Двухкаскадное амортизирующее крепление центробежного вентилятора

Полезная модель относится к области вибрации в машиностроении, а именно, к решению задач, связанных с необходимостью снижения вибрации опорной конструкции под воздействием установленного на ней виброактивного оборудования, в данном случае, центробежного вентилятора.

Технический результат достигается применением в двухкаскадном амортизирующем креплении модификаций усовершенствованных промежуточных рам (ПР) во втором каскаде амортизации, при которых центр жесткости амортизирующего крепления второго каскада значительно приближен к центру масс вентилятора.

Результаты экспериментального модального анализа (ЭМА) модификаций ПР подтверждают отсутствие собственных резонансов заявляемого двухкаскадного амортизирующего крепления в диапазоне частот основных возмущающих сил.

Результатом применения заявляемого двухкаскадного амортизирующего крепления вентилятора является значительное снижение уровней вибрации на опорных связях вентилятора в диапазоне частот основных возмущающих сил.

Заявляемая полезная модель относится к области вибрации в машиностроении, в частности, к конструкциям центробежных вентиляторов со спиральным корпусом с двухкаскадным амортизирующим креплением, и направлена на решение задачи снижения вибрации опорной конструкции под воздействием установленного на ней виброактивного оборудования.

Известно двухкаскадное амортизирующее крепление, в котором, для увеличения виброизолирующего эффекта упругой установки, под амортизированным механизмом находится амортизированная фундаментная рама [1].

Недостатком данной схемы виброизоляции является большое расстояние между центром масс (ЦМ) амортизированного механизма и центром жесткости (ЦЖ) амортизирующего крепления второго каскада, а также несовпадение главных центральных осей инерции механизма с главными центральными осями жесткости амортизирующего крепления второго каскада.

Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемой полезной модели является двухкаскадное амортизирующее устройство серии электровентиляторов РСС2 [2].

В данном двухкаскадном амортизирующем устройстве под амортизированным вентилятором находится амортизированная промежуточная рама (ПР), состоящая из двух стальных оснований с резинометаллическими амортизаторами типа АРМОО и связывающей их стальной пластиной.

Недостатками данного амортизирующего устройства является недостаточная жесткость ПР и значительное несовпадение ЦМ вентилятора с ЦЖ второго каскада амортизации, что вызывает появление в конструкции ПР дополнительных резонансов в диапазоне частот основных возмущающих сил и приводит к увеличению уровней вибрации на опорных связях (ОС) вентилятора.

Проведенный экспериментальный модальный анализ (ЭМА) с использованием пакета программ ME'Scope VES конструкции ПР прототипа выявил устойчивые моды с частотами 29,4 и 59 Гц, расположенные в диапазоне основных возмущающих сил, с низкими коэффициентами демпфирования, что указывает на высокую добротность резонансных пиков и может привести к увеличению уровней вибрации на ОС вентилятора.

Применение ЭМА позволило модифицировать конструкцию ПР прототипа с целью изменения резонансных частот конструкции и снижения уровней вибрации на ОС вентилятора.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в эффективном снижении уровней вибрации в диапазоне частот основных возмущающих сил (20-100 Гц).

Предлагаются две модификации двухкаскадного амортизирующего крепления центробежного вентилятора с усовершенствованной ПР.

На фиг.1 представлена модификация конструкции двухкаскадного амортизирующего крепления вентилятора, в котором под вентилятором 1 с амортизаторами 4 (первый каскад) находится ПР с амортизаторами 3 (второй каскад), состоящая из двух оснований 5 и связывающих нижней 6 и двух боковых пластин 2.

Снижение уровней вибрации на ОС вентилятора обеспечивается повышенной жесткостью ПР и увеличением ее главных моментов инерции, благодаря чему, данная конструкция не имеет собственных резонансов в диапазоне частот основных возмущающих сил.

На фиг.2 представлена модификация конструкции двухкаскадного амортизирующего крепления вентилятора, в котором под вентилятором 1 с амортизаторами 4 (первый каскад) находится ПР с амортизаторами 3 (второй каскад), состоящая из двух оснований 5 и двух связывающих боковых пластин 2.

Эффективность снижения уровней вибрации на ОС вентилятора в данном случае обеспечивается за счет того, что:

ЦМ амортизируемого вентилятора максимально приближен к ЦЖ амортизирующего крепления второго каскада, а главные центральные оси инерции вентилятора совмещены с главными центральными осями жесткости амортизирующего крепления второго каскада;

собственные частоты системы амортизации второго каскада смещены в область низких частот за счет увеличенных главных моментов инерции ПР;

существует возможность отстройки резонансных частот ПР путем перераспределения ее массы по главным центральным осям.

Результаты ЭМА конструкций модифицированных ПР позволяют утверждать, что последние не имеют собственных резонансов в диапазоне критичных частот, а устойчивые моды с низкими коэффициентами демпфирования имеют частоты свыше 100 Гц.

На фиг.3 представлены узкополосные спектры вибрации на ОС вентилятора с различными конструкциями ПР во втором каскаде, полученные на аттестованном виброакустическом стенде для измерения виброакустических характеристик (ВАХ) вентиляторов с повышенными требованиями по ВАХ. Уровни вибрации на ОС вентилятора с предложенными конструкциями ПР в диапазоне 20-100 Гц значительно ниже, чем с ПР прототипа.

Таким образом, заявляемое двухкаскадное амортизирующее крепление центробежного вентилятора, по сравнению с прототипом, обеспечивает значительное снижение уровней вибрации на ОС вентилятора в диапазоне частот основных возмущающих сил.

Литература:

1. Клюкин И.И. Борьба с шумом и звуковой вибрацией на судах. Л., «Судостроение», 1971.

2. Братковский О.А., Цехместрюк Г.С., Ануфриев В.В., Судов В.Б. Новая серия радиальных электровентиляторов переменного тока // Электронные и электротехнические системы и устройства. Сб. научных трудов НПЦ "Полюс". Томск, 2001, с.217-220.

1. Двухкаскадное амортизирующее крепление центробежного вентилятора, содержащее промежуточную раму из металлических балок различного профиля и виброизоляторов резинометаллического типа, отличающееся тем, что промежуточная рама выполнена из двух цельнометаллических боковых оснований, связанных между собой одной нижней пластиной и двумя боковыми балками.

2. Двухкаскадное амортизирующее крепление центробежного вентилятора по п.1, отличающееся тем, что промежуточная рама выполнена в виде корытообразной цельнометаллической каркасной системы одинакового профиля, охватывающей вентилятор, при этом центр масс амортизируемого вентилятора совпадает с центром жесткости амортизирующего крепления промежуточной рамы.