Устройство для гашения колебаний металлоконструкций машин для открытых горных работ Советский патент 1984 года по МПК E02F3/26 

xL

О5 СЛ ОТ СП

//////////////////f

Изобретение относится к горному машиностроению и может быть использовано в роторных экскаваторах и отвалообразователях.

Известно устройство, содержащее дополнительную массу, связанную с металлоконструкцией посредством гидроцилиндра, а также установленный на металлоконструкции датчик колебаний, подключенный к системе управления гидроцилиндром 1.

В устройстве гашение колебаний осуществляется управляемым силовым воздействием На металлоконструкцию, пропорциональный величине дополнительной (реактивной) массы и амплитуде ее перемещения.

Однако эффективность гащения колебаний недостаточна из-за ограничений, накладываемых на величину дополнительной массы и амплитуду ее перемещения исходя из конструктивных и экономических соображений (увеличения металлоемкости, габаритов, стоимости конструкции).

Наиболее близким к изобретению является устройство для гашения колебаний металлоконструкций машин для открытых горных работ, содержащее датчик колебаний, подключенный через формирователь управляющего воздействия к системе управления гидроцилиндром 2,СЗЗ.

Однако эффективность гашения колебаний с помощью известного устройства недостаточна из-за ограничений, накладываемых на величину коэффициента усиления электрического сигнала, поступающего от датчика колебаний на вход системы управления гидроцилиндром, поскольку при большом усилении, необходимом для эффективного гашения колебаний, наряду с полезным сигналом, пропорциональным амплитуде главных форм колебаний металлоконструкций, возрастает уровень помех, к которым в роторных экскаваторах относятся, например, высокочастотные колебания от воздействия транспортера, высшие формы колебаний металлоконструкций и т.д. Высокий уровень помех на входе системы управления гидроцилиндром приводит к потере устойчивости устройства и снижению эффективности ташения главных форм колебаний металлоконструкций.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения главных форм колебаний без увеличения массы и габаритов металлоконструкций.

Указанная цель достигается тем, что устройство для колебаний металлоконструкций .маншн для открытых горных работ, содержащее датчик колебаний, подключенный через формирователь управляюmeio воздействия к системе управления гидр()Ц11Линдром, снабжено механическим фильтром, выполненным в виде упруговязкого узла с инерционным элементом,установленным па метал.чоконструкции, причем коэффициент жесткости упруговязкого узла выбран из условия равенства частоты колебаний инерционного элемента и одной из собственных частот колебаний металлоконструкции, а коэффициент вязкого сопротивления - из условия обеспечения величины логарифмического декремента колебаний инерционного элемента в пределах 0,65-0,8 причем датчик колебаний установлен на инерционном элементе, а гидроцилиндр - в подвеске роторной стрелы.

На фиг. 1 представлена схема устройства для гашения колебаний металлоконструкций машин для открытых горных работ; на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики, иллюстрирующие эффективность применения предлагаемого устройства.

Устройство включает гидроцилиндр 1, встроенный в подвеску 2 роторной стрелы 3. Инерционный элемент 4, имеющий массу 1-2 кг, присоединен к металлоконструкции роторной стрелы 3 посредством упруговязкого узла 5, коэффициент жесткости с которого выбран из условия равенства частоты колебаний инерционного элемента одной из собственных частот колебаний металлоконструкций, а коэффициент низкого сопротивления К - из условия обеспечения величины логарифмического декремента колебаний инерционного элемента в пределах 0,65-0,8. Датчик 6 колебаний установлен на инерционном элементе 4 и через усилитель 7 и формирователь 8 управляющего воздействия подключен к системе 9 управления гидроцилиндром 1.

При работе экскаватора под действием переменных нагрузок, приложенных к рабочему органу, возникают колебания металлоконструкции и в том числе вертикальные колебания роторной стрелы 3 за счет деформации подвески 2. Под влиянием кинематического возмущения со стороны роторной стрелы происходят резонансные колебания инерционного элемента 4, фиксируемые датчиком 6 колебаний. Электрический сигнал от датчика 6 после усиления в усилителе 7 поступает на формирователь 8 управляющего воздействия, вырабатывающий управляющее воздействие для системы 9 управления гидроцилиндром 1.

При движении штока гидроцилиндра 1 в подвеске 2 возникают переменные усилия, препятствующие колебаниям роторной стрелы, что приводит к гашению главных форм колебаний металлоконструкций экскаватора.

В качестве датчика колебаний используется, например, аксолерометр. Алгоритм работы формирователя управляющего воздействия определяется на основе методики 3 из условия обеспечения заданной степени гащения главных форм колебаний металлоконструкций.

Установка датчика колебаний на инерционном элементе, частота колебаний кото

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ МАШИН ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНБ1Х РАБОТ, содержащее датчик колебаний, подключенный через формирователь управляющего воздействия к системе управления гидроцилиндром, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности гашения главных форм колебаний без увеличения массы и габаритов металлоконструкций, оно снабжено механическим фильтром, выполненным в виде упруговязкого узла с инерционным элементом, установленным на металлоконструкции, причем коэффициент жесткости упруговязкого узла выбран из условия равенства частоты колебаний инерционного элемента и одной из собственных частот колебаний металлоконструкции, а коэффициент вязкого сопротивления - из условия обеспечения величины логарифмического декремента колебаний инерционного элемента в пределах 0,65-0,8, причем дат(Л чик колебаний установлен на инерционном элементе, а гидроцилиндр - в подвеске роторной стрелы.