Сферы применения

Применение виброгасителей на сегодняшний день очень широко распространено. Эти устройства можно встретить на буровых установках, трубопроводах, в различной холодильной, а также климатической технике и в авиалайнерах. Они снижают амплитуду колебаний, идущих от двигателя, редуктора, турбины либо от прочих источников. Число различных конструкций этого устройства также велико. Не так давно наряду с шумоизоляцией они стали использоваться и при производстве автомобилей. Причем по данным некоторых источников на современном хорошем автомобиле их бывает установлено до 50 штук. Их установка и применение в автомобиле не только значительно повышает комфортабельность использования авто, но и в несколько раз увеличивает срок службы узлов и деталей, подверженных влиянию вибрации.

Динамический виброгаситель

Изобретение относится к машиностроению. Виброгаситель включает упругодемпфирующий элемент, связывающий внутреннюю и наружную обоймы. Внутренняя обойма крепится на защищаемом объекте, например трубопроводе. Упругодемпфирующий элемент выполнен в виде пакета гофрированных пластин, набранных в положении «гофр» в «гофр», согнутых в кольцо и размещенных с радиальным натягом в кольцевом зазоре между обоймами. Достигается возможность работы в широком диапазоне температур. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для гашения вибраций элементов различных машин и оборудования, в частности для гашения вибрации трубопроводов химических аппаратов, глушителей шума автомобильных двигателей и для других изделий.

Известен аналог гидравлический виброгаситель по патенту на полезную модель РФ №77372, 2008 г. (авторы: Глейзер А.И., Емельянов С.Р.), в котором необходимое демпфирование создается за счет продавливание рабочей жидкости через малые калиброванные отверстия. Однако такое устройство рассчитано на гашение линейной вибрации и не может применяться при гашении разнонаправленной пространственной вибрации, как это имеет место в случае трубопроводов. Кроме того, наличие рабочих жидкостей не позволяет использовать подобные устройства при высоких или очень низких температурах окружающей среды.

За прототип выбрана конструкция динамического гасителя колебаний трубопровода №1758312 A1 (автор Ковинская С.И., Стекольщикова Т.Б., 1989 г.), содержащая груз и упругий элемент, выполненный в виде плоского кольца, жестко закрепленного на трубопроводе. Груз состоит из четырех или боле частей, симметрично установленных на пружинной цилиндрической поверхности кольца. Масса каждого груза определяется настройкой динамического гасителя на характерные частоты колебаний трубопровода.

Недостатком устройства является отсутствие в нем демпфирования. Известно, что динамический гаситель без трения или с малым трением приводит к появлению в колебательной системе дополнительных резонансных, так называемых «боковых частот», что крайне нежелательно для изделий, имеющих широкий диапазон частот возбуждающих нагрузок. В подобных условиях применение динамических гасителей с малым сопротивлением оказывается нежелательным и даже вредным (см., например, справочник «Прочность, устойчивость, колебания», изд. «Машиностроение», М., 1986, т.з., с.331…332).

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства весьма, неприхотливого в эксплуатации и достаточно простого в изготовлении. Технический результат предлагаемого изобретения — это устройство для гашения широкополосной пространственной вибрации, пригодное для работы в широком диапазоне температур окружающей среды (t=-50…900°C), простое и технологичное в изготовлении.

Указанный технический результат достигается самой конструкцией предлагаемого устройства, которая содержит внутреннюю обойму, предназначенную для его закрепления на защищаемом объекте, например трубопроводе, наружную обойму, выполняющую также роль инертной массы, и связывающий эти обоймы упругодемпфирующий элемент. Упругодемпфирующий элемент выполнен здесь в виде пакета гофрированных пластин, собранных в положении «гофр в гофр», согнутых в кольцо и размещенных с некоторым радиальным натягом в кольцевом зазоре между обоймами. Необходимый натяг обеспечивается при сборке за счет соответствующего подбора наружного диаметра внутренней обоймы, внутреннего диаметра наружной обоймы, высоты гофров в свободном состоянии, а также числа и толщины каждой пластины. Предполагается, что гофры равномерно располагаются по всей окружности.

Жесткость данного упругодемпфирующего элемента определяется по формуле:

где Z — число гофров, N — число пластин, C0=12EJ/L3,

где EJ — изгибная жесткость одной пластины, L — половина окружного шага гофров.

Необходимая жесткость упругодемпфирующего элемента и масса наружной обоймы (m) связаны соотношением:

где ωH — круговая частота настройки динамического гасителя.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности дает возможность получить новый технический эффект, а именно динамический гаситель колебаний, работающий в широком диапазоне частот возбуждающих нагрузок и температур окружающей среды и при этом абсолютно неприхотливый в эксплуатации и достаточно простой в изготовлении.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображается конструкция динамического виброгасителя, состоящего из внутренней обоймы 1, наружной обоймы 3, играющей роль инертной массы гасителя, связывающего эти обоймы упругодемпфирующего элемента 2, выполненного согласно приведенному выше описанию.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Динамический виброгаситель крепится в точке системы, испытывающей наиболее ощутимую вибрацию, и неподвижно закрепляется в этой точке своей внутренней обоймой. Крепление может достигаться одним из известных методов: за счет прессовой посадки, приклеивания, сварки и т.д. При воздействии на систему внешней возбуждающей силы инертная масса 3, выполняющая также роль наружной обоймы, подвергается вынужденным колебаниям, генерируя тем самым динамическую реакцию упругодемпфирующего элемента. Если выполняется условие настройки (2), то, как следует из теории колебаний, действие указанной реакции будет происходить в противофазе с внешней возбуждающей силой. Тем самым достигается необходимый эффект динамического виброгашения.

Предлагаемое изобретение позволяет снизить уровень вибраций элементов различных машин и оборудования, в частности вибрацию трубопроводов химических аппаратов, глушителей шума автомобильных двигателей и других изделий.

Динамический виброгаситель, включающий в себя внутреннюю обойму, предназначенную для его закрепления на защищаемом объекте, например трубопроводе, наружную обойму, отличающийся тем, что содержит упругодемпфирующий элемент, связывающий обоймы и выполненный в виде пакета гофрированных пластин, набранных в положении «гофр» в «гофр», согнутых в кольцо и размещенных с некоторым радиальным натягом в кольцевом зазоре между обоймами, причем радиальная жесткость (C) упругодемпфирующего элемента и масса (m) наружной обоймы связаны соотношением: где ωH — круговая частота настройки динамического гасителя.

Способы защиты от вибрации

Различают два основных способа защиты от вибровоздействия:

1. Виброгашение. Выполняется путем монтажа на машине, рассчитанной для нее, колебательной системы, которая создают динамическое воздействие, уменьшающее интенсивность колебаний. Называется такое устройство динамический виброгаситель.
2. Виброизоляция. Реализуется путем разделения исходной системы на две части, а соединении этих частей через виброизоляторы или амортизаторы. Одна из этих частей является амортизируемым объектом, а другая – источником колебаний.

Виброгасители для НИВЫ

Вот я и вернулся к самому верхнему случаю, с которого начал рассказ. Для чего берут на нашу НИВУ? ДА все просто – при скоростях в 90 км/ч, на различных резинах (даже на хорошей), этот автомобиль начинает весь вибрировать! Это очень негативно сказывается на комфорте, да и на скорости, кажется, что машина просто развалится. Поэтому недавно начали серийную установку этих устройств на машины этого класса. Также если у вас НИВА старая (ВАЗ 2121, 21213, 21214, 2131), то можно докупить их самому, и поставить, причем установка элементарная.

Там всего один металлический закрытый цилиндр, состоящий из двух обойм, наружной и внутренней и самого «упругого» элемента. Верхняя часть это и корпус, и одновременно противовес, по сути, сам виброгаситель. Упругий элемент это специальная резина — благодаря ей соединяется верхняя и нижняя обоймы. Нижняя в свою очередь, крепится к кузову автомобиля специальными силовыми пластинами.

Куда же крепим на НИВУ?

В основном это места около «раздатки», карданных валов, около двигателя. ДА вы не ослышались их можно поставить аж, три штуки.

По отзывам из интернета, вибрации на скоростях в 90 км/ч, очень эффективно гасятся, уходит гул. Максимальная скорость увеличивается, при малых скоростях пропадают мелкие вибрации в салон, также повышается комфортность передвижения.

Девайс однозначно нужный, средняя цена для НИВЫ примерно 2300 – 2700 рублей.

НА этом все, думаю было полезно, читайте наш АВТОБЛОГ.

Похожие новости

• Спускает бескамерное колесо | Почему?
• Через сколько менять свечи зажигания
• Скрип спереди (Chevrolet AVEO)

Виды виброгасителей

Виброгаситель может быть двух видов:

1. Демпферный виброгаситель гасит колебания за счет свойств материала, из которого он изготовлен. Правильнее относить его к виброизоляции. Примерами такого устройства являются подушки двигателя или другого источника вибрационных колебаний.
2. Динамический виброгаситель — это устройство, осуществляющее динамическое гашение вибрации. Состоит из дополнительной массы, укрепленной на колебательной системе с помощью упругого элемента. На современных автомобилях все чаще устанавливают такой виброгаситель.
   Гаситель вибраций КПП

   Принцип его работы заключается в следующем. При возникновении вибрации автомобильного агрегата, на котором установлен такой виброгаситель, его дополнительная масса начинает раскачиваться в противофазе вибрационным колебаниям. Это снижает амплитуду биения агрегата, на котором он установлен. Для максимальной эффективности работы устройства его резонансная частота выбирается как можно ближе к средней частоте вибрации двигателя или другого источника. Потери в колебательной системе должны быть минимальными (как можно ближе к нулю). Так при минимальных потерях в колебательной системе амплитуда, гасящих вибрацию колебаний, станет больше, а значит, гашение будет полнее.

Устройство и принцип действия автомобильных виброгасителей

С некоторых пор виброгасители стали использовать и производители автомобилей. По заверениям некоторых источников на современных иномарках их может стоять до 50 шт. Они способствуют повышению виброакустического комфорта внутри автомобиля – подавляют вибрацию и шум или заметно снижают их уровень. «Побочный» эффект работы виброгасителя – некоторое продление срока службы деталей и агрегатов авто. Ведь теперь они работают в более щадящем режиме – разрушающее воздействие вибраций минимизировано.

На автомобилях устанавливают динамические виброгасители. Принцип их работы заключается в следующем. При возникновении колебаний агрегата автомобиля, на котором установлен динамический виброгаситель, последний начинает колебаться в противофазе, то есть в противоположном направлении, и за счет этого снижает амплитуду биения. Это происходит благодаря такому явлению как антирезонанс.

Динамический гаситель вибрации автомобиля

Технически это реализовано благодаря упругому соединению определенной жесткости агрегата с виброгасителем и инерции последнего, которой обладает любой предмет. Она тем больше, чем массивней объект. Инерция – это способность предмета за счет собственного веса противодействовать оказываемым на него усилиям.

Допустим, вибрация происходит вниз-вверх. В начале перемещения агрегата вниз виброгаситель реагирует инертно – противодействует ему – за счет упругого, нежесткого соединения. Иначе бы он начал колебаться вместе с узлом авто вместе, как единое целое. Через это упругое крепление динамический виброгаситель передает агрегату свою энергию противоположной направленности. Но это же соединение за счет своей упругости в итоге перемещает виброгаситель вниз. К этому моменту агрегат уже начинает движение вверх. Виброгаситель при этом уже не в состоянии покоя, а движется в противоположном направлении. За счет собственного движения его инерция еще больше, а, значит, и весомее противодействие. Когда он начинает перемещаться вверх, то агрегат уже идет вниз.

Работа гасителя вибрации

Следует отметить, что чем больше энергия колебаний вибрирующего узла, тем выше она и у виброгасителя, так как свою он приобретает от взаимодействия. Недостаток динамического устройства – оно действует только на какой-то определенной частоте, которая соответствует его резонансным колебаниям. Поэтому производители этих виброгасителей выясняют резонансную частоту агрегата автомобиля – ту, на которой амплитуда колебаний резко возрастает. Затем они рассчитывают необходимые параметры динамического устройства (его вес, жесткость упругого соединения и другие), которые позволят изготовить его с такой же резонансной характеристикой, что и узла машины, и обеспечат максимальную эффективность виброгашения.