Активная виброзащитная система

Активная виброзащитная система

Реферат

Изобретение относится к активным виброзащитным средствам и может быть использовано для защиты различного рода объектов от вибраций и ударов.

Известны активные виброзащитные системы, содержащие гидравлические исполнительные элементы, связывающие платформу для установки защищаемого объекта с основанием, устройство для подачи рабочей жидкости, блок управления и регулирования с вибродатчиками (см. Коловский М.З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М.: Наука, 1976, с.70-77 [1]; а.с. СССР №1087717, кл. F 16 F 15/00, 1981 [2]).

Недостатком известных конструкций является предельная сложность, наличие значительного числа блоков, узлов и элементов и, как следствие, низкая надежность.

Известны такие активные виброзащитные системы с инерционными элементами и кинематическими механизмами преобразования движения, содержащие дополнительные инерционные массы, связанные с помощью специального кинематического пружинно-рычажного механизма с основанием и защищаемым объектом (см., например, «Вибрации в техники»: Справочник в 6-и томах/ Под ред. К.В.Фролова, том 6, М.: «Машиностроение», 1981, с.302-303 [3]; а.с. СССР №696212, кл. F 16 F 15/00, 1979 [4]; а.с. СССР №1153144, кл. F 16 F 15/02, 1983 [5]).

Недостатками известных устройств также являются сложность конструкции и низкая надежность, обусловленные наличием значительного числа подвижных и упругих контактирующий механических элементов.

Наиболее близких устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является активная виброзащитная система, содержащая платформу для установки защищаемого объекта и основание, связанные с помощью гидравлических исполнительных элементов, выполненных в виде манометрических трубок, одни концы которых, связанные с платформой, заглушены, а другие концы гидравлически связаны с устройством для подачи рабочей жидкости, подключенным к блоку управления с вибродатчиками (см. а.с. СССР №1227853, кл. F 16 F 15/02, 1984 [6]), и принятая за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются значительная сложность конструкции и сравнительно низкая надежность, обусловленные наличием значительного числа электромеханических узлов, а именно устройства для подачи рабочей жидкости с насосом, блока управления, системы вибродатчиков и т.д.

Сущность изобретения заключается в создании виброзащитной системы, в которой активное гашение паразитных колебаний объекта осуществляется компенсирующими гидродинамическими силами, формируемыми за счет сил инерции при колебаниях дополнительных масс жидкости и сил магнитного взаимодействия.

Технический результат - упрощение конструкции виброзащитной системы и повышение ее надежности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной активной виброзащитной системе, содержащей платформу для установки защищаемого объекта и основание, связанные с помощью гидравлических исполнительных элементов, выполненных в виде манометрических трубок, одни концы которых, связанные с платформой, заглушены, особенность заключается в том, что система снабжена цилиндрическим немагнитным резервуаром, обращенная к платформе плоская сторона которой свободна и герметично закрыта, а противоположная плоская сторона закреплена на основании и гидравлически соединена с другими концами трубок, связанными с основанием, при этом на резервуар свободно и концентрично надет постоянный магнит, упруго соединенный с основанием, а полости манометрических трубок и резервуара заполнены ферромагнитной жидкостью.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображена предлагаемая виброзащитная система, общий вид с продольным разрезом.

Активная виброзащитная система содержит платформу 1 для установки защищаемого объекта 2 и основание 3, связанные с помощью гидравлических исполнительных элементов, выполненных в виде манометрических трубок 4 (в частности, трубок Бурдона). При этом одни из концов трубок 4 (верхние на чертеже) заглушены, и к ним с помощью шарниров 5 прикреплена платформа 1, другие (нижние на чертеже) концы трубок 4 жестко заделаны в основание 3. Система снабжена цилиндрическим немагнитным резервуаром 6, обращенная к платформе 1 плоская сторона которого свободна и герметично закрыта крышкой 7, а противоположная плоская сторона с помощью дна-втулки 8 жестко прикреплена к основанию 3. Закрепленные на основании 3 концы трубок 4 и резервуар 6 гидравлически соединены между собой с помощью отверстия 9 во втулке 8 и канала-тройника 10 в основании 3. На резервуар 6 свободно и концентрично надет постоянный магнит 11 в форме аксиально намагниченного диска, упруго соединенного с основанием 3 с помощью витой цилиндрической пружины 12, прикрепленной к магниту 11 и основанию 3 по торцам. Полости манометрических трубок 4 и резервуара 6 полностью заполнены ферромагнитной жидкостью 13.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

В исходном статическом состоянии полости резервуара 6 и манометрических трубок 4 заполнены ферромагнитной жидкостью 13 под некоторым давлением, поэтому трубки 4 частично напряженно распрямлены, и платформа 1 с объектом 2 несколько приподняты на трубках 4 вверх. Теперь рассмотрим характер работы виброзащитной системы в динамике, причем, что естественно, в первую очередь интересен резонансный режим колебаний. Пусть, например, в один из полупериодов колебаний основание 3 при движении вниз резко замедляет свое движение, то есть ускорение направлено вверх. Естественно, при этом объект 2 с платформой 1 начинают идти вниз, при этом также вниз начинает двигаться постоянный магнит 11, представляющий собой дополнительную инерционную массу, сжимая пружину 12. Одновременно с движением магнит 11 увлекает за собой столб ферромагнитной жидкости 13, находящийся в его осевом отверстии, которая через каналы 9 и 10 оказывает гидродинамическое воздействие на жидкость в трубках 4, а именно увеличивает давление жидкости в последних, в результате чего трубки 4 начинают деформироваться в сторону увеличения своего радиуса кривизны, и их верхние, обращенные к платформе 1 заглушенные концы смещаются вверх. Очевидно, что такая деформация трубок 4 в осевом направлении оказывает на платформу 1 силовое воздействие, противофазное направлению движения платформы 1 при паразитных вибрациях основания 3. Именно за счет этого и осуществляется эффективная активная силовая виброизоляция объекта 2. Во второй полупериод колебаний основания 3 картина меняется на противоположную: платформа 1 с объектом 2 движутся вверх, магнит 11 также движется вверх, увлекая за собой столб жидкости 13 и уменьшая давление в трубках 4. Последние сжимаются, их верхние концы смещаются в осевом направлении вниз, то есть опять в противофазе с движением объекта 2 на платформе 1.

По мнению заявителя, предложенное устройство по сравнению с известными имеет достаточно простую конструкцию, практически не критично к вариациям конструктивно-технологических параметров, предельно просто в сборке и регулировке, не имеет сложных узлов или элементов, имеющих низкую надежность.

Активная виброзащитная система, содержащая платформу для установки защищаемого объекта и основание, связанные с помощью гидравлических исполнительных элементов, выполненных в виде манометрических трубок, одни концы которых, связанные с платформой, заглушены, отличающаяся тем, что система снабжена цилиндрическим немагнитным резервуаром, обращенная к платформе плоская сторона которого свободна и герметично закрыта, а противоположная плоская сторона закреплена на основании и гидравлически соединена с другими концами манометрических трубок, связанными с основанием, при этом на цилиндрический немагнитный резервуар свободно и концентрично надет постоянный магнит, упругосоединенный с основанием, а полости манометрических трубок и цилиндрического немагнитного резервуара заполнены ферромагнитной жидкостью.