Виброгаситель гидравлический

(51) 16 15/00 (2006.01) 21 3/20 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ подвижным мультипликатором, делящим корпус на камеры сжатия и напора, в нем установлен для взаимодействия с опорой и корпусом неподвижный мультипликатор с камерами подпора и гидроаккумулятора,а инерционные массы выполнены в виде гидравлических полостей,установлены в каждом мультипликаторе и сообщены с их камерами соответствующими нагнетающими и отводящими каналами, эти каналы образованы в мультипликаторах, сообщают их камеры через гидравлические полости, конфузор и диффузор или систему клапанов. Технический результат 1. Обеспечение быстродействия на случайные высокоамплитудные и частотные механические воздействия, и достаточные виброгасительные свойства, многократным гашением амплитуды и частоты знакопеременного механического воздействия на корпус. 2. Формирование виброгасителем равномерного действия на опору сглаживаением, накоплением энергии механических воздействий источника и ее рекуперацию.(76) Исаев Валерий Львович Кызыров Кайрулла Бейсенбаевич Исаев Иван Валерьевич(57) Изобретение относится к виброгасителям горных,строительнодорожных машин и транспортных средств. Сущность изобретения заключается в том, что виброгаситель гидравлический, установленный между опорой и источником механических воздействий,взаимодействующий с этим источником управляющий подвижный элемент,делящий корпус на полость расположенную под ним и над ним, компенсатор, нагнетающий и отводящий каналы, характеризующийся тем, что,виброгаситель содержит инерционные массы в виде гидравлических полостей, компенсатор установлен в управляющем подвижном элементе для взаимодействия с опорой, упругий элемент образован гидроаккумулятором,причем,управляющий подвижный элемент выполнен Изобретение относится к виброгасителям горных,строительно-дорожных машин и транспортных средств. Известен динамический гаситель для расточных оправок,который представляет собой подпружиненный резьбой стержень, ввернутый свободно в резьбовое отверстие с заднего конца оправки. Виброгаситель связан не жестко с оправкой и при возникновении высокочастотных колебаний оправки, не может колебаться с такой же частотой, становится инертной массой внутри оправки, которая стремится сохранить состояние покоя, поэтому ее вибрации исчезают. (Смотри А.с. СССР 147413, Кл. МПК 16 15/00. Опубликов. 1962 г Бюл. 10). Недостатком данного изобретения является невозможность гасить в широком диапазоне и случайные амплитуды и частоты вибрации,антирезонансные процессы в оправке из-за конструктивного и функционального ограничений подружиненного резьбой стержня. Известна гидравлическая бурильная машина,содержащая вращатель и ударный механизм,состоящий из корпуса, бойка, камеры рабочего и холостого ходов,напорный аккумулятор,амортизатор, включающий втулку с отверстиями,поршень и гидравлическую полость, которая соединена с напорным аккумулятором через отверстия во втулке, отверстия во втулке выполнены калиброванными, двухступенчатыми,при этом большая ступень одного отверстия выполнена со стороны гидравлической полости, а другого - со стороны напорного аккумулятора.(Смотри А.с. СССР 1113532, Кл. МПК Е 21 С 3/20. Опубликов. 15.09.84 г Бюл. 34). Недостатком данного изобретения является невозможность гасить вибрации во втулке в широком диапазоне амплитуды и частоты из-за конструктивного и функционального ограничений конструкции. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, является гидравлический виброгаситель механических колебаний,содержащий корпус с выполнеными в нем нагнетающим и отводящим каналами, размещенные в корпусе элемент типа сопло-заслонка и управляющий им подвижный элемент, делящий корпус на полость расположенную под ним,соединенную с нагнетающим каналом, и полость,расположенную над ним, снабжен компенсатором,образующим противолежащую от подвижного элемента сторону полости, расположенной над подвижным элементом, и дросселем, соединяющим эту полость с нагнетающим каналом. (Смотри А.С. СССР 565135. Кл. МПК 16 15/00/ Опуб. 15.07.77 гБюл. 26). Недостатком гидравлического виброгасителя механических колебаний является то, что управляемый подвижный элемент с сопломзаслонкой из-за своих инерционных свойств имеет низкое быстродействие на случайные высокоамплитудные и частотные механические воздействия, и недостаточные виброгасительные свойства. Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, создание технического решения, которое обеспечило бы получение следующего положительного результата 1. Обеспечение быстродействия на случайные высокоамплитудные и частотные механические воздействия, и достаточные виброгасительные свойства, многократным гашением амплитуды и частоты знакопеременного механического воздействия на корпус. 2. Формирование виброгасителем равномерного действия на опору сглаживанием, накоплением энергии механических воздействий вибраций в широком диапазоне и случайном сочетании амплитуд и частот возбуждения от источника и ее рекуперацию. Поставленная задача решается тем, что согласно предполагаемого изобретения, гидравлический виброгаситель, установленный между опорой и источником механических воздействий,взаимодействующий с этим источником управляющий подвижный элемент, делящий корпус на полость расположенную под ним и над ним,компенсатор, нагнетающий и отводящий каналы,характеризующийся тем,что виброгаситель содержит инерционные массы в виде гидравлических полостей, компенсатор установлен в управляющем подвижном элементе для взаимодействия с опорой, упругий элемент образован гидроаккумулятором,причем управляющий подвижный элемент выполнен подвижным мультипликатором, делящим корпус на камеры сжатия и напора, в нем установлен для взаимодействия с опорой и корпусом неподвижный мультипликатор с камерами подпора и гидроаккумулятора,а инерционные массы выполнены в виде гидравлических полостей,установлены в каждом мультипликаторе и сообщены с их камерами соответствующими нагнетающими и отводящими каналами, эти каналы образованы в мультипликаторах, сообщают их камеры через гидравлические полости, конфузор и диффузор или систему клапанов. Обеспечить быстродействие на случайные высокоамплитудные и частотные механические воздействия, и достаточные виброгасительные свойства позволяет установка в теле мультипликаторов инерционных масс, которые способствуют снижению их массы. Это способствует увеличению ускорения движения мультипликаторов под действием силы и, в конечном счете, быстродействия. Подвижный мультипликатор связан с корпусом и неподвижным мультипликатором не жестко,посредством гидравлических камер, поэтому при возникновении амплитудно - частотного воздействия источника на корпус, благодаря инерционности гидравлических полостей, мультипликатор и корпус не могут колебаться с такой же частотой, становятся инертной массой вместе с полостями. Подвижные части стремятся сохранить состояние покоя, что гасит вибрации. Неподвижный мультипликатор сохраняет исходное статическое воздействие на опору. Инерционная масса в центральной полости сглаживает виброреакции опоры,вибрации вследствии действия неравномерных сил трения движения от взаимодействующих поверхностей подвижного мультипликатора и корпуса с поверхностью неподвижного мультипликатора и динамику их движений. Известно, что силы трения покоя превышают силы трения движения, которые при возрастании малых скоростей уменьшаются, а при больших - растут для большинства материалов трущихся поверхностей. Силы трения движения от взаимодействующих поверхностей являются самостоятельным,адаптивным фактором сглаживания вибраций. Совокупность виброгасящего действия инерционных масс и сил трения движения позволяет формировать виброгасителем равномерное действие на опору за счет пребразования трения в тепловую энергию жидкости, сглаживания, самонастраивающиеся накопления инертной массой,вместе с гидравлическими полостями, энергии механических воздействий источника вибраций в широком диапазоне, при случайном сочетании амплитуд и частот возбуждения от источника. Передача вибраций дополнительно устраняется при движении жидкости в камеру подпора,дросселированием в конфузоре нагнетающего канала, установленного между камерами сжатия,подпора и нижней полостью, а реактивное действие инерционной массы из нижней полости на камеру подпора устраняет дросселирование в диффузоре отводящего канала при обратном истечении жидкости. Величина сил сопротивления движению жидкости при дросселировании возрастает с ростом сил движущих поток и скорости потока в дросселе,которые зависят от амплитуды и частоты воздействия на корпус. Накопление энергии механических воздействий источника вибраций в широком диапазоне, при случайном сочетании амплитуд и частот возбуждения от источника позволяет гидроаккумулятор от действия подвижного мультипликатора через камеру подпора. Кроме того высокочастотные вибрации переходят в нагрев и перемешивание(турбуленизацию) жидкости в камерах и полостях. Эти процессы формируют виброгасителем равномерное действие на опору обеспечивая сглаживание, накопление энергии механических воздействий источника вибраций в широком диапазоне, при случайном сочетании амплитуд и частот возбуждения от источника и ее рекуперацию для возврата подвижного мультипликатора и корпуса в исходное положение. Анализ рассмотренных процессов виброгашения показывает, что отличительные признаки формулы выполняют стабилизацию действия на опору виброгасителя последовательным, многократным гашением амплитуды и частоты знакопеременного механического воздействия на корпус. На фигуре изображена схема предлагаемого устройства. Гидравлический виброгаситель состоит из корпуса 1, подвижного мультипликатора 2 с камерами напора 3, сжатия 4, в его теле выполнены нижняя полость 5, каналы нагнетательный 6 с обратным клапаном и отводящий 7 с предохранительным клапаном,неподвижного мультипликатора с камерами подпора 9,гидроаккумулятора 10, центральной полостью 11 в его теле, каналы нагнетательный 12 с конфузором 13, сообщающий, при заполнении камеры подпора,камеру сжатия 4, подпора 9 посредством нижней полости 5, отводящий канал 14 с диффузором 15 и сообщающий, при заполнении камеры сжатия,камеры подпора 9, сжатия 4 через нижнюю полость 5. Камера сжатия 4 сообщается с нижней полостью 5 радиальным каналом 16. Камера гидроаккумулятора 10 сообщается с центральной полостью 11 радиальным каналом 17. Неподвижный мультипликатор установлен на поддерживающей опоре 18. Механическое воздействие источника на корпус указано стрелками на фигуре. Работает гидравлический виброгаситель следующим образом. Механическое воздействие источника перемещает корпус 1, по направлению к опоре 18, сжимает камеру напора 3, поднимает давление жидкости в этой камере. По нагнетательному каналу 6 через обратный клапан,настроенный на нижний порог этого давления,жидкость заполняет камеру гидроаккумулятора 10 и центральную полость 11. Площадь камер напора и подпора превышают площадь камер сжатия и гидроаккумулятора, соответственно. Подвижный мультипликатор движется на уменьшение камеры сжатия, заполняет нижнюю полость 5, увеличивает обьем камеры подпора через нагнетательный канал 12 с конфузором 13 с дросселированием жидкости в нем, сжимает камеру гидроаккумулятора за счет сил давления в камере подпора, накапливая в нем энергию. Если механическое воздействие источника изменит направление действия на корпус, то под действием энергии сжатой жидкости в гидроаккумуляторе, рекуперируя ее в движение подвижного мультипликатора, который, действуя через камеру напора на корпус 1, вызывает их перемещение по направлению от опоры 18. Если при этом камера сжатия 4 уменьшается,поднимается давление жидкости в этой камере, а камера подпора 9 увеличивается, снижая в ней давление,то полость 5 освобождается дросселированием жидкости через отводящий канал 14 с диффузором 15. Корпус, под действием сил давления в камере напора, вместе с подвижным мультипликатором, под действием сил давления в камере сжатия, сместятся в исходное положение. При предельном увеличении амплитуды механического воздействия на корпус, увеличится давление жидкости в камере напора, а последующее перемещение корпуса создаст превышение давления до предельного расчетного, то клапан в отводящем канале 7 откроется и снизит его до безопасного значения. Уменьшение амплитуды динамического воздействия определит уменьшение объема камеры подпора, которая уменьшит ход подвижного 3 мультипликатора к опоре, уменьшит сжатие камеры гидроаккумулятора и соответственное накопление энергии. Выполнится адаптивное нагрузке накопление энергии. Гидравлический виброгаситель способен адаптировать жесткость системы при реагировании на источник, например, увеличивать - при критическом возрастании амплитуды вибромеханического воздействия. При этом при ненормативном воздействии источника колебаний на корпус с критической амплитудой подвижный мультипликатор входит в контакт с опорой, сжимает камеры гидроаккумулятора и напора в предельно жестком режиме, продолжая удерживать с корпусом не жесткую связь, а через жидкость в камерах. К жесткости аккумулятора добавляется жесткость камеры напора, которая принимает функцию дополнительного гидроаккумулятора. Плавность перемещений корпуса и мультипликатора обеспечивает 1 дросселирование жидкости в клапанах, конфузоре и диффузоре 2) инерционные свойства а) полостей центральной 11 и нижней 5,б) всех камер в) подвижных частей подвижного мультипликатора и корпуса 3) силы трения между контактирующими поверхностями при движении подвижных частей. Следовательно, благодаря инерционным массам в полостях, камерах корпуса и подвижного мультипликатора,а также демпфирующим свойствам конфузора, диффузора и клапанов в нагнетающих и отводящих каналах, упругим свойствам жидкости в полостях и камерах обеспечивается самоподстраивание реактивных,компенсирующих движений корпуса и подвижного мультипликатора под амплитудно-частотный спектр случайных амплитудно-частотных воздействий на корпус виброгасителя,в том числе моногармонических (узкополостных) для выработки статического действия на опору. Подвижный мультипликатор корректирует упругоинерционные и диссепативные свойства,свойственные динамическим гасителям с трением и дросселированием жидкости. Гидравлический виброгаситель благодаря совокупности свойств демпфера, динамического гасителя, виброизолятора образует свойства виброзащитного устройства, а благодаря упругодемпфирующим, накопительным свойствам гидроаккумулятора и инерционности подвижных масс - адаптирование жесткости камер под вибровоздействия и обеспечивает самоподстраивание параметров гидросистемы под динамические нагрузки с выработкой равномерного воздействия неподвижным мультипликатором на опору. Посредством подвижного мультипликатора и указанным отличительным признакам гидравлический виброгаситель приобретает свойства антирезонатора и адаптивного преобразователя случайных механических воздействий источника в равномерное действие на опору. Гидравлический виброгаситель является гасителем с изменяемой жесткостью реакции с ее подстройкой на амплитудно-частотные характеристики с широкой полосой случайных воздействий посредством изменения объема и давления жидкости в камерах, что изменяет жесткость, например, жесткость гидроаккумулятора изменяется пропорционально величине действующей силы воздействия с коэффициентом жесткости/н ,где- амплитуда перемещения корпуса под силовым действиемисточника вибрации , н площади камер гидроаккумулятора и напора,соответственно. Предельная жесткость определяется при посадке на опору подвижного мультипликатора суммой жесткостей гидроаккумулятора и камеры напора. Таким образом, представленный гидравлический виброгаситель благодаря плавающему режиму движения корпуса и мультипликатора с инерционными массами способен самоподстраиваться на частоту и амплитуду возбуждения в широком диапазоне,противодействуя колебаниям опоры крепления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Виброгаситель гидравлический, установленный между опорой и источником механических воздействий,взаимодействующий с этим источником управляющий подвижный элемент,делящий корпус на полость расположенную под ним и над ним и содержащий компенсатор,нагнетающий и отводящий каналы, отличающийся тем, что виброгаситель содержит инерционные массы в виде гидравлических полостей,компенсатор установлен в управляющем подвижном элементе для взаимодействия с опорой, упругий элемент образован гидроаккумулятором, причем,управляющий подвижный элемент выполнен подвижным мультипликатором, делящим корпус на камеры сжатия и напора, в нем установлен для взаимодействия с опорой и корпусом неподвижный мультипликатор с камерами подпора и гидроаккумулятора,а инерционные массы выполнены в виде гидравлических полостей,установлены в каждом мультипликаторе и сообщены с их камерами соответствующими нагнетающими и отводящими каналами, но эти каналы образованы в мультипликаторах, сообщают их камеры через гидравлические полости, конфузор и диффузор или систему клапанов.