Динамические гасители колебаний
Информация - Разное
Другие материалы по предмету Разное
?рутильных колебаний с преобладающей частотой w, то гаситель должен иметь такую же частоту собственных колебаний
.
Рис. 4. Принцип действия динамического резонансного виброгасителя
Динамические резонансные виброгасители обеспечивают гашение колебаний только определенной частоты. На других частотах они малоэффективны и наоборот, могут быть причиной усиления колебаний основной частоты. Так как упругое крепление дополнительного диска на общей оси вращения не обеспечивает гашения при переменных частотах, то для гашения крутильных колебаний вращающихся валов применяют маятниковые гасители. Собственная частота колебаний маятника пропорциональна частоте возбуждения:
,
гдеw - частота вращения вала;
R - радиус крепления точки подвески маятника от центра врашения;- длина маятника.
Рис. 5. Принцип действия маятникового виброгасителя
Маятниковые виброгасители состоят из грузов, прикрепляемых к вращающемуся диску с возможностью изменения длины подвески от центра вращения диска от центра масс маятника.
,
гдеd1 - диаметр отверстия груза маятника;2 - диаметр оси подвески.
Рис. 6. Конструкция маятникового виброгасителя
Для ускорения затухания колебаний самого гасителя применяют демпферы различных конструкций. В основу конструкций положен эффект вязкого трения - жидкостного, сухого или перемещения металлического груза в электромагнитном поле.
Рис. 7. Принцип действия жидкостного демпфирования виброгасителя
Существуют конструкции шпинделей, состоящих из ряда концетрических труб, собранных с некотоым натягом. Сухое трение между трубами, возникающее при игибных и крутильных деформациях шпинделя, гасит эти колебания.
В ЭНИМСе разработаны конструкции гасителей колебаний для расточных борштанг. Масса груза гасителя располагается по оси борштанги, в качестве упругодемпфирующих элементов используются кольца из микропористой резины. Гаситель такой конструкции устраняет изгибные колебания консольно закрепленных инструментов в широком диапазоне частот. Например, гаситель, настроенный на частоту 55 Гц, полностью устраняет колебания оправки на частоте 40 Гц.
Рис. 8. Виброгаситель с демпфером из микропористой резины
Конструкция динамического гасителя колебаний для устранения колебаний консольных борштанг при тонком растачивании на алмазно-расточных станках одесского завода представлена на рис. 9.
Рис. 9. Виброгаситель с демпфером для алмазно-расточных станков
Дополнительный груз 1 при помощи двух демпфирующих резиновых колец 2 устанавливается в отверстие на свободном конце борштанги 3, отверстие закрывается крышкой 4. Виброгаситель эффективен в широком диапазоне частот.
Экспериментальные исследования виброгасителей такого типа при выборе параметров рекомендуют выполнять диаметр отверстия d0 в борштанге для дополнительной массы максимально большим по возможности. Диаметральный зазор S/2 между поверхностью отверстия и грузом принимается в зависимости от диаметра отверстия и лежит в диапазоне 1,0…2,0 мм для диаметров отверстия 6…15 мм.
Масса груза должна быть примерно равна 1/8 приведенной массы борштанги. Длина груза гасителя Lm рассчитывается и должна быть не менее двух диаметров отверстия
.
Рекомендуется выполнять ширину резиновых колец подвески груза равными (1/6…1/8) Lm.
Для более эффективного устранения колебаний применяют также борштанги из твердого сплава с динамическим виброгасителем.
Рис. 10. Борштанга из твердого сплава с динамическим виброгасителем
Динамический виброгаситель 1 припаивается встык к твердосплавному стержню 2 борштанги, который запрессовывается в корпус хвостовика 3. Преимуществом такой сборной конструкции является то, что твердый сплав намного более жесткий материал, чем сталь (большее значение модуля пругости) и прогиб твердосплавной борштанги меньше. Экспериментально установлено, что при одинаковых условиях резания амплитуда колебаний составляет:
стальная борштанга без виброгасителя - 10 мкм;
стальная борштанга с виброгасителем - 5,5 мкм;
твердосплавная борштанга без виброгасителя - 1,5 мкм;
твердосплавная борштанга с виброгасителем - 0,5 мкм.
Одним из путей повышения эффективности динамических гасителей за счет расширения частотного диапазона является разделение дополнительной массы на несколько частей.
Рис. 11. Борштанга с динамическим многомассовым виброгасителем
Экспериментально определены параметры многомассового гасителя. В частности, оптимальное число масс равно 8, суммарная дополнительная масса равна 1/7 приведенной массы борштанги, радиальный зазор между внутренней расточкой борштанги и дополнительными массами гасителей - 0,2…0,3 мм. Осевое усилие прижатия грузов друг к другу, создаваемое при помощи пружины и резьбовой пробки, зависит от диаметра борштанги.
Таблица 1 Зависимость усилия сжатия грузов от диаметра борштанги
Диаметр борштанги, ммУсилие сжатия, Ндо 157…1515…2510…2025…5030…3850…7038…42
Для изготовления проставок между борштангой и дополнительными грузами динамического виброгасителя используются различные конструкционные материалы.
Таблица 2 Свойства демпфирующих материалов
МатериалЛогарифмический декремент затухания, lЭффективная частота f,