RU2515822C2 - Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний - Google Patents
Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2515822C2 RU2515822C2 RU2013100395/11A RU2013100395A RU2515822C2 RU 2515822 C2 RU2515822 C2 RU 2515822C2 RU 2013100395/11 A RU2013100395/11 A RU 2013100395/11A RU 2013100395 A RU2013100395 A RU 2013100395A RU 2515822 C2 RU2515822 C2 RU 2515822C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disks
- gaskets
- housing
- springs
- cavity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Springs (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению. Устройство содержит корпус с цилиндрическим отверстием, упор, установленный на корпусе, шток с упорным буртом, размещенным в полости корпуса, и два типа демпфирующих элементов. Демпфирующие элементы размещены в полости корпуса между упорным буртом и упором. Первый тип демпфирующих элементов содержит тарельчатые пружины. Второй тип демпфирующих элементов содержит диски и установленные между ними прокладки, причем диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной способностью материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Достигается повышение демпфирующих характеристик в широком спектре частот и амплитуд. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для демпфирования движения звеньев машин, амортизации и ударных нагрузок.
Известен демпфер (RU 2274783), который включает в себя поршень со штоком, пружину и заполненную вязкой жидкостью гидравлическую камеру, заключенные в цилиндрический патрон, и дополнительно снабжен двумя комплектами лопастного механизма, состоящего из водила, крыльчатки и направляющей. Каждый из механизмов установлен в разных гидравлических, верхней и нижней, камерах соответственно. Поршень удерживается от вращения относительно цилиндрического патрона посредством шпоночного соединения, шпонка которого закреплена на поршне. Водила неподвижно закреплены на поршне соосно ему с обоих противоположных его торцов. Каждая крыльчатка соединена с водилом посредством спиральных шлиц, а с направляющей - посредством цилиндрического подвижного соединения и осевого ограничителя с возможностью ее вращения вокруг собственной оси при возвратно-поступательном движении поршня.
Конструкция демпфера является сложной, при этом в случае превышения нагрузки и среза шпонки демпфер утрачивает свою работоспособность.
Известен тарельчатый амортизатор колебаний бурильной колонны (SU 1273494), включающий корпус, внутри которого установлен с возможностью телескопического перемещения вал, образующий с корпусом полость для размещения пакетов тарельчатых пружин, образованных плоскими и коническими кольцами, при этом над пакетами тарельчатых пружин установлены одно над другим дополнительные плоские и конические кольца, расположенные с возможностью прилегания внутренней поверхности каждого последующего кольца к наружной поверхности предыдущего.
Особенностью конструкции является необходимость регулировки жесткости амортизатора путем соответствующего подбора пакетов тарельчатых пружин и перестановки дополнительных колец. Применительно к области применения амортизатора - проведение бурильных работ и необходимость учета влияния полевых условий - конструктивные особенности амортизатора усложняют его эксплуатацию.
Известен гаситель продольных и крутильных колебаний (RU 2184834), являющийся прототипом заявляемого технического решения и включающий корпус, вал и систему упругих элементов, соединяющих вал с корпусом, в нижней части которого смонтированы радиальный и осевой подшипники, а система упругих элементов выполнена в виде концентрично распложенных труб различного диаметра и жесткости, соединенных между собой последовательно и герметично, а с корпусом и валом - герметично, внутри вала расположено дросселирующее устройство.
Различные типы упругих элементов избирательны к воздействующим на них силовым вибрациям. Так, например, тарельчатые пружины и комбинации из них предпочтительно применять при демпфировании низкочастотных вибраций, тогда как на практике в различных машинах наблюдаются как низкочастотные, так и высокочастотные вибрации. Например, в системе привода штанговой скважинной насосной установки наблюдаются вибрации частотой 20…2000 Гц.
В прототипе задача демпфирования вибраций в широком спектре частот не раскрыта. Система концентрично расположенных труб различного диаметра и жесткости, соединенных между собой последовательно, обладает способностью демпфирования низкочастотных вибраций, возможности ее применения для демпфирования высокочастотных вибраций маловероятны.
Техническим результатом изобретения является повышение демпфирующих возможностей устройства в широком спектре частот и амплитуд.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для демпфирования продольных и крутильных колебаний, содержащем корпус с цилиндрическим отверстием, упор, установленный на корпусе, шток с упорным буртом, размещенным в полости корпуса, и, по крайней мере, два типа демпфирующих элементов, размещенных в полости корпуса между упорным буртом и упором, один из которых содержит тарельчатые пружины, второй тип демпфирующих элементов содержит диски и установленные между ними прокладки, причем диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной способностью материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки, при этом дополнительно:
- диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной ударной вязкостью;
- диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной твердостью;
- в дисках и прокладках выполнены отверстия, диаметр которых соответствует диаметру штока;
- упор выполнен в виде втулки с отверстием для штока, установленной на корпусе;
- диски и прокладки установлены между торцевой поверхность упорного бурта и тарельчатыми пружинами;
- диски и прокладки установлены между торцевой поверхностью втулки и тарельчатыми пружинами;
- диски и прокладки выполнены из металла;
- тарельчатые пружины сформированы в пакеты, а пакеты сформированы в группы, каждая из которых имеет жесткость пружин, отличающуюся от жесткости пружин другой группы;
полость устройства заполнена жидкостью, обладающей смазывающими и антикоррозионными свойствами, а во втулке цилиндрического корпуса выполнено уплотнительное устройство по штоку.
Диски и прокладки, выполненные из материалов, обладающих различной ударной вязкостью и твердостью, представляют собой систему гашения высокочастотных вибраций.
Ударная вязкость характеризует способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Диски и установленные между ними прокладки, выполненных из материалов, обладающих разной ударной вязкостью и (или) твердостью, представляют собой модель бингамовской (неньютоновской) жидкости, обладающей способностью демпфировать как высокочастотные продольные вибрации, а также крутильные колебания за счет трения между контактирующими торцевыми поверхностями дисков и прокладок.
Установка дисков и прокладок между торцевой поверхность упорного бурта и тарельчатыми пружинами или между торцевой поверхностью втулки и тарельчатыми пружинами, выполнение в дисках и прокладках отверстий, диаметр которых соответствует диаметру штока, а также выполнение дисков и прокладок из металла являются предпочтительными методами конструктивной компоновки устройства.
Формирование тарельчатых пружин в пакеты, которые сформированы в группы, каждая из которых имеет жесткость пружин, отличающуюся от жесткости пружин другой группы, являются методами повышения несущей способности устройства.
Заполнение полости устройства жидкостью, обладающей смазывающими и антикоррозионными свойствами, является методом: а) предотвращения коррозии элементов демпфера; б) снижения влияния контактной коррозии по торцам тарельчатых пружин.
Выполнение во втулке цилиндрического корпуса уплотнительного устройства по штоку необходимо для предотвращения вытекания смазывающе-антикоррозионной жидкости из полости устройства.
На фиг.1 показана конструктивная схема устройства.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с резьбовым участком 2, в который ввернута втулка 3, выполняющая функции упора. Внутри полости устройства, образованной корпусом 1 и втулкой 3, размещены шток 4 с упорным буртом 5, а между втулкой 3 и упорным буртом 5 размещены тарельчатые пружины 6, сформированные в пакеты пружин. Пакеты пружин сформированы в группы пружин 7 и 8, состоящие из пружин различной жесткости.
Между упорным буртом 5 и тарельчатыми пружинами 6 установлены диски 9, между которыми установлены прокладки 10.
Диски 9 и прокладки 10 могут быть установлены как между упорным буртом 5 и тарельчатыми пружинами 6, так и между втулкой 3 и тарельчатыми пружинами 6.
На корпусе 1 и на штоке 4 выполнены резьбовые элементы 11 и 12, предназначенные для соединения устройства со звеньями машин и установок.
В таблице приведены некоторые материалы, из которых возможно изготовление дисков 9 и прокладок 9.
Материал диска | Материал прокладки |
Сталь 45 | Сталь 08, сталь 10, автоматная сталь, бронза, медь, алюминий |
Сталь | Фторопласт |
Указанные материалы имеют разную ударную вязкость и твердость. Во втулке 3 выполнено уплотнительное устройство 13. Полость устройства заполнена маслом 14.
Работает устройство следующим образом.
Под воздействием растягивающей нагрузки шток 4 выдвигается из корпуса 1, при этом происходят деформации тарельчатых пружин 6 до упора торцевых поверхностей вначале пружин (пакетов пружин) меньшей жесткости, а затем пружин большей. Энергия низкочастотных колебательных процессов в системе частично поглощается сжатием пружин 6.
Масло 14 через технологические или специальные зазоры между тарельчатыми пружинами 6 и корпусом 1, между дисками 9 и прокладками 10 и корпусом 1, между упорным буртом 5 и корпусом 1 перекачивается в полость корпуса между упорным буртом 7 и втулкой 3, одновременно частично демпфируя возникающие при этом колебательные процессы.
Силовая нагрузка воздействует также на диски 9 и прокладки 10. Последние, обладая меньшей жесткостью и, соответственно, большей вязкостью, демпфируют высокочастотные гармоники колебательных процессов.
Аналогичные процессы демпфирования колебаний происходят в устройстве и при обратном ходе, масло 14 из полости устройства между упорным буртом 5 и втулкой 3 перекачивается через соответствующие зазоры, описанные выше, обратно в полость между упорным буртом 5 и дном корпуса.
Пропуски масла из демпферных полостей через зазор между штоком 4 и втулкой 3 предотвращаются уплотнением 13.
Крутильные колебания демпфируются за счет трения по плотно контактирующим между собой торцевым поверхностям дисков 9 и прокладок 10.
Конструктивно предлагаемое техническое решение промышленно реализуемо.
Claims (10)
1. Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний, содержащее корпус с цилиндрическим отверстием, упор, установленный на корпусе, шток с упорным буртом, размещенным в полости корпуса, и, по крайней мере, два типа демпфирующих элементов, размещенных в полости корпуса между упорным буртом и упором, один из которых содержит тарельчатые пружины, отличающееся тем, что второй тип демпфирующих элементов содержит диски и установленные между ними прокладки, выполненные из материалов, обладающих разной способностью материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной ударной вязкостью.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, диски и прокладки выполнены из материалов, обладающих разной твердостью.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в дисках и прокладках выполнены отверстия, диаметр которых соответствует диаметру штока.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упор выполнен в виде втулки с отверстием для штока, установленной на корпусе.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски и прокладки установлены между торцевой поверхность упорного бурта и тарельчатыми пружинами.
7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что диски и прокладки установлены между торцевой поверхностью втулки и тарельчатыми пружинами.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диски и прокладки выполнены из металла.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что тарельчатые пружины сформированы в пакеты, а пакеты сформированы в группы, каждая из которых имеет жесткость пружин, отличающуюся от жесткости пружин другой группы.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что полость устройства заполнена жидкостью, обладающей смазывающими и антикоррозионными свойствами, а во втулке цилиндрического корпуса выполнено уплотнительное устройство по штоку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100395/11A RU2515822C2 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100395/11A RU2515822C2 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013100395A RU2013100395A (ru) | 2013-05-10 |
RU2515822C2 true RU2515822C2 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=48788688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013100395/11A RU2515822C2 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2515822C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704697C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Амортизатор трубный |
RU2799578C1 (ru) * | 2022-10-05 | 2023-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Проходной резец |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3743266A (en) * | 1971-08-26 | 1973-07-03 | Inca Mfg Corp | Energy absorbing isolation system |
DE3302852A1 (de) * | 1983-01-28 | 1984-08-09 | W. u. G. Esser GmbH, 4630 Bochum | Stuetzlenker zum uebertragen von unterschiedlichen belastungen, insbesondere der reaktionskraefte aus rohrleitungen |
RU2079020C1 (ru) * | 1990-04-16 | 1997-05-10 | Авиационный научно-технический комплекс им.О.К.Антонова | Амортизатор |
RU2184834C1 (ru) * | 2000-11-08 | 2002-07-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" | Гаситель продольных и крутильных колебаний |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100395/11A patent/RU2515822C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3743266A (en) * | 1971-08-26 | 1973-07-03 | Inca Mfg Corp | Energy absorbing isolation system |
DE3302852A1 (de) * | 1983-01-28 | 1984-08-09 | W. u. G. Esser GmbH, 4630 Bochum | Stuetzlenker zum uebertragen von unterschiedlichen belastungen, insbesondere der reaktionskraefte aus rohrleitungen |
RU2079020C1 (ru) * | 1990-04-16 | 1997-05-10 | Авиационный научно-технический комплекс им.О.К.Антонова | Амортизатор |
RU2184834C1 (ru) * | 2000-11-08 | 2002-07-10 | Государственное научно-производственное предприятие "Азимут" | Гаситель продольных и крутильных колебаний |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2704697C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2019-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Промперфоратор" | Амортизатор трубный |
RU2799578C1 (ru) * | 2022-10-05 | 2023-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Проходной резец |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013100395A (ru) | 2013-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204784408U (zh) | 一种桥梁拉索减震器 | |
CN208057801U (zh) | 一种阻尼器的活塞机构 | |
CN108006141A (zh) | 一种液压缓冲器 | |
CN202380977U (zh) | 气体钻井钻柱用抗疲劳短节 | |
RU2515822C2 (ru) | Устройство для демпфирования продольных и крутильных колебаний | |
RU97162U1 (ru) | Амортизатор наддолотный | |
CN103047335A (zh) | 惯阻式吸振器 | |
RU2536302C1 (ru) | Динамический виброгаситель крутильных колебаний (варианты) | |
CN107923486A (zh) | 粘滞阻尼器 | |
RU2409778C1 (ru) | Газомеханический амортизатор | |
KR20200077585A (ko) | 비틀림 진동 댐퍼 또는 비틀림 진동 흡수기 | |
RU108087U1 (ru) | Амортизатор наддолотный | |
RU2013103503A (ru) | Демпфер крутильных колебаний | |
RU197940U1 (ru) | Амортизатор наддолотный | |
RU156925U1 (ru) | Амортизатор шпинделя забойного двигателя | |
RU149366U1 (ru) | Гидравлический амортизатор | |
CN110805398B (zh) | 井下多维振动自抑制装置和方法 | |
RU181210U1 (ru) | Виброопора со сферическими упругодемпфирующими элементами | |
RU84441U1 (ru) | Демпфер наддолотный | |
RU102225U1 (ru) | Демпфер наддолотный | |
RU2455452C1 (ru) | Виброгаситель растягивающих, сжимающих и крутильных колебаний | |
RU2340811C1 (ru) | Гидропневматический амортизатор с безинерционным гасителем | |
RU2723330C1 (ru) | Устройство демпфера забойного | |
CN109854658A (zh) | 一种组合减震器 | |
RU2781978C1 (ru) | Наддолотный виброгаситель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160420 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180110 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20181016 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190207 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210110 |