Виброизолятор Советский патент 1986 года по МПК F16F11/00 

12654

Изобретение относится к средствам иброзащитной техники и касается невматических упругих элементов подесок транспортных машин.

Цель изобретения - повышение эф- 5 ективности гашения колебаний с разичными спектрами частот и амплитуд утем изменения коэффициента сухого рения.

,На чертеже показана схема вибро- Ю золятора.

Виброизолятор содержит упругую оболочку 1, прикрепленную к корпусу 2 и фланцу 3 и заполненную сжатым газом,,фрикционный демпфер, выполнен- 15 ный в виде втулки 4 и поршня 5, сое диненного посредством штока 6 с d maHцем 3, и устройство для регулирования усилия трения фрикционного демпфера, которое выполнено в вид,е виб- 20 ратора, включающего сердечник 7, состоящий из последовательно соединенных между собой пьезокерамических блоков 8 - 10 с токопроводя цими пластинами 11 - 16 и изолирунядими про- 25 кладками 17 - 20. Токопроводящие пластины 1 1 - 16 подключены к системе 21 управления. Полость упругой оболочки 1 сообщена посредством кольцевого отверстия 22 с полостью корпуса 1. 30

Система 21 управления состоит из вибродатчикрв 23 и 24, установленных на источнике вибровоздействия и ({шанце 3 соответственно, системы 25 измерения, вьтолненной на базе виброиз- 35 мерительного комплекса ЗИ6-6ТН и предназначенной для определения вибрационных параметров (перемещений, ускорений, усилий), блока 26 вычисления, предназначенного для расчета по- д казателей, определяющих,эффективность виброзащиты, например показателей нлавности хода для транспортных средств, блока 27 сравнения и выбора рациональных параметров, предназна- д ченного для сравнения показателей плавности хода, paccчитывae &IX в блоке 26,.а также для определения рациональных параметров силы трения фрикционного демпфера, блока 28j предна- JQ знаменных для вырабатывания необходимой частоты и сялы электрического тока, которые подаются на токопроводяп е пластины 11 - 16. Блок 28 в зависимости от уровня вибровоздействия задает также число работающих пьезокерамических цилиндрических блоков 8 - 10.

14а

Все блоки системы 21 управления соединены между сббой последовательн Выход блока 28 подключен к токопроводящим пластинам 11 - 16, а вибродатчики 23 и 24 подключены к системе 25 измерения.

Виброизолятор работает следующим образом.

Для обеспечения эффективной виброзащиты амортизируемого объекта демпфирунщая сила фрикционного демпфера должна изменяться в зависимости от частоты и интенсивности вибровоздействия в широких пределах. Причем при колебаниях амортизируемого объекта в дорезонансной и зарезонансной частотных областях сила неупругого сопротивления фрикционного демпфера должна буть минимальной, в то время, как при колебаниях объекта в области резонансных частот с высоким уровнем относительных перемещений упругого элемента 1 сила сопротивления демпфера должна быть максимальной.

Управление демпфирующей силой фрикционного гасителя в зависимости от частоты и интенсивности вибровоздействия осуществляется с помощью системы 21 управления.

Колебания источника вибровоздействия и амортизируемого объекта определяются системой 25 измерения с помощью вибродатчиков 23 и 24. Сигналы от системы 25 измерения поступают в блок 26 вычисления, где рассчитьшаются показатели плавности хода транспортного средства, которые поступают в блок 27, определяющий параметры силы трения фрикционного демпфера. Направление, в котором должно быть изменено демпфирование фрикционного демпфера, сообщается блоку 28. Последний вырабатывает необходимую частоту и силу электрического тока, которые подаются на Токопроводящие пластины 11-16,

Поскольку сердечник 7 выполнен из соединенных между собой пьезокерамических цилиндрических блоков 8 - 10, то он изменяет свой размер в направлении вертикальной продольной оси под действием разности потенциалов, создаваемой на токопроводящих пластинах 11-16.

В данном случае изменение размеров сердечника 7 основано на действии обратного пьезоэлектрического эффекта. При этом частота изменения рамера сердечника 7 соответствует частоте изменения электрического тока, подаваемого на указанные токопроводящие гйастины. Амплитуда колебаний сердечника 7 определяется количеством одновременно работающих пьезокерамических блоков 8 - 10. Максимальная амплитуда колебаний сердечника реализуется в том случав, когда работают одновремённо все три пьезокерамических блока 8 - 10, Величина амплитуды колебаний при зтом равна сумме деформаци каждого пьезокерамического блока. Сердечник 7 из пьезокерамических: блоков 8-10 работает в режиме вибратора, частота и амплитуда колебаний которого задаются системой 21 автоматического регулирования параметров трения в зависимости от часто ты и уровня вибровоздействия. Наружная втулка 4, жестко прикреп ленная к сердечнику 7, также совершает колебания вдоль вертикальной оси. Увеличение частоты и амплитуды колебаний наружной втулки 4 с помощь вибратора, состоящего из сердечника 7 из пьезокерамических блоков, позво ляет приблизить фрикционный демпфер к демпферу гидравлического типа, т.е обеспечивается линеаризация характеристики фрикционного демпфера. Снижение частоты и амплитуды колебаний сердечника 7 и втулки 4 приближает характеристику демпфера к характерис тике фрикционного гасителя и приводи к увеличению силы сухого трения фрикционного демпфера. о Изменение демпфирующей силы демпфера за счет дополнительного высокочастотного вибрационного воздействия на элементы пары трения основано на эффекте изменения коэффициента сухого трения при действии вибрации, которьй заключается в том, что коэффициент сухого трения между двумя взаимодействующими телами, совершающими относительные перемещения друг относительно друга, уменьшается, если хотя бы одно из взаимодействующ х сил, совершает высокочастотные гармонические колебания вдоль плоскости, по которой соприкасаются эти тела. То есть коэффициент трения является функцией амплитуды и частоты колебаний одного из взаимодействующих тел фрикционной парк. Формула изобретения Виброизолятор, содержащий корпус, фланец, упругий элемент, установленный между фланцем и корпусом,- фрикционный демпфер, выполненный в виде поршня, соединенного с фланцем, и втулки, охватывающей поршень и соединенной с корпусом, и устройство регулирования усилия трения фрикционного демпфера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффектив ности гашения колебаний с различными спектрами частот и амплитуд, устройство регулирования усилия трения фрикционного демпфера вьтолнено г виде вибратора, включающего сердечник. установленный между зтулкой и корпусом и состоящий из последовательно соединенных между собой пьезокерамических блоков с токопроводящими прокладками, предназначенными для подключения к системе управления.