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.чо для циклического нагружения ненодвижных образцов и вращающихся деталей.
Известны гидравлические возбудители крутильных колебаний, содержащие источник пульсирующего гидравлического нотока или давления и гидравлически связаииый с ним спиральиый трубопровод; в них используются деформациоииые свойства спирального запертого трубопровода, проявляющиеся под действием внутреннего давления. Ири повыи.1ении давления граничные витки спнрали стремятся повернуться один относительно других в направлении, обратиом навивке сиирали. Переменный крутящий момент зависит только от изменения внутреннего давления. Недостатком известных возбудителей является возбуждение только относительиых поворотов торцов и иеобходимость передачи крутящего момента через податливый упругий элемент, что ограничивает мощность возбуждаемых 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 крутильных колебаний отличается от известных тем, что спиральный трубопровод выполнен в виде проходного спирального канала в жестком теле вращения. Инерционное взаимодействие переменного
потока жидкости в спиральном трубопроводе наиболее полно проявляется при свободном проходе потока через сиираль. Для этого в качестве источника пульсирующего гидравлического потока может быть исиользован роторный гидропульсатор, образующий со спиральным каналом замкиутый гидравлический контур.
Описываемый возбудитель крутильных колебаний схематически изображен на чертеже.
Источник 1 пульсирующего гидравлического йотока или давления, например роторный гидропульсатор, гидравлически связан со спиральиым каналом 2 в жестком теле вращения - барабане 3, последний механички связан с внещией нагрузкой, например испытываемым изделием 4, или в.монтирован во вращающуюся систему, например трансмиссию. барабана. Переменный поток по каналу 2 или перепад давления на входе в канал п выходе из канала сообщают барабану поворотные колебания и крутящий момент, определяемые инерционным взаимодействием между барабаном н жидкостью. Возбужденные движение и момент передаются внешней нагрузке. Движение барабаиа описывается уравнениями: + f dt Q т dQ . mr du / dt где М - крутящий момент, развиваемый барабаном;/I - момейт инерции барабана с каналом, заполненным жидкостью; т - масса жидкости в спиральном канале;г - радиус барабана по центрам сечений канала; f - площадь сечения спиральпого канала; Q - поток по спиральному каналу; со - угловая скорость вращения бараР - перепад давления между входом в канал.и выходом из спирального канала. ; ;;i/-v ; Из зависимостей (1) и (2) следует, что ни вращение барабана с ностоянной угловой скоростью a) cons/, ни постоянный поток Q cons/ через спиральный канал не оказывают влияния на их взаимное движение. Взаимодействне между потоком Q н скоростью со проявляется только при нестационарных движениях. Если система нриводится в движение источником 1, создающим переменный перепад давления, например гармонический P P,cosV(, то угловая скорость вращения барабана и развиваемый им момент связаны зависимостью /, +Ж -/-// „cos W, где /2 - момент инерции опорожненного от жидкости барабана; Ро-амплитуда перепада давления; V--частота изменения давления. При стесненном движении барабана, например при жестком закреплении его на валу трансмиссии, вращающемся с постоянной скоростью 00, первый член уравнения (3) исчезает, и барабан прикладывает к трансмиссии переменный момент Ж - rfp, cos VL(4) При свободном движении барабана, когда внещняя нагрузка не создает сопротивлеиий его движению (М 0), на его вращение с постояннои угловой скоростью шо накладываются поворотные колебания со скоростью rfPo Если система приводится в движение источником /, создающим пульсирующий поток, например роторным гидропульсатором, Q Qocos Vt с амплитудой Q и частотой его изменения V, то уравнение (1) определяет следующую связь между вращением барабана и развиваемым им моментом: Q,sinVf.(6) Аналогично уравнениям (3) и (4) находят значения .переменного момента при стесненном движении и пульсации скорости при свободном движении барабана. При установке барабана в системах, сопротивление которых зависит от параметров переменного движения, например в упругой трансмиссии, развиваемый барабаиом момент определяется зависимостью (, где С - упругая жесткость на скручивание трансмиссии; Ф - переменный угол закручивания трансмиссии барабаном. Для этого случая пульсация угловой скорости барабана, например, при источнике пульсирующего потока определяется зависимостью, вытекающей из рещения уравнения (6): тгУ,,, со - COS W. f(,V) Переменный момент, возбуждаемый барабаном, будет равен М sinW. /(С-ЛУ) Таким же путем могут быть определены параметры -переменного движения и момента развиваемого барабаном для других видов нагрузок. Предмет изобретения 1.Гидравлический возбудитель крутильных колебаний, содержащий источник пульсирующего гидравлического потока или давления и гидравлически связанный с ним спиральный трубопровод, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности возбуждаемых колебаний, спиральный трубопровод выполнен в виде проходного спирального канала в жестком теле вращения. 2.Гидравлический возбудитель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника пульсирующего гидравлического потока использован роторный гидропульсатор, образующий со спиральным каналом замкнутый гидравлический контур.
///7/ ///
