Устройство для гашения колебаний длинномерных консолей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ "АШЕНИЯКОЛЕБАНИЙ ДЛИННОМЕРНЫХ КОНСОЛЕЙ,содержащее стержень с инерционной массой,шарнирную опору стержня, связанный с последним демпфер и упругие элементы, устанавливаемые на консоли, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффек.тивности гашения колебаний, инерционнаямасса выполнена в виде двухстепенного гироскопа, кольцо которого жестко связано состержнем и с упругими элементами н который установлен так, что его ось прецессии совпадает с направлением- оси стержня, отца. .шение частоты собственных колебаний уст. .ройства относительно шарнирной опоры ОЭ при невращающемся роторе гироскопа и час- тоты собственных колебаний гироскопа И/ относительно оси прецессии при невращающем. ся роторе к частоте собственных колебаний длинномерной консоли аопределено по формуле Иь д в Н -- 1.036 н 1 о цо. сй 1(.ф"г, Н9 с где и - ; Н.; К,1ро Н - кинетический момент гироскопа; 1 - радиальный момент инерции ротора Егироскопа с кожухом; ег - масса устройства, приведенная к центру масс гироскопа, 1 - расстояние от центра масс гироскопадо шарнирной опоры; М - масса консоли, приведеннаяк шарнир.ной опоре устройства.1128018 аж 912 Подписное Изобретение относится к средствам гашенияколебаний различных длинномерных объектов.Известен динамический гаситель, содержащийрычаг с массой на одном из его концов и упругий элемент, устанавливаемый между объектом и другим концом рычага 11,Однако такой динамический гаситель имеетузкий рабочий диапазон по частоте.Наиболее близким к предлагаемому по тех.нической сущности и достигаемому результату 10является устройство для гашения колебанийдлинномерных консолей, содержащее стерженьс инерционной массой, шарнирную опору стержня, связанный с последним демпфер и упру.гие элементы, устанавливаемые на консоли 2. 15Недостатком известного устройства являетсямалая эффективность, обусловленная невозможностью обеспечения требуемых перемещенийинерционной массы из-эа габаритных ограничений и сложностью перенастройки устройства 20на другую резонансную частоту.Цель изобретения - повышение эффективности гашения колебаний,Указанная цель достигается тем, что в устройстве для гашения колебаний длинномерных 25консолей, содержащем стержень с инерционной массой, шарнирную опору стержня, свя.занный с последним демпфер и упругие эле-,менты, устанавливаемые ла консоли, инерционная масса выполнена в виде двухстепенногогироскопа, кольцо которого жестко связаносо стержнем и с упругими элементами, и ко.торый установлен так, что его ось прецессиисовпадает с направлением оси стержня, отношение частоты собственных колебаний устройства относительно шарнирной опоры Я,1 при35невращающемся роторе гироскопа и частотысобственных колебаний гироскопа Я р отно.сительно оси прецессии при невращающемсяроторе к частоте собственных колебаний длин 40номерной консоли д определено по формуле- =,1-0,6 п 1, (1)фе о. ,Я Кгде ,пг, - Н, - гп;Еи - ,Н = К=м 1 э сто 6Н - конематический момент гироскопа;"1 - радиальный момент инерции роторагироскопа с кожухом;вг - масса устройства, приведенная кцентру масс гироскопа;1 - расстояние от цейтра масс .гироскопадо шарнирной опоры;М - масса консоли, приведенная к шар-нирной опоре устройства.На чертеже изображена схема устройства.для гашения колебаний длинномериых консолей. 55ВНИИПИ Заказ 9006/25 Тир Устройство содержит стержень 1, шарнирную опору 2, демпфер 3, упругие элементы 4 и 5, инерционную массу в виде двухстепенного гироскопа, включающего ротор 6 кожух 7, жестко закрепленный на оси 8 прецессии гироскопа, жестко связанное со стержнем 1 кольцо 9, относительно которого гиромотор 6 в кожухе свободно вращается на оси 8, и упру-гий элемент 10.Гироскоп установлен так, что его ось 8 прецесси совпадает с направлением оси стержня 1. Упругие элементы 4 и 5 соединены одними концами с консолью 11, а другими - с кольцом 9, упругий элемент 10 обеспечивает упругую связь между осью 8 и кольцом 9.Демпфер 3 содержит поршень 12 и шатун 13, шарнирно связанный со стержнем 1 и поршнем 12. Шарнирная опора 2 связывает стержень 1 с конструкцией консоли 11,Устройство работает следующим образом.Ротор гироскопа приводится во вращение с угловой скоростью Яи имеет кинемати- ческий момент Н. При упругих колебаниях консоли 11 за счет инерции массы ротора 6 и кожуха 7 стержень 1 колеблется относительно оси и - и, при этом гироскоп совершает поступательное движение вдоль оси ОУ и вращательное вокруг оси ОХ с угловой скоростью Ы,. Вращение с угловой ско. ростью Ы, приводит к появлению первичного гироскопического момента Мг и гироскоп начинает прецессировать с угловой скоростью И 3, что ведет к появлению вторичного гироскопического момента Мг, который при соответствующей настройке устройства увеличивает момент инерции массы гироскопа, ко. лебания консоли при этом уменьшаются, Параметры устройства для обеспечения гашения колебаний консоли должны быть определены по формуле (1).Таким образом, использование двухстепенно. го гироскопа в качестве инерционной массы позволяет повысить эффективную инерционность массы, что обеспечивает повышение эффективности предлагаемого устройства при ограничениях на перемещение массы.Перенастройка устройства на другую резонансную частоту колебаний консоли обеспечивается изменением частоты вращения ротора гироскопа.Использование предлагаемого устройства для гашения колебаний длинномерных консолей позволит уменьшить динамические нагрузки, действующие на объекты, что приведет к повышению надежности их работы.