Гидравлический возбудитель крутильных колебанийвсесо- озндй11шг^то:,ш?"в^ш^яиг^'т'шхл

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. В 06b 1/18

Заявлено 08.VI II.1969 (№ 1355993/25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.VII.1972. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 23Х111.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 534.141:620.178.311. .5 (088.8) Авторы изобретения

Ю. Е. Тябликов и В. В. Кангас

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко

Заявитель

ВСЕСтО т " рщ ур ", „", 1 %И

ЬЬй. :;.--1- -"

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ

КОЛ ЕБАН И Й

Изобретение относится к области создания мощных механических колебаний, а именно к гидромеханическому преобразованию пульсирующего движения жидкости в поворотные движения и крутящие моменты. Оно может быть использова.ю для циклического нагружения неподвижных образцов и вращающихся деталей.

Известны гидравлические возбудители крутильных колебаний, содержащие источник пульсирующего гидравлического потока илп давления и гидравлпчески связанный с нпм спиральный трубопровод; в цнх пспользуюгся деформацпонпые свойства спирального запертого трубопровода, проявляющиеся под действием внутреш|его давления. При повышении давления граничные витки спирали стремятся повернуться один относительно других в «аправлении, обратном навпвке спирали. Переменный крутящий момент зависит только QT изменения внутреннего давления. Недостатком известных возбудителей является возбуждение только относительных поворотов торцов и необходимость передачи крутящего момента через податливый упругий элемент, что ограничивает мощность возоуждаемых колебаний.

Цель изобретения — создание гидравлического возбудителя крутильных колебаний, способного возбуждать абсолютные поворотные смещения и крутящие моменты на твердом монолитном теле, что в конечном счете позволяет повысить мощность возбуждаемых колебаний.

Предлагаемый гидравлический возбудитель

5 крутильпых колебаний отличается от известных тем, что спиральный трубопровод выполнен в виде проходного спирального канала в жестком теле вращения.

Инерционное взаимодействие переменного

10 потока жидкости в спиральном трубопроводе наиболее полно проявляется при свободном проходе потока через спираль. Для этого в качестгс источника пульсирующего гидравлического потока может быть использован ротор15 ный гпдропульсатор, образующий со спиральным каналом замкнутый гидравлический контур.

Описываемый возбудитель крутильных колебашш схематически изображен на чертеже.

20 Источник 1 пульсирующего гидравлического потока илп давления, например роторный гидропульсатор, гидравлическп связан со спиральным каналом 2 в жестком теле вращения — бараоане 8, последний механпчки свя25 зан с внешней нагрузкой, например испытываемым изделием 4, или вмонтирован во вращающуюся систему, например трансмиссию.

Возбужденный источником 1 пульсирующий поток, поданный через соединительные трубо30 проводы 5, проходит через спиральный канал

344899

1, +М= — rfp, cos Vt, (3)

dt где 1г — момент инерции опоро>кненного от жидкости барабана;

Р?г — амплитуда перепада давления;

V — частота изменения давления.

При стесненном движении барабана, например при жестком закреплении его на валу трансмиссии, вращающемся с постоянной скоростью в, первый член уравнения (3) исчезает, и барабан прикладывает к трансмиссии переменный момент

М = — rfp, cos Vt. (4) При свободном движении барабана, когда внешняя нагрузка не создает сопротивлений его движению (М=О), íà его вращение с побарабана. Переменный поток по каналу 2 плп перепад давления на входе в канал и выходе из канала сооощают барабану поворотные колебания и крутящий момент, определяемые инерционным взаимодействием между барабаном и жидкостью. Возбужденные движение и момент передаются внешней нагрузке. Движение барабана описывается уравнениями: — Л= I, — + —.

?(со mr ???,>

dt f dt и dQ + mr do> (2)

1 2 dt f где М вЂ” крутящий момент, развиваемый барабаном;

1, — момент инерции бараоаиа с каналом, заполненным жидкостью; т — масса жидкости в спиральном канале;

r — радиус барабана по центрам сечений канала;

f — площадь сечения спирального канала;

Q — поток по спиральному каналу; а — угловая скорость вращения барабана;

Р— перепад давления между входом в канал.,и выходом из спирального канала... фр

Из зависимостей (1) и (2) следует, что ни вращение барабана с постоянной угловой скоростью ь=сопз t, ни постоянный поток

Q=const через спиральный канал не оказывают влияния иа их взаимное движение. Взаимодействие между потоком Qиско,ростью ?> проявляется только при иестациоиарных движениях.

Если система приводится в движение источником 1, создающим переменный перепад давления, например гармонический

Р= Р, cosVt, то угловая скорость вращения барабана и развиваемый им момент связаны зависимостью стоянной угловой скоростью г»о накладываются поворотные колебания со скоростью ог — яп Vt (5)

Если система приводится в движение источником 1, создающим пульсирующий поток, например роторным гидропульсатором, Q=

= Qocos Vt с амплитудой Q и частотой его

10 изменения V, то уравнение (1) определяет следующую связь между вращением барабана и развиваемым им моментом;

I,— +Л = Q,sinVt. (6)

dt

Лналогично уравнениям (3) и (4) находят значения переменного момента при стесненном движении и пульсации скорости при свободном движении барабана.

20 При установке барабана в системах, сопротивление которых зависит от параметров переменного движения, например в упругой трансмиссии, развиваемый бараб",ïoì момент определяется зависимостью

Л ?г = C где С вЂ” упругая жесткость на скручивание трансмиссии.

?I> — переменный угол закручивания трансмиссии барабаном.

Для этого случая пульсация угловой скорости барабана, например, при источнике пульсирующего потока определяется зависимостью, вытекающей из решения уравнения (6):

35 77? г.>/2

cos Vt

f (С вЂ” IÓ ) ЗО

Переменный момент, возбу>кдаемый барабаном, будет равен

?ггг ЧС)ОС

f (С вЂ” 1?Ъ") Таким >ке путем могут быть определены параметры,переменного движения и момента

45 развиваемого барабаном для других видов нагрузок.

Предмет изобретения

1. Гидравлический возбудитель крутильных

50 колебаний, содержащий источник пульсирующего гидравлического потока или давления и гидравлически связанный с ним спиральный трубопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности возбуждаемых колеба55 ний, спиральный трубопровод выполнен в виде проходного спирального канала в жестком теле вращения.

2. Гидравлический возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника

60 пульсирующего гидравлического потока использован роторный гидропульсатор, образующий со спиральным каналом замкнутый гидравлический контур.

344899

Составитель В. Шехтер

Редактор Л. Жаворонкова Техред Л. Куклина

Корректор С. Сатагулова

Заказ 2587/6 Изд. № 1146 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2