Способ автоматической компенсации случайных перемещений виброизолированных фундаментов, например, приборов высокой точности Советский патент 1960 года по МПК E02D27/44 F16F15/04 F16M9/00 

Способы автоматической компенсации и регулирования случайных перемещений или воздействий -на систему с применением цепей, включающих датчик, усилитель ирегулятор в виде того или иного преобразователя щироко известны и применяются в различных областях техники.

Цель изобретения-образование цепи автоматического регулирования смещений фундамента по отклонению.

Это достигается путем установки датчика , измеряющего смещение грунта или фундамента, или их относительное смещение, и передачи сигнала датчика через усилитель на преобразователь, воздействующий на фундамент в противофазе возмущению или упругой силе виброизолятора, или в направлении этой силы.

В качестве помещаемого на выходе регулирующею органа может быть использован электромеханический преобразователь электромагнитного типа, посредством которого воздействуют на фундамент в направлении, определяемом характером установки датчика, например, в противофазе возмущающим воздействиям (фиг. 1).

Возможные варианты осуществления данного способа схематически изображены на фиг. 2, 3 и 4.

В каждом из трех вариантов фундамент на виброизоляторах (фиг. 1) рассматривается как система с одной степенью свободы. Однако выводы справедливы для любой из 6 степеней свободы виброизолированного фундамента.

По первому варианту в системе, изображенной на фиг. 2, на грунте (или несущей ко«струкции) устанавливается датчик смещения 1, преобразующий колебания грунта относительно неподвижной инерционной

№ 134412-2 -

массы сейсмического маятника, в колебания электрического тока- Электрический ток отдатчика / усиливается усилителем 2 и создает в электромеханическом преобразователе 3 механическую силу, приложеииую к фундаменту.

При отключенио цепи автоматической компенсации уравнение движения фундамента (фиг. 1), вызываемого смещением грунта, имеет вид

Mr/-4-A:()0,

где у - смещение фундамента;

f/i- смещение грунта.

Если включить цепь автоматической компенсации, то на фундамент будет действова7Ь дополнительная сила, пропорциональная у. Примем коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами датчика, усилителя и преобразователя, равным К, т. е. рав«ым жесткости вибропзоляторов. В этом случае уравнение движения фундамента примет вид

Му+Ку-Ку1+Ку1 0, или My+K.,

т. е. фундамент не будет реагировать на смещения грунта, но может совершать свободные колебания, если будет выведен из положения равновесия или получит скорость от случайных толчков, воздействующих непосредственно на фундамент.

По второму варианту (фиг. 3) датчик смещения преобразует в электрические колебания смещения фундамента относительно неподвижной массы сейсмического маятника, устанавливаемого на самом фундаменте.

Уравнение движения фундамента примет вид

My,-I(y-yi) или My+(K. + Ki}y-i yi- Q.

При достаточно больщом К. и малой величине Д виброизоляция будет иметь две жесткости: большую жесткость , для воздействий, передающихся непосредственно на фундамент, и малую жесткость К, воспринимающую колебания грунта и передающую соответствепно малые силы на фундамент.

Достоинством варианта являются нечувствительность фундамента ко всем видам воздействий и отсутствие необходимости в стабильности значения К.В третьем варианте (фиг. 4) цепь автоматической компенсации управляется взаимными динамическими смещениями грунта и фундамента. Механическая аила преобразователя, пропорциональная по абсолютной величине упругой динамической силе виброизоляторов, но обратная ей по знаку, будет снижать динамическую жесткость виброизоляторов. Уравнение движения фундамента будет иметь вид

My+K(y-yi)-K2(y-y,Q, или My+(K-K)(y-y)--Q, В этом варианте датчик должен реагировать только на динамические смещения как, например, электродинамический датчик с последующим интегрированием или иной датчик, не реагирующий на постоянную составляющую смещения (у-г/i). При этом условии статическая жесткость системы не изменяется и остается равной КВ двух первых вариантах может быть использован датчик с инерционной массой в виде сейсмического маятника и чувствительного элемента состоящего из индуктивлого моста по типу, разработанному, например, ЮЖНИИВ качестве электромеханического преобразователя может быть применена катущка, перемещающаяся в магнитном зазоре постоянного магнита или электромагнита. Можно применить и два электромагнита, из которых один работает при положительной, а другой-при отрицательной поляризации. Предмет изобретения

Способ автоматической компенсации случайных перемещений виброизолированных фундаментов, применяемых, например, под приборы высокой точности, по одной или нескольким степеням свободы, осуществляемый с применением одноконтурной системы автоматического регулирования по отклонению, отличающийся тем, что, с целью передачи на фундамент компенсирующих сил или моментов, устанавливают усилитель, на входе которого помещают датчик, измеряющий абсолютное смещение поддерживающей конструкции (в частности грунта), или фундамента, или их взаимное относительное смещение, а на выходе помещают регулирующий орган, например, электромеханический преобразователь электромагнитного типа, посредством которого воздействуют на фундамент в направлении, определяемом характером установки датчика, например, в противофазе, возмущающим воздействиям.

№ 134412

-3

У,

Фиг. /