Способ динамического гашения колебаний корпуса вибростенда Российский патент 2024 года по МПК G01M7/04 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в электродинамических вибростендах, применяемых для калибровки датчиков относительного виброперемещения.

Известен электродинамический возбудитель (SU 1222322 A1, 1986) содержащий замкнутый шихтованный сердечник с центральным и боковыми стержнями, короткозамкнутый подвижный элемент, установленный в зазоре между центральным стержнем и полюсными наконечниками, и неподвижно установленные на сердечнике вне воздушного зазора согласно включенные обмотки возбуждения переменного тока, а также встречно включенные обмотки подмагничивания.

Известен электродинамический вибростенд (RU 50 303 U1, 2005) содержащий магнитопровод, образованный постоянным магнитом, полюсными наконечниками и керном, подвижную систему, включающую катушки возбуждения, размещенные в рабочем зазоре и жестко связанные переходником с виброплатформой, подвеску подвижной системы, выполненную в виде мембран или торсионов, отличающийся тем, что в качестве переходника между катушками возбуждения и виброплатформой использован керн магнитопровода, на котором закреплены катушки возбуждения, при этом керн установлен симметрично относительно мембран или торсионов подвески и жестко соединен с ними.

Недостатком данных устройств является то, что для калибровки датчиков относительной вибрации, для которых важно воспроизводимость относительного перемещения вибростола и датчика, необходимо корпус вибростенда закреплять на массивном жестком фундаменте, что исключает применение в полевых условиях.

Известен также способ, выбранный в качестве прототипа (Патент US № 9689453B2, 2017), в котором для предложено для снижения вибрации позиционирующей системы включать в состав системы активный поглотитель вибрации, содержащий инертную массу приводимую в контролируемое движение в соответствии с профилем выполняемой операции так чтоб компенсировать возникающие вибрации.

Недостатком известного способа является то, что он предназначен для снижения вибрации в устройствах, имеющих движущиеся части и требует для реализации знания профиля перемещения в течении цикла работы. Способ предназначен для использования в позиционирующих системах в полупроводниковой промышленности не адаптирован для использования в вибростендах.

Задачей, решаемой изобретением, является снижение амплитуды вибрации корпуса электродинамического вибростенда без применения массивного основания.

Технический результат заключается в получении возможности воспроизводить относительные перемещения вибростола и калибруемого датчика относительного виброперемещения без закрепления корпуса вибростенда на массивном основании.

Указанный технический результат достигается тем, что в общем корпусе вибростенда помещаются два вибростола выполненные идентичным образом с равными массами и одинаковыми упругими элементами подвеса, но двигающиеся в противоположных направлениях, рабочий и уравновешивающий. При этом на рабочем столе располагается датчик сравнения, используемый для задания величины перемещений рабочего вибростола, на корпусе вибростенда располагается виброакселерометр контроля. Катушка уравновешивающего вибростола питается от того же задающего генератора, что и рабочего через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления в диапазоне 0,9-1,1. После установления заданной амплитуды колебаний рабочего вибростола, оператор путем изменения коэффициента усиления усилителя добивается минимальных колебаний корпуса вибростенда, контролируя их величину по показаниям виброакселерометра контроля.

На фиг.1 показан разрез устройства, реализующего способ динамического гашения колебаний корпуса вибростенда. На фиг.2 показана блок-схема контрольно-измерительного оборудования.

Устройство, в общем корпусе 4, содержит два вибростола рабочий 1 с датчиком сравнения 2, и уравновешивающий 7 с грузом 8, электромагнитные катушки столов 3 и 6 размещенные в рабочих зазорах магнитного сердечника образованным корпусом, к корпусу вибростенда жестко прикреплен виброакселерометр контроля 5. Испытуемый датчик 9 размещается над рабочим столом. Генератор 10 питает катушку рабочего стола током синусоидальной формы, кроме того сигнал с него полается на вход регулируемого усилителя 11, с выхода которого запитана катушка уравновешивающего стола.

Способ осуществляется следующим способом. Выход генератора 10, представляющий собой напряжение синусоидальной формы, подается на электродинамическую систему рабочего стола, одновременно через усилитель 11 напряжение подается на электродинамическую систему уравновешивающего стола, катушки 3 и 6. Продольные колебаний рабочего и уравновешивающего стола и электромагнитные силы от системы возбуждения колебаний, действующие на корпус вибростенда в любой момент времени в силу симметрии конструкции направлены в противоположные стороны и в идеальном случае уравновешивают друг друга при коэффициенте усиления усилителя 11 равном 1. Для компенсации отклонений оператор, пользуясь показаниями виброакселерометра 5 изменяя коэффициент усиления усилителя 11 добивается минимальных колебаний корпуса вибростенда, что позволяет отказаться от установки жесткого фундамента для крепления вибростенда при калибровке или поверке датчиков относительной вибрации.

Способ был проведен на макете, авторам удалось добиться снижения вибрации корпуса вибростенда до 1% от первоначальной при работе в диапазоне частот колебаний 10-400 Гц.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в электродинамических вибростендах, применяемых для калибровки датчиков относительного виброперемещения. Способ динамического гашения колебаний заключается в установке в едином корпусе дополнительно к рабочему уравновешивающего вибростола, идентичного рабочему столу по подвесу и массе и движущегося в противофазе. Технический результат - обеспечение существенного снижения колебаний корпуса вибростенда, что позволяет без использования массивного фундамента применять вибростенд для калибровки датчиков относительного виброперемещения. Отсутствие необходимости использовать фундамент позволит изготовить портативный вибростенд, пригодный для работы в полевых условиях. 2 ил.

Способ динамического гашения колебаний вибростенда, отличающийся тем, что в общем корпусе дополнительно к рабочему вибростолу соосно устанавливается уравновешивающий вибростол, идентичный рабочему по подвесу и массе и движущийся в противофазе рабочему.