RU2261382C1

RU2261382C1 - Hydraulic vibration support

Info

Publication number: RU2261382C1
Application number: RU2004108653/11A
Authority: RU
Inventors: Д.М. Белый (RU); Д.М. Белый
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-09-27

Abstract

FIELD: machine building, applicable for suppression of vibrations of various objects.

SUBSTANCE: the hydraulic vibration support has a body filled with fluid with foundations movable in axial direction, with a cylindrical damping member installed between them spring-loaded from two sides by shaped coil springs. The damping member is furnished with blades fastened on the side surface. Each shaped coil spring is made of tapered and cylindrical parts. The springs positioned on both sides from the damping member are coiled to opposite sides and rigidly fastened to the latter by their cylindrical components with the aid of screw stoppers screwed on the ends of the damping member.

EFFECT: enhanced intensity of energy dissipation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, приборостроению, и может быть использовано для гашения колебаний различных объектов.The invention relates to mechanical engineering, instrumentation, and can be used to damp the vibrations of various objects.

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]/.Known hydraulic vibration mounts for damping linear vibrations of objects, containing a fluid-filled housing with axially movable bases, or divided into cavities by elastic membranes with throttling holes / cm. A.S. USSR No. 1744324, cl. F 16 F 13/00, 1989 [1] /, or equipped with a movable piston installed in the housing by means of an elastic articulated lever mechanism also with throttling holes in it / cm. A.S. USSR No. 1634864, class 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.The disadvantages of the known vibration mounts are the design complexity, and most importantly, the relatively low damping efficiency of linear parasitic vibrations of the object due to the low intensity of movement of the damping elements relatively viscous among.

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]/.Hydraulic dampers for eliminating torsional parasitic vibrations of objects are also known, which comprise a damping element / flywheel / mounted with rotatable blades mounted on a side surface filled with viscous liquid and equipped with blades / cm mounted on the side surface. A.S. USSR No. 399658, cl. F 16 F 9/10, 1971 [3]; reference book "Vibrations in technology", ed. Corr. USSR Academy of Sciences K.V. Frolova. M .: Engineering, 1981, v.6, p.343, fig. 28 b [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.A disadvantage of the known devices, in the presence of a fairly high efficiency of damping torsional vibrations, is limited functionality due to, on the one hand, their practical unsuitability for damping the most common linear vibrations of objects, and on the other hand, a significant selection of useful power when used to damp parasitic torsional vibrations objects working in rotation modes.

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.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a hydraulic vibration mount containing a fluid-filled housing with axially movable bases, between which a cylindrical mass / damping element / with a damping element / with an axial channel / cm is mounted, spring loaded on both sides. A.S. USSR No. 1184989, class F 16 F 7/10, 1983 [5] /, adopted as a prototype.

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.The disadvantage of this prototype device is the extremely low damping efficiency of linear parasitic vibrations of the object due to the low intensity of the movement of the damping mass relatively viscous among, as well as the low functionality of the device due to its practical operability only at low frequencies of disturbing effects that allow the viscous medium to pass through the throttling holes .

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.The essence of the invention is to create a hydraulic vibration mount, which allows using a hydrodynamic effect for damping linear spurious vibrations of objects, realized when damping torsional vibrations by exciting rotational vibrations of a flywheel with blades and characterized by an extremely high intensity of relative movements of the damping element and a viscous medium and, accordingly, high energy dissipation.

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.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known hydraulic vibration mount comprising a fluid-filled housing with axially movable bases, between which a cylindrical damping element spring-loaded on both sides is formed by shaped coil springs, the feature is that the damping element is provided blades fixed on the side surface, and each of the shaped coil springs is made up of a conical and cylindrical part her, while located on both sides of the damping element, the springs are twisted in opposite directions and rigidly attached to the latter by their cylindrical parts using screw threaded plugs screwed onto the ends of the damping element.

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.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a hydraulic vibration mount, General view with a longitudinal section; figure 2 is a section along aa in figure 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.The hydraulic vibration mount comprises a fluid-filled 1 / damping fluid / sealed cylindrical body 2 with an axially movable base 3, on the upper of which a vibration-proof object 4 is fixed. Between the bases 3 there is a cylindrical damping coil spring-loaded on both sides along the axis 5, 6 element / flywheel / 7, equipped with blades 9 fixed to its side surface using brackets 8. Each of the shaped coil springs 5, 6 is made up of conically of the second and cylindrical parts located on both sides of the damping element 7 of the spring 5, 6 are twisted in opposite directions and rigidly attached to the latter by their cylindrical parts facing it with threaded plugs 10, 11, each of which is screwed in with one end face with an external thread the cylindrical part of the corresponding spring 5, 6, and the other end with an internal thread is screwed onto the threaded end of the cylindrical damping element 7. Both ends of each of the springs 5, 6 are rigidly fixed respectively to Vision base 3 and a threaded tube 10, 11 with fixing non-rotatably. The base 3 is also installed in the housing 2 without the possibility of rotation around the axis. In this case, it is possible to make the base 3 either in the form of a plunger with side guides against rotation (in Fig. 1 the latter are not shown), or in the form of a disk-shaped plate rigidly pressed into the housing 2 and axially elastic. The initial twisting of the springs 5, 6 in opposite directions is carried out by fixing the damping element 7, alternately turning the threaded plugs 10, 11 in the threads of the damping element 7 in opposite directions by the same angle, rigidly fixing the plugs 10, 11 on the element 7 in the turned state and further release from fixation of the damping element 7 / flywheel /. After this adjustment, the springs 5, 6 turn out to be twisted in opposite directions by the same angle, and the damping element 7 is in equilibrium with respect to its axis of rotation due to the mutual compensation of the torques of the springs 5, 6 twisted on the opposite side. In particular, the lower the base 3 can be rigid without the possibility of axial movements. The implementation of the springs 5, 6 in two parts each provides both effective and reliable operation of the springs during compression and torsion: thus, the conical parts provide the specified longitudinal stability under tension and compression, prevent the skewness of the damping element 7, the cylindrical parts ensure the stable operation of the elastic system in the mode winding-untwisting, high efficiency of converting linear movements into torsional, reliable fastening of the ends of the springs 5, 6 on the screw plugs 10, 11.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

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.The parasitic vibrations of the vibration-insulated object 4 are accompanied respectively by a periodic approach - the removal of the bases 3 from each other in the axial direction, while there is respectively periodic tension - compression of the springs 5, 6. Since the springs 5, 6 were initially twisted in opposite directions, for example, tension their outer ends in the first half-cycle of the oscillations of the object 4 is accompanied by the desire of the spring elastic system - the damping element 7 to take a new stable position and, accordingly, intensive rotation the latter in one direction, when compressing the ends of the springs 5, 6 in the second half-cycle of the oscillations of the object 4, the same rotation of the damping element 7 will occur in the opposite direction. Such a rotation of the damping element can be illustrated as follows: we twist the ends of the rope in opposite directions, in the middle we fix across the rod, which is in equilibrium. When the ends of the rope are stretched, the rod begins to actively rotate around the axis of the rope, when the interference is weakened, the rod rotates in the opposite direction, since when the distance between the ends of the rope changes, the position of the stable equilibrium of the rod changes. Obviously, such a rotation of the damping element 7 is accompanied by the intense interaction of the blades 9 with the fluid 1 and, accordingly, the efficient dissipation / damping / energy of the linear parasitic vibrations of the object 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.Thus, these designs allow damping of linear parasitic vibrations to be automatically replaced by damping of torsional vibrations of the flywheel, which is characterized by a fundamentally different hydrodynamics of body motion in a viscous fluid and provides a qualitatively different degree of damping efficiency. The design is extremely universal, it is not critical to the frequencies and amplitudes of external vibrations, it is relatively simple and reliable in operation.

Claims

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.A hydraulic vibration mount, comprising a fluid-filled housing with axially movable bases, between which a cylindrical damping element spring-loaded on both sides of the coil spring is installed, characterized in that the damping element is provided with blades fixed to the side surface, and each of the coil shaped springs is made up of of conical and cylindrical parts, while the springs located on both sides of the damping element are twisted in opposite directions us and are rigidly attached to the latter for its cylindrical part with screwed on the ends of the damping element Screw-caps.