Устройство для гашения колебаний строительной конструкции Советский патент 1989 года по МПК E04B1/98 

Изобретение относится к строительству, в частности к защите строительных конструкций и сооружений от вибрации и колебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности гашения колабений за счет обеспечения автоматической настройки устройства.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2.

Источник 1 возбуждения гармонических колебаний установлен на виб- розащищаемой конструкции 2. На опорных площадках 3 находятся подвижные опоры 4 динамического гасителя, включающего упругую балку 5 с сосредоточенной массой 6. Вал 7 источника возбуждения связан с ведущим валом вариатора 8, продольно-подвижно соединенным с валом 9 центробежного тахометрического датчика 10, вращающаяся муфта 11 которого шарнирно соединена с подвижными опорами 4 посредством двуплечего рычага 12 и нерастяжимых тросов 13, переброшенных через блоки 14. Подвижные опоры 4 упругими связями 15 соединены с опорными площадками 3.

Жесткость пружины центробежного тахометрического датчика нелинейно зависит от угловой скорости источника возбуждения колебаний

,1

Г -

где тп

(О ПЫхГ

А

- масса груза на конце рычага центробежного датчика; угловая скорость вала центробежного тахометрического датчика;

А - коэффициент, зависящий от соотношения размеров звеньев центробежного датчика. С другой стороны, частота колебаний груза гасителя колебаний нелинейно зависит от расчетной длины балки гасителя

EI - жесткость балки;

М - приведенная масса гасителя

колебаний;

1 - расчетная длина балки гасителя, изменяющаяся при перемещениях опор 4.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Для обеспечения надежного гашения колебаний демпфируемой конструкции во всем диапазоне изменения частот возбудителя колебаний необходимо обеспечить синхронность изменения частот возбудителя и гасителя колебаний, что достигается при постоянстве масс m и М подбором нелинейной пружины с жесткой характеристикой и величиной изменения длины балки гасителя.

Конец рычага 12 соединен с центробежным датчиком 10 с возможностью его вращения и одновременного возвратно-поступательного перемещения конца рычага 12. Для этой цели конец рычага 12 выполнен в виде вилки с прорезью 16, высота которой равна диаметру осей 17, расположенных диаметрально втулке 18. Длина прорези 16 сдвинута несимметрично к концу вилки рычага 12 с тем, чтобы при перемещениях нижних (подвижных) звеньев центробежного датчика 10 вверх- вниз в месте контакта вилки с осями втулки 18 не возникало заклинивания. Второй конец прорези вилок без люфта прилегает к осям втулки 18 при нейт- ральном положении центробежного датчика. Сама втулка 18, охватывающая муфту 19 между ее выступами 20 и снабженная осями 17, выполнена из двух полуколец, соединенных болтами в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения осей 17. Между трущимися поверхностями втулка- муфта и муфта-вал центробежного датчика помещены прокладки 21 с низким коэффициентом трения, например, из фторопласта. Нижний, как и верхний, конец вала центробежного регулятора имеет подшипниковую опору 22 и соединен с концом рычага 12.

Устройство для гашения колебаний работает следующим образом.

В рабочем режиме источника 1 возбуждения гармонических колебаний вращение вала 7 передается через ос ь вариатора 8, продольно-подвижно соединенного с валом 9, на центробежный тахометрический датчик 10. При этом вал центробежного датчика 9 зафиксирован опорой 17 от вертикальных перемещений.

Перемещение центробежного тахометрического датчика 10, вызванное изменением частоты возбуждения, подается на подвижные опоры 4 через муфту 11, рычаг 12 и тяги 13, переброшенные через блоки 14. При установившемся режиме работы положение подвижных опор 4 постоянно и определяется величиной частоты возбуждения. Ее увеличение сопровождается перемещением вверх муфты 11, соединенного с ней конца рычага 12, взаимным сближением подвижных опор 4, что увеличивает жесткость балки 5 гасителя и, следовательно, частоту ее колебаний. С уменьшением частоты возбуждения происходит увеличение длины балки 5 гасителя (уменьшение частоты ее колебаний) благодаря опусканию рычага 12 вместе с муфтой 11 и выбору ослабления натяжения нерастяжимых тросов возвратными пружинами 15.

Учитывая, что жесткость пружины центробежного тахометрического датчика нелинейно зависит от угловой скорости возбуждения колебания, а частота колебаний гасителя также нелинейно зависит от изменения длины балки гасителя, синхронность изменения частоты колебаний гасителя и возбудителя колебаний достигается подбором нелинейной пружины с жесткой характеристикой центробежного тахометрического датчика, соотношением плеч рычага, характеристики упругой балки и массы гасителя,

В этом случае на демпфирующую конструкцию со стороны гасителя будет действовать сила, равная возмущающей и находящейся с ней в противофазе пр любых режимах работы источника возбуждения, поскольку жесткость (частота колебаний) гасителя изменяется в следящем режиме за изменением частоты возбуждения.

Регулирование жесткости (частоты колебаний) гасителя позволяет осу

ществлять в сравнении с известным решением в автоматическом режиме оптимальную настройку гасителя на частоту источника возбуждения гармонических колебаний в широком диапазоне ее изменения, что расширяет сферу применения гасителей. Слежение собственной частоты гасителя за частотой возбуждения благодаря надлежащему подбору параметров устройства, обеспечивает полное гашение колебаний демпфируемой конструкции.

J5 Формула изобретения

1. Устройство для гашения колебаний строительной конструкции от вибрации технологического оборудования, включающее балку с инерционной массой и подвижные опоры балки, установленные на опорных площадках, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний за счет обеспечения автоматической настройки устройства, оно снабжено центробежным тахометри- ческим датчиком, установленным на

валу, связанном с валом технологического оборудования одним концом и выполненным с подвижной муфтой на другом, блоками, прикрепленными к опорным площадкам, упругими элементами, соединяющими подвижные опоры с опорными площадками, двуплечим рычагом и тросами, причем последние прикреплены к подвижным опорам и одному плечу двуплечего рычага, другое плечо которого выполнено с шарнирно прикрепленной к нему втулкой, надетой на муфту вала.

2. Устройство по п.отличающееся тем, что, тахометри- ческий датчик выполнен с нелинейной пружиной с жесткой характеристикой.

А-А

Фи,г.З

Изобретение касается защиты строительных конструкций от вибрации и колебаний технологического оборудования. Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний за счет обеспечения автоматической настройки устройства. Это обеспечивается тем, что вал 7 источника колебаний связан с валом 9 центробежного тахометрического датчика 10. Последний посредством рычага 12 и тросов 13 связан с подвижными опорами 4, на которых закреплена балка 5 с инерционной массой 6. При изменении частоты возбуждения происходит изменение положения опор 4 и, следовательно, изменение жесткости балки 5, что обеспечивает автоматическую настройку гасителя. 1 з. п. ф - лы, 4 ил.

12

18

Фш.1