Динамический гаситель колебаний Советский патент 1980 года по МПК F16F15/00 

I

Устройство предназначено для снижения уровня колебаний высотных сооружений типа башен-труб, телевизионных мачт и радио-башен, обелисков и т. п., вызываемых пульсацией ветрового потока. Колебания указанных сооружений могут попадать в полосу резонансных частот, вследствие чего из-за больших амплитуд колебаний могут нарушаться эксплуатационные качества конструкций или наступить ее авария.

Для гашения колебаний применяют различ1|ые по устройству гасители, содержащие массу, колеблющуюся в противофазе с защищаемым сооружением.

Поскольку частота колебаний сооружения может несколько изменяться с течением времени, гасители снабжают демпфирующими устройствами, позволяющими расширить частотный диапазон гашения колебаний.

Известны, например, гидравлические, воздушные, электрические и другие специальные демпфирующие устройства, которые, однако из-за своей сложности ненадежны и нуждаются в постоянном уходе в процессе эксплуатации.

Известно устройство, представляющее собой ударный маятник 1.

Данное устройство, хоть и отличается простотой, но требует постоянного согласования частоты. При большой массе сооружения для гашения значительной энергии удара необходимы специальные отбойные устройства и усиление основных несущих конструкций сооружения.

Наиболее близким к предложенному изобретению является динамический гаситель колебаний маятникового типа, включающий массу гасителя, подвешенную на тросе между ограничителями качания массы, закрепленными на сооружении 2.

Демпфирование в нем происходит за счет внутреннего трещ1я отдельных нитей в канате при его изгибе во время колебаний. Для надежной работы такого гасителя необходимо достаточно близкое совпадение собственной частоты колебаний маятника с частотой колебаний защищаемого сооружения. Так как с изменением амплитуды меняется и частота колебаний маятника, это приводит к неЩд№етствй1 р WffoT к НИИ маятника (гасителя) и защищаемого сооружения и сииженик эффективности гашения колебаний. Кроме того, в канате при значительных длинах подвески рассеивание энергии мало, поэтому труднополучить оптимальное значение декремента колебаний в гасителе. Цель изобретения- повыщение эффективности гашения колебаний. Дост-игаетсяэта цель тем, что в динамическом гасителе колебаний маятниковоТо типа, включающем массу гасителя, подвещенную, на тросе между ограйичИтелями качания массы, закрепленными на сооружении, последние вьшрлнены с направляющими, на котррых установлёнь подвижные шайбы с центральными отверстиями, причем, направляющие снабжены регулируемыми упорами установленными скругШым1И зазорами ртносительно подвижных шайб, а трос пропущен сквозь отверстия подвижных шайб. Предусмотрен вариант выполнения круговых зазоров переменными, причём, в крайних 1Толожениях трос расположен по эвольвенте циклоиды, проходящей через точку закрепления троса. ; Величины зазоров, а значит «ход шайб, можно изменять как подбором диаметров подвижных шайб, так и полржени м регулиpyeMbix упоров. При этрм частота (период) собствённь1х колебаний маятника не зави ситйт амплитуды колебаний массы гасителя, что обеспечивает устойчивую и надежную работу гасителя в разных режимах. Дополнительный эффект демпфирРвания можно получить, изменяя вес шайб, а значит, и величину силы трения шайб о направляющие при рабрте гасителя. На фиг. 1 изображен общий вид гасителя; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1. Масса 1 подвешена к защищаемой конструкции на стальном тросе 2 мё.жду 6;граничителями качения массы 3, закрепленными на сооружении. Трос 2 пропущен через цент ральныеотверстия шайб 4, которые свободно установленны на направляющих 5, прикрепленных к ограничителям 3 на расстоянии Друг от друга. Направляющие 5 снабжены регулируемыми, например, винтовыми упорами 6, ограничивающими ход шайб 4. Круговые зазоры между упорами 6 н шайбами 4 выполнены переменными и выбраны из условия, что при качании массы 3 в крайних положениях трос 2 располагается по эвольвенте циклоиды, проходящей через T04ky закрейления троса 2. Величины зазоров, а значит и ход щайб, можно изменять как полржением регулируемых упоров 6, так и подбором диаметров шайб 4. При настройке гасителя врзможно изменением веса шайб 4 регулировать демпфирующие свойства гасителя. Таким образом, данная конструкция гасителя отличается эффективной и устойчивой работой независимо от уровня колебаний как сооружения, так и самого гасителя.. , Тем самым существенно повышается долговечность защищаемой высотной конструкции (например, башни, мачты, обелиска и т. п.) за счет понижения уровня дин4мической нагрузки (по предварительным подсчетам авторов, 3-5 раз во время резонанса и на - во время пульсации вдоль ветрового потока). Формула изобретения 1.Динамический гаситель колебаний маяпгникового типа; включающий массу гасителя, подвешенную на тросе между ограничителями качания массы, закрепленными на, сооружении, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний, ограничители качания выполнены с направляющими, на которых установлены подвижные шайбы с центральными отверстиями, причем, направляющие снабжены регулируемыми упорами, установленными с круговыми зазорами относительно подвижных шайб, а трос пропущен сквозь отверстия подвижных шайб. 2.Гаситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости работы гасителя, круговые зазоры выполнены переменными, причем, в крайних положениях трос расположен по эвольвенте циклоиды, проходящей через точку закрепления троса. Источники информации, принять1е вр внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 92985, кл.Е 04 В 1/98, 1951. 2.Авторское свидетельство СССР № 386180, кл. F 16 F 15/28, 1971.

Фиг. 1

Фиг.2