположные стороны, в середине закрепляем поперек стержень, находящийся в равновесии. При растягивании концов веревки стержень начинает активно вращаться вокруг оси веревки, при ослаблении натяга стержень вращается в противоположную сторону, так как при изменении расстояния между концами веревки изменяется положение устойчивого равновесия стержня. Очевидно, что такое вращение демпфирующего элемента 7 сопровождается интенсивным взаимодействием лопастей 9 с текучей средой 1 и соответственно эффективным рассеянием /демпфированием/ энергии линейных паразитных колебаний объекта 4.

Таким образом, данные конструкции позволяют демпфирование линейных паразитных колебаний автоматически заменить демпфированием крутильных колебаний маховика, что характеризуется принципиально другой гидродинамикой движения тела в вязкой жидкости и обеспечивает качественно другую степень эффективности демпфирования. Конструкция предельно универсальна, не критична к частотам и амплитудам внешних вибрационных воздействий, сравнительно проста и надежна в эксплуатации.