Вибропоглощающая опора

(9)А ЩЖЯ 7 п;:% г ПИС БРЕТ СТ изолируемолемент выпоэлектрик2. Опор лощающийнове сегн о тела, по олнен на о по и. 1,тем, что и ен из кера отличаюглощающий элеики сегнетощая тутв.том мент выполэластика,3 Опор ио п. 1тем, что иен из комп л лощающий эл аяся ент выполции се тоэластиго эластичного свяэ тличаощающий кристаллрова нно ю по напрбаний. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР Г)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) 1. Патент Великобритании У 1536354, кл, Г 2 8, 1969.2. Авторское свидетельство СССР 9 331195, кл. Г 16 Г 7/12, 1965. (54)(57) 1. ВИБРОПОГЛОЩАЮЩАЯ ОПОРА, содержащая поглощающий элемент, расположенный между неподвижным основанием и виброизолируемым телом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью. повышения степени демпФирования.и жесткости крепления виброф(51) Г 16 Г 7/00 Н 04 К 17/00 15/00 4. Опора по и. 1,щ а я с я тем, что поэлемент выполнен из мосегнетоэластика, ориентсегнетоэластической осьлению демпфируемык колеИзобретение относится к областиультразвуковой техники и общегомашиностроения и касается устройств для гашения механических колебаний, например, свободного конца 5пьезоэлектрического преобразователя,Известно устройство, служащеедля поглощения механических колебаний и содержащее неподвижное основание и поглощающий элемент в видепружины Г 13,Недостатками данного устройстваявляются недостаточная степеньдемпфирования колебаний .и невозможность жесткого и точного крепления 15виброизолируемого тела по отношениюк основанию.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство, содержащее неподвижное 20основание, виброизолируемое тело ирасположенный между ними поглощающий элемент, выполненный из резины 1 21.Однако известное устройство обладает недостаточными степенью демпфирования и жесткостью крепления внброизолируемого тела относительно неподвижного основания, последняяобусловлена недостаточным поглощением колебаний резиной и ее невысокойжесткостью.Целью изобретения является повышение степени демпфирования и жесткости крепления виброизолируемого 35.тела.Поставленная цель достигаетсятем, что в вибропоглощающей опоре,содержащей поглощающий элемент, расположенный между неподвижным основанием и виброизолируемым телом,поглощающий элемент выполнен на основе сегнетоэлектрика.Поглощающий элемент выполнен изкерамики сегнетоэластика. 45Поглощающий элемент выполнен изкомпозиции сегнетоэластика и эластичного связующего.Поглощающий элемент выполнен измонокристалпа сегнетоэластика, ориентированного сегнетоэластической осьюпо направлению демпфируемых колебаний. На фиг. 1 - 3 показаны варианты конструкции предлагаемого устройства; на фиг, 4 - типичная зависимость деформации Х от механического напряжения для сегнетоэластиков Устройство состоит из неподвижного основания, 1, соединенного скорпусом прибора, фундаментом здания и т.п., виброизолируемого тела 2,.например электромеханического преобразователя, и поглощающего элемента 3, расположенного между опорами. Последовательно или параллельно с поглощающим элементом 3 можетбыть дополнительно установлен упругий элемент обычного типа, напримерпружина, а между основанием 1 и виброизолируемым телом 2 - дополнительная опора 4.Поглощающий элемент 3 предлагаемого,демпфера может быть выполнениз кристалла сегнетоэластика, керамического сегнетоэластика илииз композиций на основе сегнетоэластика. В качестве сегнетоэластиковмогут использоваться редкоземельные молибдаты, например молибдатгадолиния Сд(Ио 04) с точкой КюриоТ = 1 бО С и коэрцитивной силой по механическому напряжению 8 1 ИПа,пентафосфаты редкоземельных металлов1,РОц с разными Т и Ьс 0,01 МПа,ортофосфат свинца. РЬ (РО 4) сТс 180 С и 6 5 ИПа ванадат висмута В 170 (Тс 250 С), двойные молибдаты, напримерь КРе(ИоО )о(Т 29 С), двойные нольфраматы,например, К 1 п(ИО) (Тд 181 С) идр. Композиции для изготовленияпоглощающего элемента могут бытьвыполнены из резины, полимера илидругого эластичного материала, наполненного порошком сегнетоэластикав количестве 10-90 об.7.,Ориентировка монокристалла впоглощающем элементе должна бытьтакой, чтобы демпфируемые колебанияпроисходили вдоль сегнетоэластической оси кристалла, например в молибдате гадолиния вдоль оси 010),В вариантах исполнения устройствана основе керамического сегнетоэластика и композиции эластичного материала с порошком сегнетоэластика специальной ориентировки не требуется,Форма и размеры поглощающего элемента демпфера берутся в зависимости от типа и амплитуды демпфируе= мых колебаний, Для гашения одноосных колебаний типа растяжение-сжатие поглощающий элемент 3 выполняют в виде пластины с сегнетоэластической осью, перпендикулярной поверхностямопор (фиг. 1). При этом площадьопор должна быть не более Г, /6,. где Р, - заданная амплитуда возбуждающей силы, бе - коэрцитивнаясила материала элемента .3, В случаенебольших амплитуд силы Г элемент3 выполнен в виде консоли (фиг. 2)или балки, при этом берется сегнетоэластический материал, обладающий сегнетоэластическими свойствамидля сдвиговых колебаний, Для гашениякрутильных колебаний элемент 3 выполняют в виде стержня (фиг, 3) илитрубы, нри этом используют материалс сегнетоэластическими свойствамидля сдвиговых колебаний,Принцип работы демпфера следующийПри появлении вибраций наэлемент 3действует сила Р = ша, где 0 - ускорение вибраций. Эта сила приводитк деформации элемента 3 за счет возникающих в нем механических напряжений 6 = Р/Б, где Я - площадьопор. Если амплитуда бв, механического напряжения Ь окажется большекоэрцитивной силы Ьр сегнетоэпастического материала, то зависимостьдеформации Х последнего от механического напряжения имеет видпрямоугольной петли гистерезиса(фиг. 4). Энергия, рассеиваемаяв поглощающем. элементе 3 за периодколебаний, определяется площадью петли гистерезиса и равна У =1 х Й Б =4 хбе, где Хц - спонтанная дефор-мация сегнетоэластика. При значенияхб,п, близких к бс , энергия У оказывается максимально возможной извсех демпфирующих материалов и конструкций.Иеханическая добротность колебательной системы, образованной демпфером с установленным на его опоре2 телом, равна 0 2%У /У ="Нбш/46 с, так как запасенная энергияИран = Хбм/2-ЯЬи/2. При бь, Ис1-3 (оптимальный режим работыдемпфера) добротность составляетнесколько единиц. Следовательно,возникдпле. от вибраций собственныеколебания тела быстро (ча 1-3 периода) затухают.Особенностью предлагаемого демп фера является относительно слабоедемпфирование колебаний малой амплитуды, но резкий рост демпфирования при превышении амплитудой механического напряжения коэрцитивнои силы используемого сегнетоэластика. В отличие от известных уст-"ройств демпфирование колебаний одинаково на всех частотах, в томчисле и ниже частоты резонанса.15 Кроме того, в предлагаемом демпФере колебания демпфируются и снижается их добротность, (1 = 5 ш/г2 Т Е щ/г осуществляется путемувеличения коэффициента потерь г, 20 тогда как в известных устройствахпутем снижения коэффициента жесткос"ти К и резонансной частоты Й. Сохранение высокой жесткости демпфера позволяет избавиться от большаго статического прогиба и болееточно фиксировать положение виброизолируе 1 лого тела, Максимальная относительная деформация Х сегнетоэластнков составляет 0,57., что при З 0 длине демпфера в 1 О см даст смещение тела всего на 0,5 мм.Демпфер может найти применениев ультразвуковой технике,(на нерабочем конце пьечоэлементов, электро механических преобразователей,акустических линий задержки), в машиностроении (демпфирование колебаний станков, отбойных молоткови другого виброинструмента), в 40 транспорте и других областях, гдеважно резкое гашение колебанийи вибраций с амплитудой выше критической. Он может применяться и всочетании с известными амортизато рами на основе пружин, резины, пластиков для резкого увеличения демпФирования низкочастотных колебаний1154499 Редактор Л. Гратилл Составитель ВТехред И. Надь Кудряв це орректор В. Синицка Заказ 2671 3/ 3 Тирах 898 ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж"35, Раушская наб., д.