Инерционный демпфер для упругихэлементов Советский патент 1976 года по МПК G01L19/06 

1

Изобретение относится области точного приборостроения, а именно к технике обеспечения виброустой/ивостн и вибропрочности прецизионных упругих элементов приборов давления, например силоизмерительных цилиндрических б пружин и Мембран с жестким центром.

I Изобретение может быть использовано для .псжышения точности и надежности высокоточг-. иых устройств, работающих в широком диапа ;зоне ьибрационных частот и нагрузок.ю

Известны демпфирующие устройгтва для |Упругих элементов, обеспечивающие их вибр1 устойчивость в щироком диапазоне вибрадионных нагрузок и частот, выполненные в виде набега дисков, снабженных резиновым ободом I5 и установленных на осях со свобод,ой вра :щения с легким поджатием обода к упругому элементу. Резиновый обод и его поджатие к упругому элементу обеспечивают кинематическую связь инерционной массы диска с уп-20 ругим элементом как в статических, так и в динамических услсжиях, обеспечивая при действии вибрационных ускорений гашение колебаний упругого элемента на резонансных частотах,25

Однако присоединениевинерционной массы за счет поджатия резинового обода к упруго. :Му элементу, хотя и незначительно, но на статическую характеристику упругого Iэлемента и вносит определенную нестабильность в его работу при отсутствии вибрации в температурном диапазоне.

Такое искажение статической характеристик в прецизионных упругих элементах, например силоизмерительных цилиндрических пружинах,, ,к которым предъявляется требование по до, пустимой нестабильности характеристик ме« jHee 0,1-0,5% в течение длительного срока ; службы, ограничивает :их применение,

i В то же время установка демпфера с больщим или меньшим поджатием. чем оптимальное, приводит к соатветствующему изменению сич пы связи с инерционной массой и при ствии ускорений к соответствующему умень;щению степени демпфирования. Постановка демпфера с заданным моментом поворота массы относительно упругого элемента яв ляется достаточно сложной технологической операцией. Целью изобретения является повышение ьиброустойчивости и тйчности работы цизионных упругих элементов, работающих в широком диапазоне Bn6pauKDHii jix,нагрузок без искажения статической характеристики упругих элементов в рабочем диапазонетем ператур. Поставленнаяцель достигается тем, что в предложенном демпфере на Ьбразующей по верхностк диска выпо;шены с перемеагыым шагом профилированные пазы, в которых с зазором размещены витки демпфируемой пружины. Например, для цилиндричесикх пружин наиболее оптимальным ягвляется трапепаидал ный профиль с углом наклона, соответствую Ьдим углу наклона витков пружины (в пазы устанавливают один или два витка пружи шг с заданным зазором). Такой демпферне оказывает влияния на статическуюхарактеристику элемента, так как при отсутствии вибраций нет непосредст венной кинематической связи демпфера с уп ругим элементом, но ябляётся эффективным средством гашения резонансных колебаний упругого элемента за счет сил инерции мас Дисков. При этим величину успокаивающей лы пропорциональна перво;.-.степени скорост смещения подвижной части элемента и равн мерна при разном уровне вибдаиионных уск рений. Изменяя зазор между об од ON и демпфируемым элементом, массу и телЪ дисков, легко получить любую степень дё пфирова ; ния. Операция установки демпферй являетсядоста грчно. простой. На чертеже приведено устройсйо в общ виде. Инерционный демпфер состоит из инерционно ной массы 1, выполненной в виде набора дисков (обычно приборных шарикоподшипии- ксж), на которые надет резиновый обо.д 2 с профилированными пазами 3. Диски установлены на осях 4jC зазором пазов 3; обода 45 2 к демпфируемому упругому элементу 5 на одном с ним основании 6. Шаг t пазЪв: на ободе; ширина паза h и угол наклона сА витков пружины и па зов на ободе выбраны, исходя из со6тБетствук.. щего профиля демпфируемого элементе и обычно задаются переменными, чтобы один обод можно было применять для демпфиро вания с заданной степенью ряда упругих элементса или одного элемента при пере- i менных растяжениях. Параметры t ,с обода задаются перемен ,|ными я соответствуют h- „. Н, ..„.. Пи t /lHHil- «МслЛО (где К межвитковый зазор) ПР Инерционный демпфер работает следующим образом. При воздействии вынужденных вибрационных колебаний в области резонансных частот начинают возникать динамические смещения подвижной части упругого элемента 5. При первом смещении элемента в одном направлении он воздействует на обод 2 и заставляет диск поворачиваться в том же направлении с определенной скоростью. При последующем смещении элемента в противопо ложном направлении, ему приходится затратить часть или всю свою энергию на измене ние направления вращения лмассы дисков. При этом происходит гашение колебаний упругого элемента, динамических сил Массы диска, которые пропорциональны первой степени скорости смещения упругого эле- мента. За счет этих сил происходит демпфиров|ание колебаний упругого элемента с практически постоянной степенью демпфирования для разного уровня ускорений, что обеспечивает высокую циклическую i прочность и точностг. работы упругого элемента при разном уровне нагрузок и частот. В то же время из-за отсутствия непосредственной кинематической связи с демпфируемым упругим элементом в статических условиях предлагаемый инер- циэнный демпфер не влияет на статическую характеристику упругого элемента. Учитывая, что упругий элемент совершает не только продольные колебания на резонансных частотах, но и поперечные колебания, .НГЯболее целесообразно применять набор демпферов, расположенных под разными углами или .установленных в разных частях демпфируемо-го элемента (обычно два). Увеличение : числа демпферов для одного элемента достигается также уменьшение габа- ритов каждого демпфера (необходимая для демпфирования масса дисков разбивается на несколько масс ,.).. , Необходимая степень демпфирования каж- даго упругого элемента в зависимости от .его массы и жесткости, достигается варьи- {эшанием массы диска, их числом, прО(илвм пазов ;и зазором между ободом и демпфируемымэлементом. Эти параметры уточняются при экспериментальной отработке . Инерционный демпфер может быть приме нен для любого упругого элемента, имеющего. рубчатый профиль или снабженного деталью :таким профилем, например штока жесткого , иентра мембранного упругого элемента, BbW :Г}опнвнного в виде рейки. Формула изобретения|ТОМ, отличающийся .тем, что,

Инерционный демпфер для упругих элементоЕ ; чения влияния демпфера на (статическую ха например цилиндрических пружин в манометрич-. рактеристику, на образующей поверхности дис|ческих приборах, содержащий инерционную ческих поибосах. солепжяший инопчипнотло . «,.-., i массу в виде диска , установленнсго на оси I и контактирующего с демпфируемым элемен.

с 1телью псявышения виброустойчивости и нскл1о- (Ка выполнены с переменным шагсм пр{)ф..лИ«. 1р1жанйые пазы, в которых с зазором размешены витки 4емп$ируемой пружины.

УЧ