динамический гаситель колебаний

Формула изобретения

ДИНАМИЧЕСКИЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ, содержащий упругомассивную балку с массивным узлом крепления, расположенным в ее средней части, массы, закрепленные на концах балки, и промежуточный элемент, средней частью связанный с массивным узлом крепления, а его концы предназначены для установки на объект, отличающийся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде гибкой упругой балки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационной технике и предназначено для использования в энергомашиностроении и энергетике.

Известны динамические гасители колебаний (ДГК), состоящие из упругих длинномерных элементов (стержней, балок, рессор) и присоединяемых к ним масс и закрепляемые на защищаемом объекте [1] [2] [3]

Наиболее близким по сущности к изобретению является ДГК, состоящий из рессоры, на концах которой закреплены массивные диски, а в середине располагается массивный узел крепления, посредством которого рессора присоединяется к промежуточному элементу, краями закрепляемому на защищаемом объекте, промежуточный элемент представляет из себя жесткую стержневую конструкцию.

Недостатком рассматриваемого ДГК является то, что при некоторых заданных параметрах рессоры и массах дисков существует ограниченный и не всегда достаточный уровень действующих вибрационных нагрузок, выше которого динамические напряжения превышают допустимые. Этот недостаток наиболее существен в условиях применения ДГК для защиты подшипников крупных энергетических агрегатов с высокой скоростью вращения роторов, где действуют большие динамические нагрузки, а конструктивные размеры ДГК ограничены размерами защищаемого объекта.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний за счет увеличения компенсирующих сил, создаваемых ДГК, при ограниченных его размерах и массах.

Это достигается тем, что в качестве промежуточного элемента, присоединяемого к защищаемому объекту, используется гибкая упругая балка.

Жесткий промежуточный элемент, используемый в прототипе, практически не влияет на динамические свойства ДГК и по существу является продолжением защищаемого объекта.

При существенной упругой податливости промежуточного элемента меняются динамические свойства ДГК: в работу ДГК помимо располагающихся на концах рессоры или балки масс включаются все массивные элементы ДГК, их инерционные силы складываются и увеличивают действующую на объект компенсирующую силу. В то же время существует жесткость промежуточного элемента, ниже которой существенно уменьшаются деформации присоединенной к нему рессоры или балки и соответственно уменьшаются компенсирующие инерционные силы. Оптимальная податливость промежуточного элемента определяется расчетами.

Наиболее простым по конструкции является промежуточный элемент в виде упругой балки. Жесткость этой балки выбирается так, что при заданных предельных размерах элементов ДГК и величинах присоединяемых к нему масс обеспечивается максимальная либо достаточно близкая к ней компенсирующая сила, соответствующая допустимым динамическим напряжениям в наиболее нагруженных сечениях.

На чертеже изображен ДГК, содержащий промежуточный элемент в виде гибкой упругой балки.

Колеблющиеся массы 1 закреплены на концах упругомассивной балки 2, в середине которой имеется массивный узел крепления 4, посредством которого упругомассивная балка соединена с промежуточным элементом 3 в его средней части. Концы промежуточного элемента 3 предназначены для закрепления ДГК на защищаемом объекте 5. Промежуточный элемент 3 выполнен в виде гибкой упругой балки.

Расчеты показывают, что при заданных ограничениях по габаритам и присоединяемым массам ДГК применение изобретения позволяет до нескольких раз увеличить компенсирующую силу ДГК.

Применение изобретения позволяет конструировать компактные ДГК, несущие сравнительно небольшие колеблющиеся массы и обладающие высокой надежностью при компенсации больших вибрационных нагрузок на объект. Наиболее эффективно применение изобретения для компенсации вибрации на постоянной частоте, которая имеет место на подшипниках синхронных энергетических агрегатов.

Преимущества применения изобретения состоят, кроме того, в следующем: компактный ДГК не нарушает архитектуру агрегата и позволяет вполне удовлетворить требования промышленной эстетики;

повышается приведенная колеблющаяся масса ДГК при ограниченной общей его массе, что позволяет более надежно гасить колебания при возможном небольшом изменении их частот;

на объектах возможные места крепления ДГК чаще всего представляют из себя два симметрично расположенных отверстия, что предопределяет введение промежуточного элемента по конструктивным соображениям, при этом гибкая упругая балка как промежуточный элемент обладает меньшими габаритами и (или) массой, чем любая жесткая конструкция (например, жесткая балка или стержневая конструкция).