Устройство для моделирования колебаний Советский патент 1983 года по МПК F15B21/12 

оо

СП Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и может- efjTb использовано для определения оптимальных параметров систе виброэащиты в многомассовых механичес ких системах,преимущественно в металлоконструкциях роторных экскаваторов отвапообразователей и других горных машин. : Известно устройство для защиты от вибрации пользователя транспортным средством Недостаток устройства - невозмож;ность получить высокочастотные коле бания. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования колебаний, содержащее основание жестко связанное с рамой посредством направляющих , на которых установле- ны подвижные платформы со сменными грузами и упругими элементами, и при водной цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и свя занный рабочими полостями системой управления; имеющей программный блок и регистрирующую аппаратуру, с датчи нами колебаний, установленными на сменных грузах 2. . . . Недостатком известного устройства является невозможность моделирования колебанийна высоких частотах, прев1-ою1ающих собственные частоты колебаний устройства в 2-3 и более раз, поскольку переменные емкости облаД4ЮТ инерционностью. Кроме того, непостоянство жёсткости пневматических упругих элементов за счет изменения их объема при относительном перемещении подвижных платформ снижает точность моделирования и также отрицательно сказывается на работоспособности и надежности исследуемой конструкции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для моделирования колебаний, содержащее основание, жестк связанное с рамой посредством направляющих, на которых установлены подвижные платфорки со сменными грузами и упругими элементами, и привод ной цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и связанный рабочими полостями с системой управления, имеющей программный блок и регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными на сменных грузах, снабжено вибратором и дополнительным приводным цилиндром подвижные платфор1 и объединены попарно в две секции, на верхней платформе каждой из которых закреплены сменные , а упругие элементы вы полнены в виде пружин и размещены на направляющих между подвижными плат- , формами одной секции, причем вибратор установлен на нижней платформе v верхней секции, а дополнительный приводной цилиндр установлей между секциями. На фиг.1 приведена схема устройства для моделирования колебаний; на фиг.2 - система управления приводным цилиндром,- на фиг.З - результаты применения устройства для определения оптимальных параметров виброзгициты кабины машиниста роторного экскаватора.. Устройство содержит основание 1, связанное с рамой 2 посредством направляющих 3, на которых установлены подвижные платформы 4-7 со сменными грузами 8 и упругими элементами 9, приводные цилиндры-10 и 11, рабочие полости которых (не показаны) связаны с системами 12 и 13 управления, имёювщми программные блоки 14 и 15, регистрирующую аппаратуру 16, датчики 17 и 18 колебаний, гидрораспределитель 19, жестко связанный с якорем электромагнита20, подключенного к выходу усил 1теля 21., вход которохчэ электрически связан с элементом 22 сравнения, один из входов которого подключен к датчику 23 обратной, связи, а другой - к программному блоку 15. Система 12 управления идентична системе 13. Устройство .имеет -вибратор 24, напорный трубопровод 25, сливной трубопровод 26. Рассмотрим работу устройства на примере исследования системы гашения колебаний кабины машиниста роторного экскаватора. В этом случае подвижная платформа 4 и груз 8, установленный на ней, моделируют кабину (защищаемый от вибрации объект) , упругий- элемент 9, выполненный в.виде пружины и размещенный между платформами 4 и 5, моделирует податливость элементов крепления кабины к траверсе, подвижные платфорт мы 5 и,б с грузом 8 - массу траверсы, упругий элемент 9, расположенный между платформами б и 7, - податливость канатной подвески траверсы. Перемещение подвижной платформы 7, соответствующее кинематическому возмущению, действующему на защищаемый от вибраций объект со стороны металлоконст- рукции экскаватора, осуществляется при помощи цилиндра 11, отрабатывающего заданное его программным блоком 15 воздействие . Это воздействие в виде электрического сигнала поступает через элемент 22 сравнения и усилитель 21 на обмотку электромагнита 20. Под действием электромагнитных сил золотник гидрораспределителя 19 перемещается, соединяя одну из полостей гидроцилиндра 11. с напорным тру-/

.:бопров.одом 25, другую - со сливным ; трубопроводом 26. Движение штока гидроцилиндра 11 продолжается до тех пор/ прка сигнал от датчика 23 овратнбй связи не сравняется с заданным

сигналом; при этом напряжение на выходе элемента 22 сравнения исчезает,

;золотник .гидрораспредёлителя 19

;возвращается в нейтральное положение, при котором все трубопроводы перекры,ты, и шток цилиндра 11 останавливается, отработав заданное воздействие.

I , При движении штока гидроцилиндра 11 при заданной программе происходит колебание подвижных платформ 4-7. Цилиндр 10 с системой 12 управления, включающей программнЕяй блок 14 и датчики. 17 и -18, моделируют работу систе1«1 гашения колебаний кабины машиниста роторного экскаватора j(3citnHtqaeмого от вибраций объекта).

В частном случае в качестве датчиков 17 и 18 колебаний и программного

блока 14 могут быть использованы

соответственно датчики ускорения и интегрирующий iRjioK. Вибратор 24 воспроизводит высокоiчастотные колебания, соответствующие в рассматриваемом примере дополнительным возмущениям со стороны привода

роторного колеса и вращающихся элементов ленточного конвейера,

На фиг.З приведены результаты исследования. Кривая 1 представляет собой перемещение подвижной платформы 7, кривая 2 - перемег ение платформы 5, а кривая 3 - переме1чение груза 8, моделирующего защищаемый от вибраций объект. Несмотря на то, что платформа 5 подвергается резонансным крлёбаниям по двум фориам, а также высокочастотного воздействии (с момента включения(Вибратора 24, обозначенного Вкл.), амплитуда колебаний защищаемого от вибрации объекта ограничена заданными значенияг и, так как соответствующие параметры аиброзащитной системы (ее чувствительность, коэффициенты передачи звеньев и т.д.) являются.оптимальными, по{скольку они обеспечивают заданную степень демпфирования всех форм колебаний.

Использование предлагаемого.уст-. :ройства позволяет за счет повьшения ITOtHOCTH моделирования повысить надежность конструкции горных машин на 10-15% и в такой же степени увеличить эксплуатационную производителjioCTb этих машин.

1 J-ь/7

8 Ч

О

п

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содёрзйацее основание,жестко связанное с рамой-посредством направляющих, на которых установлены подвижные платфоривл со сменными гру.зами и упругими элементами, и приводной цилиндр, установленный междх основанием и нижней платформой и связанный рабочими полостями с системой управления, имеющей программный блок и регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными насменных грузах, отл ич ающ-ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно .-снабжено вибратором и дополнительным приводным цилиндром, подвижные платфор11«л объединены попарно в две секции, на верхней платформе каясдой из которых закреплены сменные грузы, а упругие элементы выполнены в виде пружины и разтчещены на направляюв ях между подвижными платформами одной секций, причем вибратор установлен на нижней i платформе верхней секции, а допол,нительный приводной цилиндр .установСО лен между секциями.

f

/4

NX

ю

Ж

/ сэ

Ь

/и

r

зг

ZJ

// L

л А.

Yi/fi)/ f f f / /,/ f f r f f r / / / / f f f 7 f / f f / f f f f

Фи8.1

it

/5

Ж

«