Амортизатор с автоматическим управлением

Амортизатор с автоматическим управлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1229481

А2

ы4 F 16F 15/03 G05D19 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ )

6;;; (61) 652392 (21.) 3713886/24-24 (22) 20.03.84 (46) 07. 05.86. Бюл. Р 17 (71) Институт машиноведения им. А.А. Благонравова (72) М.Д. Генкин, С.В. Кравченко, Э.Л. Рымалов, А.Г. Чистяков и В.В. Яблонский (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 652392, кл. F 16 F 15/03, 1979. (54)(57) АМОРТИЗАТОР С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт.св. 9 652392, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности виброгашения, дополнительно введены последовательно соединенные датчик виброускорения, третий предварительный усилитель, фильтр верхних частот, интегратор, фильтр нижних частот и усилитель-инвертор, выход которого связан с первым входом второго. аналогового сумматора, а также усилитель, вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, а выход — с вторым входом второго аналогового сумматора, и широкополосный усилитель, вход которого подключен к выходу первого аналогового сумматора, а выход — к третьему входу второго аналогового сумматора, датчик виброускорения установлен на корпусе вибровозбудителя.

1229

Изобретение относится к машиностроению, а именно к виброизопяционной технике и может использоваться для активного гашения колебаний механизмов. 4)

Цель изобретения — повышение эфф:ктивности виброгашения.

На чертеже показана функциональная схема амортизатора с автоматическим управлением. 1О

Амортизатср с автоматическим управлением содержит электромеханический динамометр i упругий элемент 2, закрепленный Одним концом к колеблющемуся объекту 3, другим — через электромеханические динамометры 1 к изолируемому объекту 4, установленному на основании 5, предварительные усилители 6, связанные с выходами динамометров 1, аналоговый сумматор 2б

7, входы которого соединены с выходами предварительных усилителей 6, а выход связан с входом блока 8 управления,. включающего один или нескОлькО сл6 -дящих полосовых фильтров 75 а также связан с вхоцом усилителя 9, выход которого связан с третьим сво.бодным входом второго сумматора 10, выход которого через усилитель 11 мощности связан с обмоткой возбуждения электромеханического вибравозбудителя 12, рабочий орган которого крепится к изолируемому объекту 4.

Амортизатор с автоматическим управлением также содержит дополнительные упругие элементы 13, одни концы которых прикреплены к корпусу вибровозбудителя 12, другие концы прикреплены к изолируемому Объекту 4,датчик

14 виброускорения,установленный на ,Q корпус е вибров о з б удителя 1 2, выход датчика 14 виброускорения связан через дополнительяый предварительный усилитель 15 с входом фильтра 16 верхних частот, выход которого через второй усилитель l7 соединен с вторым свободным входом второго сумматора 10, а через послецовательно соединенные интегратор 18, фильтр 19 нижних .частот и усилитель-инвертор

20, выход второго усилителя 17 связан с первым свободным входом второго сумматора l0.

Амортизатор с автоматическим управлением работает следующим образом.

Колеблющийся объект 3, деформируя упругие элементы 2, создает силовое вибрационное возбуждение изолируемого объекта 4, амплитуду и фазу кото; рого измеряют электромеханические динамометры 1. Усиленные предварительными усилителями 6 выходные сигналы динамометров 1 суммируются в аналоговом сумматоре / и подаются на блок 8 управления, состоящий нз одного или нескольких следящих полосоВых фильтрОв, В котООых производится выделение сигнала, пропорционального подле>кащим гашению отдельных составлян>щих вибрации, которые существенно превышают средний уровень спектра вибрации, т.е. при этом производится гашение только тех составляющих вибрационного спектра, которые попадают в полосу прозрачности следящих полосовых фильтров. При изменении частоты вибрационных составляющих, которые существенно превышают средний уровень спектра вибраций, резонансные частоты соответствующих следящих полосовых фильтров также пропорциональнс изменяются.

Наряду с гашением отдельных составляющих также бывает необходимо обеспечить снижение всего уровня спектра вибрации, лежащего в определенном рабочем диапазоне частот. С этсй целью дополнительно установлен второй широкополосный усилитель 9, вход которого связан с выходом аналогового сумматора 7, а выход — c третьим свободным входом второго сумматора I0. Наибольший эффект виброгашения может быть достигнут, если силы передаваемые на изолируемый

Объект 4 от вибровозбудителя 12,равны по величине и противоположны по фазе силам, передаваемым на изолируемый объект 4 через упругие элементы 2 ;эти силы измеряются динамо .eòðÿì÷ ;). Однако достаточно сложно обеспечить выполнение этих условий.

Первой причиной, не позволяющей добиться равенства амплитуд и противоположности фаз указанных сил, является резснанс корпуса внбровозбудитепя 12 на упругих элементах 1",вблизи которого характеристики канала управления искажены. Поэтому желательно выбирать упругие элементы 13 более мягкими. чтобы удалить резонанс коргуса вибровозГ>удителя 12 от рабочего диапазона виброэащиты. Резонансная частота, подвески электромеханического вибровозбуцителя, устанавливаемого на транспортных объектах, выбирается не ниже 20-2S Гц. Это объясняется тем, что использование упругих з. 1229481 элементов 13 с малой жесткостью (или с увеличение массы корпуса возбудите- и ля 12) приводит к большим иеремещеу ниям кориуса,его перекосам,заеданию, н залипанию и т.п. при наклонах осно- т вания 5. (Теоретические и эксиеримен- ч тальные исследования показали, что В ири выборе резонансной частоты,рав- в ной 20-25 Гц,рабочий диапазон эффек- д тивного виброгашения начинается с 10 л частот не ниже 40-50 Гц).

И

Введение дополнительной обратной т связи, включающей датчик 14 виброус- м корения, дополнительный иредвари- у тельный усилитель 15, фильтр 16 верх- 15 п них частот, второй усилитель 17, с п выхода которого сигналы подаются на д второй свободный вход сумматора 10 п эквивалентно увеличению массы корпу- д са вибровозбудителя 12, т.е. умень- 20 л шению резонансной частоты подвески У вибровозбудителя 12. Для того, чтобы к наклоны основания 5 не приводили к р большим перемещениям корпуса вибро- м возбудителя 12 (что ведет в свою оче-25 к редь к перекосам и залиианию кориу- в са), в канал дополнительной обрат- п ной связи введен фильтр 16 верхних н частот. При этом дополнительная об- у ратная связь на низких частотах не д действует и, следовательно, низко- P частотные возмущения основания не приводят к выходу вибровозбудителя т

12 иэ строя, т.е. уменьшая резонанс- л ную частоту подвески вибровозбудителя р в рабочем диапазоне частот (что уменьшает искажение в каналах управления и увеличивает запас устойчич вости), сохраняют достаточно высокой статическая жесткость дополнительных

40 упругих элементов 13 (что исключает р перекосы, залипание и т.п.). 1

3 0

Другой причиной, не позволяющей обеспечить равенства амплитуд и противоположности фаз сил, передаваемых вибровозбудителем 12,. и сил, измеряемых динамометрами 1 (т.е. сил, передаваемых на основание 5 через упругие элементы 2), является неустойчивость (самовозбуждение) основного канала управления, включающего электромеханические динамометры 1, предварительные усилители 6, сумматор 7, блок 8 управления, усилитель 9,второй

4 умматор 10, усилитель 11 мощности вибровозбудитель 12. Известно,что величение коэффициента демифироваия в дополнительных упругих элеменах 13 приводит к увеличению устойивости основного канала управления. торая доиолнительчая обратная связь, ключающая датчик 14 виброускорения, оиолнительньгй предварительный усиитель 15, фильтр 16 верхних частот, нтегратор. 18, фильтр 19 нижних часот, усилитель-интвертор 20 и суматор 10, формирует и подает на вход силитеия 11 мощности сигнал, проорциональный скорости смещения коруса вибровозбудителя 12. Вторая оиолнительная обратная связь обесечивает введение искусственного емифирования, что эквивалентно увеичению затухания в дополнительных иругих элементах 13. Увеличение оэффициентов естественного демпфиования в дополнительных упругих элеентах 13 является сложной задачей, оторую в рамках заданных габаритов ибровозбудителей можно решить с омощью второй дополнительной обрат/ ой связи. Но ири этом следует честь,что введение искусственного емифирования колебаний корпуса вибовозбудителя 12 ухудшает виброзащиту на частотах, превышающих частоу резонанса корпуса вибровозбудитея 12. Поэтому желательно, чтобы втоая дополнительная обратная связь а этих частотах не действовала. С той целью введен фильтр 19 нижних астот, параметры которого выбирают ак, чтобы дополнительная обратная вязь действовала только вблизи езонанса подвески вибровозбудителя

2 и не ухудшала частотных характеристик канала управления в рабочем диапазоне частот.

Таким образом, введение широкополосного усилителя, установленного параллельно следящим полосовым фильтрам, а также введение дополнительных каналов управления по ускорению и скорости подвижной массы вибровозбудителя увеличивает эффективность виброгашения в узких полосах и одновременно позволяет достаточно эффективно гасить вибрации в широкой поносе частот.

1229481

Составитель М. Левина

Редактор Н. Данкулич Техред В.Кадар Корректор E. Сирохман

Заказ 2437/35 Тираж 88О Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4