Диагностика технологической системы

Маятниковые инерционные динамические гасители

При гашении чисто крутильных колебаний для компенсации изги- бающего действия силы целесообразно устанавливать два маятника в диаметрально противоположных точках диска. Создаваемый ими дина- мический эффект гашения колебаний имеет суммарное действие.
Простейшая схема (рис. 91, а) оказывается осуществимой, как пра- вило, лишь при кратности колебаний n = 1.


Рис. 91. Маятниковые гасители крутильных колебаний:
а – простой маятник; б – маятник с бифилярным подвесом;
в – роликовый маятник; г – кольцевой маятник; д – двуплечий маятник:
1 – маятник; 2 – противовес; 3 – ось качаний маятника
С увеличением n длина маятников существенно уменьшается.
Для обеспечения подвеса на малом плече l используют конструкции, показанные на рис. 91, б–д.
На рис. 91, б приведена схема свободной бифилярной установки маятника-противовеса 1 на выступе кривошипа 2 коленчатого вала,
в котором выполнены отверстия радиусом ρ ₁. Такой же радиус имеют круглые отверстия противовеса.
Соединение осуществляется с помощью штифтов 3 радиуса ρ ₂,
меньшего, чем радиусы отверстий.
Описанное крепление обеспечивает поступательное движение про- тивовеса по окружности радиуса

l  2ρ_
1 ρ. _{2 }
(3)

Радиус крепления маятника-противовеса в данном случае:
,h l   (4)
где h – расстояние от центра вращения диска до центра масс противовеса.
Согласно уравнению парциальной собственной частоты относи- тельных колебаний маятника


_г    , (5)

где Ω – средняя угловая скорость вала; ω – частота колебаний вала, под- ставляя в которое (3) и (4), получим формулу настройки маятника с би- филярным подвесом

1 2
²ⁿ² ^{  } 
 1.

^{h  2}^{1  2} 
На рис. 90, в гашение колебаний осуществляется роликовым маят- ником 1, помещенным свободно в цилиндрическом отверстии противо- веса кривошипа 2. Такая схема имеет при реализации существенные га- баритные ограничения, поэтому вместо роликов используют иногда кольцевые маятники 1 (рис. 91, г и д).
Выбор параметров маятниковых гасителей крутильных колебаний удобно осуществлять из условия компенсации реактивным моментом M_N возбуждающего момента М(t):

M m ² _ l _ p
;    

N г0

0
M (t)  c e^it ,

т. е. при равенстве амплитуд этих величин

г0 0
² _  l _  c e^it ,


(6)

где m_г – масса гасителя; ψ₀ – амплитуда относительных колебаний маят- ника; с – крутильная жесткость участка вала между двигателем и дис- ком;θ ₀ – показатель неравномерности вращения.
Задавшись допустимой амплитудой относительных колебаний ма- ятника ψ ₀ < 0,35–0,40 и конструктивными размерами, получаем из (6) для любого известного возбуждения величину массы гасителя m _г. Поскольку использование нескольких маятников обеспечивает суммар- ный эффект, масса должна быть равномерно распределена между ними.
Уравновешенная система двух маятников (или более) приводится во вращение относительно вертикальной оси, синхронизированное с ча-

стотой колебаний объекта вдоль оси, на которой и размещаются маят- ники. Частота собственных колебаний маятников в поле центробежных сил интенсивностью

определяется выражением

_  1_ ²


₀   ,

где  – расстояние от центра шарнира до оси вращения; l – длина маят- ника.

Развиваемая при малых относительных колебаниях маятников с ча-
^{стотой  }₀ ^{  n} ^{суммарная реакция с амплитудой mj  (где}

0

2
j – число маятников) должна равняться амплитуде возмущающей силы G₀.
В данном случае «маятниковые» элементы зачастую конструктивно реализуются в виде шаровых или цилиндрических тел, свободно распо- ложенных в полостях объекта. Такие конструкции находят, например, применение при гашении изгибных колебаний коленчатых валов.
При этом одно или два тела (рис. 92, а) устанавливают в пазах противо- веса кривошипа 2, они способны совершать качательные движения в плоскости изгиба, обкатываясь по ограниченной цилиндрической или тороидальной поверхности.
Рис. 92. Маятниковые гасители изгибных колебаний:
а – шариковый маятник; б – маятник с бифилярным подвесом
Часто используют установку маятника с бифилярным подвесом 1 (рис. 92, б). Установочные плоскости качаний маятников для гашения изгибных и крутильных колебаний коленчатых валов оказываются вза- имно перпендикулярными.

5.