Устройство для управляемой виброизоляции Советский патент 1988 года по МПК F16F15/00 

4

О ГО

со СХ)

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации объектов различного назначения.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности виброизоляции путем создания компенсирующих воздействий, независимых от вибрационного воздействия, представляющего собой случайную стационарную или медленно меняющуюся по уровню вибрацию.

На фиг. 1 и 2 изображена функциональ- ная схема устройств в случаях использования различных датчиков и генераторов компенсирующего воздействия; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройств .

Устройство (фиг. 1) состоит из источника 1 вибрационного воздейстЕШя, действующего через Биброизолятор 2, датчик 3 вибрационного воздействия, проставку 4 и датчик 5 суммарного вибрационного воздействия на изолируемый объект б, например фундамент работающего механизма, а также источник 7 компенсирующего воздействия. Последний содержит последовательно соединенные генератор 8 независимого сигнала например генератор узкополосного щума, пару разнополярных детекторов 9 полярности, переключатель 10, управляющий вход которого соединен с выходом датчика 3 вибрационного воздействия, регулятор II уровня сигнала, управляющий вход которого соединен через полосовой фильтр 12 с выхо- дом датчика 5 суммарного вибрационного воздействия, усилитель 13 мощности и виб- ;ровозбудитель 14.

Переключатель 10 содержит формирова- : тель 15, сумматор 16 и пару управляемых ключей 17, входы которых соединены с выходами соответствующих детекторов 9, а выхо- : ды соединены с входами сумматора 16, выход которого является выходом переключате- : ЛЯ 10, ВХОД формирователя 15 является уп- равляющим входом переключателя 10, а два его выхода соединены с управляющими входами соответствующих управляемых ключей 17.

Устройство, изображенное на фиг. 2 в отличие от устройства, изображенного на фиг. 1, содержит в качестве датчика вибрационного воздействия датчика 18 ускорения или перемещения, установленный на проставке 4, а в качестве генератора компенсирующего воздействия пакет 19 пьезо- пластин, установленный между проставкой 4 и датчиком 5 суммарного воздействия.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В результате действия вибрации в датчике 3 вибрационного воздействия возникает знакопеременый заряд или напряжение, пропорциональное передаваемому на изолируемый объект 6 вибрационному воздействию (силе). Сигнал с датчика 3 вибрационного воздействия (фиг. За) поступает на вход формирователя 15, в котором из знакопеременного напряжения (сигнала) формируются две последовательности импульсов: одна (фиг. 36) соответствует положительным полуволнам знакопеременного напряжения (первый выход формирователя 15), а другая (фиг. 3s) - отрицательным полуволнам (второй выход формирователя 15). При этом пороги срабатывания формирователя по уровням положительных (U) и отрицательных ((У) полуволн знакопеременного напряжения устанавливаются, исходя из требований минимума суммарного воздействия на изолируемый объект 6. На выходе генератора 8 формируется случайный стационарный сигнал (фиг. Зг) (примерно одинаковый по частотному составу с вибрационным воздействием), поступающий на входы пары разнополярных детекторов 9. На выходе одного из них образуются в результате двухполупериодного выпрямления только отрицательные полуволны (фиг. 3d), а на выходе другого - только положительные полуволны (фиг. Зе}. С выходов детекторов 9 сигналы в виде отрицательных и положительных полуволн поступают, соответственно, на входы управляемых ключей 17, на управляющие входы которых поступают последовательности импульсов соответственно с первого и второго выходов формирователя 15. В результате на выходе одного управляемого ключа 17 будет сигнал в виде отрицательных полуволн (фиг. Зж), а на выходе другого управляемого ключа - сигнал в виде положительных полуволн (фиг. Зз).

На выходе сумматора 16 образуется суммарный сигнал (фиг. 3л), который поступает на вход регулятора 11 уровня, на управляющий вход которого через полосовой фильтр 12 поступает сигнал с датчика 5 суммарного вибрационного воздействия 5. С выхода регулятора II уровня сигнал через усилитель 13 мощности поступает на вибровозбудитель 14, который в соответствии с уровнем и знаком входного сигнала формирует компенсирующее воздействие. Переключатель 10 пропускает сигнал того или иного детектора в соответствии со знаком вибрационного воздействия (силы) в данный момент времени и так, что компенсирующее воздействие (сила), развиваемое вибровозбудителем 14 в точке изолируемого объекта 6, близкой к точке возбуждения, и в том же направлении, все время вычисляется из исходной силы, создаваемой источником 1 вибрационного воздействия.

Поскольку компенсирующее и исходное вибрационные воздействия не когерентны, полная виброкомпенсация невозможна, однако основные гармонические составляющие вибрации объекта 6 при соответствующем подборе уровня компенсирующего воздействия (силы) уменьщаются.

Суммарное вибрационное воздействие источников исходного и компенсирующего вибрационного воздействия изменяется датчиком 5. В качестве него можно использовать преобразователь силы, расположенный между обоими источниками 1 и 7 и объектом 6 и выполняющий роль механического сумматора сил, можно также электрически суммировать сигналы, пропорциональные этим силам. Подавая сигнал с выхода датчика 5 суммарного вибрационного воздействия на управляющий вход регулятора 11 уровня через полосовой фильтр 12, можно настроить общий уровень компенсирующей силы на минимум суммарного воздействия.

Ввиду независимости сигнала генератора 8 и сигнала датчика 2 вибрационного воздействия, схема регулирования устойчива что ведет к увеличению эффективности и надежности.

Устройство (фиг. 2) работает аналогично предыдущему, однако в качестве компенсирующего воздействия используется виброперемещение, создаваемое, например, с помощью пакета 19 пьезопластин. Полярность компенсирующего сигнала определяется знаком виброперемещения на выходе датчика 18 перемещения.

Устройство для управляемой виброизоляции с генератором компенсирующего воздействия в виде вибровозбудителя целесообразно применять для компенсации низкочастотных воздействий, а в виде пакета пьезопластин - для компенсации относительно более высокочастотных воздействий.

Формула изобретения

1. Устройство для управляемой виброизоляции, содержащее связанные с источником вибрационного воздействия виброизоляторы, датчик суммарного вибрационного воздействия, размещенный между простав

кой и изолируемым объектом, и последовательно соединенные усилитель мощности и генератор компенсирующего воздействия, отличающееся тем, что, с целью повьпиения эффективности и надежности виброизоляции в устройство введены установленный на проставке датчик вибрационного воздействия, генератор независимого сигнала, последовательно соединенные первые детектор полярности и ключ, последовательно соединенные вторые детектор полярности и ключ, последовательно соединенные сумматор и регулятор уровня сигнала, формирователь сигнала и полосовой фильтр, входом соединенный с выходом датчика суммарного

вибрационного воздействия, а выходом - с управляющим входом регулятора уровня сигнала, к выходу которого подключен вход усилителя мощности, а по входу - выход сумматора, входами соединенного с выходами ключей, управляющими входами свя занных с выходом формирователя сигнала, причем выход генератора независимого сигнала подключен к входам детекторов полярности, а выход формирователя соединен с выходом датчика вибрационного воздей5 ствия.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве датчика вибрационного воздействия использован датчик силы, связанный с виброизоляторами, а в качестве генератора компенсирующего воздействия ис0 пользован вибровозбудитель, установленный на проставке вблизи источника вибрационного воздействия.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве датчика вибрационного воздействия использован датчик ускорения или

5 перемещения, а в качестве генератора компенсирующего воздействия - пакет пьезопластин, установленный между проставкой и датчиком суммарного вибрационного воздействия, при этом виброизоляторы связаны с проставкой.

Изобретение относится к средствам защиты от вибрации объектов различного назначения. Целью изобретения является повышение эффективности и надежности виброизоляции. Это достигается за счет создания компенсирующих воздействий, не зависимых от вибрационного воздействия, представляющего собой случайную стационарную или медленно меняющуюся по уровню вибрацию. Устройство для управляемой виброизоляции содержит источник 1 вибрационных воздействий, действующий через виброизоляторы 2, датчик вибрационного воздействия в виде счетчика 3 силы, про- ставку 4, датчик 5 суммарного вибрационного воздействия, источник 7 компенсирующего воздействия, который включает в себя генератор 8 независимого сигнала, детекторы 9 полярности, переключатель 10, регулятор 11 уровня сигнала, полосовой фильтр 12, усилитель 13 мощности и генератор вибрационного воздействия, выполненный либо в виде вибровозбудителя 14, либо в виде пьезопакета. Датчик вибрационного воздействия может быть выполнен в виде датчика ускорения. Переключатель 10 включает в себя формирователь 15 сигнала, сумматор 16, ключи 17. 2 3. п. ф-лы, 3 ил. I

п

-:

а

S 6

П П П П ГП

UI

П П П П П П t

« КАлЛЛЛЛ/чЛАлл

ж

ш

ои ьгии 4J LN Vi Л П П п

и

к

MvAA/VW

U2

Фиг.З