Виброгасящее устройство Советский патент 1983 года по МПК F16F15/03 

Изобретение относится к технике виброзащиты и предназначено преимущественно для снижение вибрации опорных конструкций машин и механизмов, вибрационные составляющи которых меняются. по частоте и амплитуде. Известно виброгасящее устройство, содержащее электромеханический динамометр с соглас /ющим усилителем на выходе, виброизолятор взаимодействующий непосредствет о с колеблющимся объектом и через электромеханический динамометр - с защищаемым объектом, блок управления, вход которого связан с выходом согласующего усилителя, а выход через усилитель мощности подключен к вибровозбудителю, установленному на защищаемом объек те 1. Недостатками этого устройства являются, его малая надежность при работе на основании, подверженном наклонам (поворотным движениям), а также значительиые вес, габариты и затраты электроэнергии. , Наиболее близким к изобретению является виброгасяи ее устройство, содержащее внбровоз будитель, виброизолятор, устанавливаемый меж ду защищаемым и колеблющимся объектами, два вибродатчика, блок формирования компен сирующего сигнала, связывающий через корректирующие звенья второго порядка вибройатчики с выходом усилителя мощности, выходной сигнал которбго поступает на обмотку возбуждения вибровозбудителя, и блоке управления жесткос11 ю подаески реактивной массы вибровозбудитепя, включающий два усилителя сигналов вибродатчиков, фазовый детектор, интегратор и усилитель тока, нагрузкой которого является обмотка подмагничивания вибровозбудителя, выход усилителя сигнала первого вибродатчика связан с первым входом фазового детектора, выход усилителя сигнала второго вибродатчика - с входом блока формирования компенсирующего сигнала, а выход фазового детектора через интегратор соединен с усилителем тока 2. Недостатком этого виброгасящего устройства, представляющего собой перестраиваемый по частоте активный динамический гаситель, является его узкополосность и малая надежность работы, в условиях помех. Целью изобретения является увеличение эффективности гашения полигармонической вибрации. Поставленная цель достигается тем, что в виброгасящем устройстве, содержащем виброгаситель, виброизолятор, устанавливаемый между защищаемым и колеблющимся объектами, два бибродатчика, блок формирования компенсирующего сигнала, выход которого через усилитель мощности связан с обмоткой возбуждения вибровозбудателя, и блок управления жест 21 костью подвески реактивной массы вибровоз рудителя, включающий два усилителя сигналов вибродатчиков, фазовый детектрр, интегратор и усилитель тока, нагрузкой которого является обмотка шд юшичивания вибровозбудителя, выход усилителя сигнала второго вибродатчика -с входом блока формирования компенсирующего сишала, а выход фазового детектора через интегратсф соединен с усилителем тока,вибродатчики выполнены в виде электромеханических динамометров, один из которых устанавливается ме)1сду вибровозбудителем и защищаемым объектом, а другой - последовательно с виброизолятором, а блок формирования компенсирующего сигнала содержит три сумматора, ампл11тудно-фазовый корректор, полосовые следящне фильтры и инвертирза1шисй усилитель, входы полосовых следящих фильтров соединены с выходом усилителя сигнала второго вибродагшка и первым входом первого сумма тора, а выходы подключены к входам второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, вход инвертирующего усилителя соединен с выходом первого огмматорт, а выход - с вторым входом первого сумматора, вход амплитудно-фазового корректора соединен с выходом первого сумматора и вторым входом фазового детектора, а выход - с вторым входом третьего сумматора, выход которого подключен ко входу усилителя мощности. На чертеже изображена функциональная схема виброгасящего устройства. Виброгасящее устройство содержит вибровозбудитель 1, виброизолятор 2, устанавливаемый между защищаемым 3 и колеблющимся 4 объектами соответственно, два вибродатчика S и 6, блок 7 формирования компенсир)гющего сигнала, выход которого через уошитель 8 мощности связан с обмоткой 9 возбузкдения вибровозбудителй 1, и блок 10 управления жесткостью подвески реактивной массы II (якоря) вибровозбудителя I, включакяций два усилителя 12 и 13 сигналов вибродатчиков 5 и 6, фазовый детектор 14, интегратор 15 и усилитель 16 тока, нагрузкой которого является обмотка 17 подмапшчивання вибровозбуднтеля 1, причем выход усилителя 12 сишала вибродагшка 5 связан с первым входом фазо- вого детектора 14, выход усилителя 13 сигнала вибродатчика 6 - с входом блока 7 1 1ироваш1я компенсирующего сигнала, а выход фазового детектора 14 через интегратор 15 соединен с входом усилителя 16 тока, при этом вибродатчики 5 и 6 вьшолнены в виде электромеханических динамометров, вибродатчик 5 установлен между вибровозбудителем 1 Я защищаемым объектом 3, а вибродатчнк .6 устанавливается последрвателыю с виброизолятором 2; блок 7 формирования компенсирующего сигнала содержит три сумматора 18 - 20 амплитудно-фазовый корректор 21, следящие полосовые филктры 22i- 22n.i, иивертируюfVitm усилитель 23, причем входы следящих полосовых фильтров 221 - 22ц. соединены с выходом усилителя 13 сигнала вибродатчика 6 и первым входом сумматора 18, а выходы подключены к входам сумматора 19, выход которого соединен с первым входом сумматора 20, вход инвертирукнцего усилителя 23 соединен с выходом сумматора 19, а: выход - с вторым входом сумматора 8, вход амплитудно-фазового корректора 21 соединен с выходом сумматора 18 и вторым входом фазово го детектора 14, fi выход - с вторым входом сумматора 20, выход которого связан с усилителем ;ощиости. Виброгасящее устройство работает следующи образом. . Колеблющийся объект 4 (например роторны механизм), деформируя виброизолятор 2, создает полигармоническое силовое возбуждение защищаемого объекта (например опорных конструкщш). Амплитуды и фазы составляющих силового возбуждения измеряются вибродатчиком 6, выходной сигнал которого через усилитель 13 подается на полосовые следящие фильт ры 22i -, 22,, а через сумматор 18 - на амплитудщо-фазовый корректор 21 и фазовый детектор 14. . Выходные сигналы полосовых следящнх фильтров 22i - 22R-4 после их сложения в сумматоре 19 подаются на сумматор 20, в котором происходит их объединение с выходным сигналом амплитудно-фазового .корректора 21. Выходной сигнал блока 7 формирования компенсирующего сигнала в усилителе 8 мощности преобразуется в управляющий ток, который подается в обмотку 9 возбуждения вибровозбудителя 1. Жесткость упругих элементов 24 и величина реактивной массы 11 (якоря) вибровозбудителя выбрана , что первая частота подвески якоря 11 при номинальном токе в обмотке 17 подмагничивання совпадает с низ кочастотной (как правило, наиболее интенсивной) составляющей вибрации. Формирователь компенсирующего сигнала на этсж частоте происходит следующим образом. Параметры амплитудно-фазового корректора 21 выбираются так, что при совпадении частоты подвески реактивной массы 1 вибровозбудателя 1 с частотой наиболее низкочастотной составляющей вибрации вибровозбудитель 1, работая в резонансном режиме, развивает силу, близкую по величине и противоположную по направлению силе, действующей на защищае мый объект 3 со стороны вибронзолятора 2. Благодаря компенсации низкочастотной составляющей вибрационной силы колебания защищаемого объекта 3 уменьщаются. Для сохранения эффективного и экономичного (резонансного) режима вибровозбудителя 1 при меняющейся частоте этой составляющей виброгасящее устройство снабжено системой автоматнческой настройки вибровозбудителя 1 на резонансный режим. Эта система, содержащая вибродатчикн S и 6, блок 10 управления жесткостью подвески реактивной массы вибровозбудителя и обмотку 17 подмапшчивання, работает следующим образом. При совпадении резонансной частоты вибро- . возбудителя с низкочастотной составляющей вибрации в устройстве обеспечивается режим полной компм{сац1ш, при котором выходные напряжения виброддтчиков 5 и 6 антифазны и равны по величине. Выходное напряжение фазового детектора 14 при этом равны нулю, управление током подмагничивания вибровозбудителя 1 отсутствует, а жесткость подвески якоря 11, включающей жесткость упругих элементов 24 и жесткость электромагнитного взаимодействия между якорем 11 и магнитопроводом 25, остается неизменной. Резонансный режим при этом сохраняется. При изменении частоты низкочастотной составляющей вибрации происходит растройка вибровозбудителя относительно резонансного режима, в результате чего изменяются амплитуда и фаза развиваемой им на этой частоте силы. Изменение величины выходного сигнала вибродатчика 5 устраняется усилителем 12, а изменение фазы этого сигнала приводит к обра зова1шю на выходе фазового детектора 14 постоянного напряжения, величнна которого пропорциональна изменению фазы, а знак определяется знаком частотной расстройки. Это напряжение через интегратор 15 подается на усилитель 16 тока, который изменяет ток в обмотке 17 подмагничивания до тех пор, пока резонансный режим вибровозбудителя восстановится. Аналогично система фазовой настройки, возбудителя на резонансный режим работает : при расстройках, вызвант 1Х нестабильностью параметров подвески реактивной массы 11 вибровозбудителя 1. Применение в системе автоматической настройки вибровозбудителя 1 вибродатчика 6 позволяет существенно увеличить точность настройкн вибровозбудителя иа резонансный режым н.тем самым, обеспечить высокую надежность виброзащиты при изменении частот вибрационных составляющих. Точность работы системы фазовой настройки вибровозбудителя увеличивается благодаря тому, что выходной сигнал вибродатчика 6 в отличие от известных

ВИБГОГАСЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее вибровозбудитель, виброизолятор, устанавливаемый между защищаемым и колеблющимся объектами, два вибродатчика, блок формирования компенсирующего сигнала, выход которого через усилитель мощности связан с обмоткой возбуждения вибровозбудителя, и блок управления жесткостью подвески реактивной массы вибровозбудителя, включающий два усилителя сигналов вибродатчиков, фазовый детектор, интегратор и усилитель тока, нагрузкой которого является обмотка подмагничивания вибровозбудителя, выход усилителя сигнатю первого вибродатчика связан с первым входом фазоэого детектора, выход усилителя сигнала второго вибродатчика - с. входом блока формирования компенсирующего сигнала, а выход фазового детектора через интегратор соединен с усилителем тока, отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности гашения полигармоническрй вибрации, вибродатчики вьшолнены в виде злектромеханических динамометров, один из которых устанавливается между вибровозбудателем и защищаемым объектом, а другой -последовательно с внброизолятором, а блок формирования компенсирующего сигнала представляет собой три сумматора, амплитудно-фазовый корректор, полосовые следящие фильтры и инвертируюиош усилитель, входы полосовых следящих фильтров S соединены с выходом усилителя сигнала вто(Л рого вибродатчика и первым входом первого сумматора, а выходы подключены к входам второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора; вход инвертирующего усилителя соединен с выходом первого сумматора, а выход - с вторым входом первого сумматора, вход аи«шитудно-фазового корректора соединен с выходом первоел го сумматора и вторым входом фазового десо тектора, а выход - с вторым входом третьесо го сумматора, выход которого подключен ко входу усилителя мощности.