Вязкоупругий демпфер

 

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: предложен вязкоупругий демпфер, корпус которого заполнен рабочей средой, а внутри него установлен стакан, к торцу которого, обращенному ко дну корпуса, присоединен фланец, а на боковой поверхности стакана радиально закреплены пластины. Между фланцем, пластинами и корпусом имеются зазоры в осевом и радиальном направлениях. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний различного оборудования, в том числе и судового виброактивного оборудования, установленного на амортизированных рамах.

Известен вязкоупругий гидроамортизатор, состоящий из корпуса, в котором находится рабочая среда (вязкая жидкость), установленных с радиальным зазором стакана и цилиндрической оболочки, между которыми размещены упругие элементы [1] Введение в состав демпфера упругих элементов усложняет конструкцию, уменьшает надежность демпфера в условиях эксплуатации. Эффективность такого демпфера невелика.

Известен вязкоупругий демпфер, состоящий из корпуса, в котором находится рабочая среда (вязкая жидкость), установленных с радиальным зазором стакана и цилиндрических оболочек, причем стакан снабжен грузом цилиндрической формы, а в стенке стакана между уровнем рабочей среды и торцем груза выполнены по меньшей мере два радиальных симметрично расположенных отверстия [2] Указанный вязкоупругий демпфер в дальнейшем рассматривается в качестве прототипа.

В демпфере горизонтальные, угловые и вертикальные колебания стакана вызывают вязкоупругую деформацию среды в пространстве между грузом, стаканом, основной и дополнительной оболочками и корпусом, а также трение между грузом и дном корпуса. В результате возникают демпфирующая сила и сила трения, противодействующие смещению стакана.

Повышение эффекта демпфирования достигнуто в нем за счет усложнения конструкции путем введения в состав демпфера дополнительных оболочек, груза и отверстий в стенке стакана. Вместе с тем, как показали сравнительные испытания, эффективность демпфера недостаточна для использования в составе амортизирующих креплений рам, на которые установлено виброактивное оборудование.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции и повышении эффективности демпфера. Для этого в известном устройстве, содержащем заполненный рабочей средой корпус и установленный в нем стакан, к торцу стакана, обращенному ко дну корпуса, присоединен фланец, а на боковой поверхности стакана радиально закреплены по крайней мере четыре пластины, причем между фланцем, пластинами и корпусом имеются зазоры в осевом и радиальных направлениях.

Предлагаемый демпфер при сравнительно простой конструкции позволяет существенно повысить эффект гашения вибрации, обусловленной работой оборудования при вертикальных, горизонтальных и угловых колебаниях.

Указанный технический результат достигается благодаря введению в конструкцию демпфера отличительных признаков, предусматривающих использование фланца, присоединенного к торцу стакана, и по крайней мере четырех пластин, закрепленных радиально к боковой поверхности стакана, причем между фланцем, пластинами и корпусом имеются зазоры в осевом и радиальных направлениях.

На фиг.1 изображен продольный разрез предлагаемого демпфера; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 показаны уровни вибрации амортизированной установки при отсутствии и наличии демпфера прототипа и предлагаемого демпфера.

Вязкоупругий демпфер содержит заполненный рабочей средой корпус 1 и установленный в нем стакан 2, к торцу которого, обращенному ко дну корпуса, присоединен фланец 3, а вдоль боковой поверхности стакана закреплены радиально четыре пластины 4. Зазоры между фланцем, пластинами и корпусом могут варьироваться для получения максимального эффекта демпфирования в требуемом диапазоне частот.

Демпфер работает следующим образом.

Вертикальные, горизонтальные и угловые колебания стакана, снабженного фланцем и пластинами, вызывают вязкоупругую деформацию рабочей среды в объеме корпуса и ее протекание в имеющихся в устройстве зазорах. При взаимодействии стакана, снабженного фланцем и пластинами с рабочей средой, кроме повышенного гидравлического сопротивления, возникают местные упругие деформации этих элементов. В результате диссипации колебательная энергия, поступающая в демпфер со стороны стакана, преобразуется в тепловую энергию.

Повышенная эффективность гашения колебаний в широком диапазоне звуковых частот в разных направлениях обеспечивается в предлагаемом демпфере за счет использования взаимодействия элементов, имеющих большое число собственных колебаний с вязкоупругой жидкостью, протекающей через зазоры различной ориентации, размеров и формы. В качестве иллюстрации на фиг.3 представлены графики уровней вибрации амортизированной установки в вертикальном направлении в случае отсутствия демпфера [1] при использовании демпфера прототипа [2] и при использовании предлагаемого вязкоупругого демпфера. Как следует из приведенных данных, уровни вибрации экспериментальной установки в случае применения предлагаемого демпфера ниже, чем уровни вибрации при использовании прототипа практически во всем исследуемом диапазоне частот.

Достигнутое увеличение эффективности демпфирования по сравнению с прототипом на большинстве частот составило 6 8 дБ. В горизонтальном направлении эффективность демпфирования близка к эффективности демпфирования в вертикальном направлении.

Формула изобретения

Вязкоупругий демпфер, содержащий заполненный рабочей средой корпус и установленный в нем стакан, отличающийся тем, что к торцу стакана, обращенному ко дну корпуса, присоединен фланец, а на боковой поверхности стакана радиально закреплены по крайней мере четыре пластины, причем между фланцем, пластинами и корпусом имеются зазоры в осевом и радиальных направлениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3