ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ УСПОКОЕНИЯ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ВАЛА Советский патент 1934 года по МПК F16F15/16 

На валах, с которыми неподвижно соединены вращающиеся массы, например, маховики, пропеллеры и т.п., и которые подвергаются переменным действиям силы, например, при приводе от поршневого мотора, возникают крутильные колебания вала. Для успокоения этих колебаний, в месте большой амплитуды их, соединяют с валом маховую массу, способную поворачиваться по отношению к валу, посредством фрикционного соединения таким образом, что маховая масса, хотя и вращается вместе с валом, но принимает лишь небольшое участие в его колебаниях кручения, благодаря чему маховая масса вращается равномернее вала. При вызванных этим чередующихся опережениях и отставаниях вала по отношению к маховой массе соединение должно скользить, причем поглощается некоторое количество энергии, которое, в противном случае, вызвало бы усиление колебаний кручений. Имеющиеся в сцеплении сопротивления трению могут также быть трением жидкости и могут быть вызваны сжатием жидкости при ее протекании через поперечные сечения, создающие высокое сопротивление. Пригодное для этого устройство обычно состоит, например, из двух тел, изготовленных по принципу цилиндра и поршня, входящих один внутрь другого, из которых один жестко соединен с валом, а другой может вращаться вокруг вала и жестко соединен с дополнительной маховой массой. Поршень при этом ходит с небольшим зазором в наполненном жидкостью, всесторонне замкнутом цилиндре, так что при взаимном относительном повороте обоих тел жидкость выжимается с одной стороны цилиндра к другой. При этом цилиндрические пространства могут быть образованы круговыми нишеобразными полыми пространствами (камерами) одного тела, а поршни - крыльчатыми насадками другого тела, входящими в названные камеры.

Известные до настоящего времени устройства этого рода обладают значительными недостатками. Вследствие высоких механических напряжений, вызываемых, в особенности при высоком числе оборотов, центробежными силами и давлением успокоительной жидкости, большей частью требуется изготовлять оба тела успокоительного устройства из стали, так что при постоянных поворачиваниях тел относительно друг друга происходит скольжение одного и того же материала, чем, как известно, легко могут быть вызваны нарушения. Другой недостаток может быть усмотрен в том, что устройство камер, при требующейся большой точности, затруднительно и дорого.

Известны также предназначенные для этой же цели приспособления, состоящие из закрепленного на валу диска и двух охватывающих его, свободно надетых на вал дисков с заполнением пространства между ними жидкостью или без такового заполнения.

В предлагаемом приспособлении для успокоения крутильных колебаний вала свободно насаженные на вал диски образуют массивный общий обод и снабжены каждый кольцевым углублением, разделенным радиальными, составленными из эластичных частей, вставными перегородками, образующими камеры, в которые помещены крылья закрепленного на валу диска. При возникновении крутильных колебаний вала, жидкость, заполняющая все пространство между дисками, перетекает из одной части камер в другую через узкие зазоры, и получающееся при этом сопротивление успокаивает колебания.

На чертеже фиг. 1 изображает вид приспособления для успокоения крутильных колебаний вала в разрезе по I-I на фиг. 2; фиг. 2 - вид его в разрезе по II-II на фиг. 1; фиг. 3 - поперечный разрез приспособления со вставленными, различно выполненными перегородками; фиг. 4 - вид отдельной перегородки сбоку; фиг. 5 - то же, спереди.

На валу 1 (фиг. 1, 2) закреплен при помощи шпонки 2 диск 3, имеющий в своей наружной части крылья 4. Этот диск охватывается двумя, скрепленными болтами 7 дисками 5 и 5′, свободно вращающимися на втулке диска 3 и снабженными внешним венцом 6, сравнительно тяжелым и служащим в качестве маховой массы. Диски 5 и 5′ снабжены каждый кольцевыми углублениями 8 с радиально вставленными в них особыми перегородками 10, заходящими своими закругленными боковыми краями, точно соответствующими, в желобчатые пазы 9 в кольцевых боковых стенках 16 и 16′ углублений 3. Перегородками 10 углубления 8 подразделяются на отдельные камеры, открытые стороны которых обращены к диску 3 и закрываются им. Каждое крыло 4 диска 3 входит в одну из камер и может там колебаться в ту и другую сторону с небольшим зазором по отношению к стенкам камеры. Пространства, между дисками 5 и 5′ заполнены жидкостью, большей частью маслом, которое вводится и пополняется через канал 11 в валу 1. Между боковыми сторонами диска 3 и ограничивающими камеры изнутри кольцеобразными выступами 12 предусмотрены узкие зазоры 13. Если вал 1 с диском 3, вследствие неравномерности своего вращения и возникновения крутильных колебаний, опережает диски 5 и 5′, снабженные массивным общим ободом 6, например, в сторону, указанную стрелкой а, то происходит перетекание жидкости, и последняя из частей камер, лежащих, считая в сторону вращения, перед крыльями 4, вытесняется через щели 13 в направлении стрелки b, а в части камер, лежащих за крыльями 4, жидкость всасывается в направлении стрелки с. Тот же процесс происходит в обратном направлении при отставании вала 1 по отношении к ободу 6. Сопротивлением жидкости при перетекании ее через узкие зазоры 13 вызывается успокоение колебаний кручения вала.

Вместо жестких перегородок 10, требующих точного совпадения при вставлении их в пазы, могут быть применены перегородки, пружиняще примыкающие к стенкам 16 и 16′ дисков 5 и 5′. Формы выполнения их показаны на фиг. 3-5. Перегородка 10 состоит из двух эластичных частей 25, упирающихся одна в другую в середине и могущих удерживаться вместе посредством заклепок 26 или т.п. У обоих концов части 25 отходят одна от другой и, будучи вставлены в пазы 9, прилегают к стенкам пазов с некоторым напряжением. Перегородка может состоять из двух пружинящих частей 27, между которыми в середине помещена полоса 28, дающая возможность пружинящему сжатию концов перегородки. Перегородка, изображенная на фиг. 3, 4 и 5, состоит из одной части 29 и сделана пружинящей благодаря наличию щелей 30, проделанных от краев, прилегающих к пазам 9, по направлению к середине. Перегородка (фиг. 3) состоит из двух отдельных частей 31 и 32, между которыми помещается волнистая пружинящая часть, плотно прижимающая концы частей к стенкам пазов 9. Перегородка может быть выполнена в виде эллиптической трубки 33 (фиг. 3), могущей немного поддаться по направлению своей длинной оси при помещении в пазы 9. Такая перегородка может также состоять из двух выпуклых частей 34 (фиг. 3), образованных посредством прорезывания трубки 33 вдоль большой оси ее поперечного сечения. Две взаимно упирающихся симметричных части 34 в середине плоскости симметрии выгнуты наружу и пружинят в продольном направлении, а на концах немного разведены в стороны одна от другой и пружинят поэтому в поперечном направлении. Это комбинированное продольное и поперечное пружинящее действие обеспечивает особенно надежную установку перегородки.

Расположенные кольцеобразно углубления, образующие вместе с перегородками камеры, могут быть расположены не только в плоскости, перпендикулярной к оси вала, а также в цилиндрической или другой поверхности вращения одного тела. Перемещаемые в камерах крылья сидят тогда на поверхности вращения другого тела, точно соответствующей предыдущей названной поверхности вращения. Отверстия для образования пазов, удерживающих перегородки, в каждом случае расположены перпендикулярно к образующим этих поверхностей вращения.

1. Приспособление для успокоения крутильных колебании вала, состоящее из закрепленного на валу диска и двух охватывающих его свободно надетых на вал дисков, отличающееся тем, что свободно насаженные диски 5 и 5′ снабжены каждый кольцевым углублением, образованным соединенными в массивный общий обод 6 ободьями обоих дисков и кольцевыми выступами 12 и разделенным радиальными вставными перегородками 10 на отдельные камеры, в каждую из которых плотно, но подвижно в круговом направлении, входят крылья 4 закрепленного на валу диска 3, в каковом устройстве все пространство между дисками в камере заполнено жидкостью, с целью получения сопротивлений при перетекании жидкости из одной части камеры в другую через узкие зазоры 13 при возникновении крутильных колебаний вала (фиг. 1 и 2).

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 приспособления, отличающаяся тем, что перегородки 10 сделаны из двух эластичных частей 25, 27, 31 и 34 (фиг. 3), или из одной части 29 со щелями 30 (фиг. 3-5), или в виде эллиптической трубки 33 (фиг. 3).