Виброгасящее устройство с автоматическим управлением Советский патент 1988 года по МПК F16F15/03 

Изобретение относится к MauiHHor/r- роению, а именно к средствам /ашелгия вибраций различных объектов,

Целью изобретения является повьспе- нив эффективности гашения колеба1-и1:й и надежности устройства за счет кс- пользования в схеме управления вибровозбудителем сигналов как по отк.поне- ниюз так и по возмущент-йо, s. также устракения влияния возможных перекосов Jia работоспособность вибровозбудителя „

На чертеже изобра кена конструкция устройства, продольный разрез.

Виброгасящее устройство сорерлсит разъемный корпус 1 с дополнитель ьм днищем 2 с размещенными Б ием вибровозбудителем, выполненным в вдце исполнительных пьезопластин 3,, расположенных симметрично по обе сторонь опорного фланца 4 стержня 5, упругие элементы, б, расположенные или меяоду исполнительными пьезопластинами 3 и фланцем 4 и/или мезя;цу исполн:ительнь - ми 3 и силоизмерительньми 7 пьезо- пластинами, датчик 8 перемещения. размея1енный в днище корпуса 1 ., соединенный выходом d входом пьезопгшстин 3,, а входом - с выходом аналогового сумматора 9, усилитель 1G мощности;, блок 1 i управления, выполненный в виде параллельно включенных полосовь х фильтров, соединенньш входом с выходом пьезопластин 7, а выходом - с одним из входов аналогового сумматора 9s дополнительный блок 12 управления р соединенный входом с выходом датчика 8 перемещения, а выходом - с вторым входом аналогового cyi-fMaTopa 9 о Один из концов стержня 5 предназначен для взаимодействия с виброак тивным объектом 13, а другой с дат чшсом 8. Расстояние между дншсгами корпуса 1 выбрано меньше с т марной высоч ы всех пьезопластин З, и упругих элементов 6 на величину предвари тельного поджатия последних, Силоиз- мерительные пьезопластинь 7 соединен

последовательно,, а исполнительные 3-

параллельно.

Виброгасящее устройство работает следующим образом.

Виброактивный объект 13, например подшипник вращакядегося вала изменяет величину дефс1рмации статически поджатых упругих элементов 6, которы через исполнительные пьезопластины 3 воздействуют на силоизмерительные

- g а;

„

0

5

iiberjonjiacTHHbi, на выходах ксггорых при этом Г1оявля отся знакопеременкЬ О напряжения, пропорциональные вибрапи- онным силам р л,ействуюшим нг корпус 1 зиброгасящего устройства. Эти сигна1:ь: лосле усиления и фильтрации в блоке 11 управления подаются через аналого- оый сумматор 9 на усилитель 10„

Вь1ходное напряжение уси1|Ителя 10. подаваемое на параллельно вкл юченнь е исполнительные пьезопластикы 3 обес- печиво.ет пропорциональное изменение толтцины этих пластин ; причем ввиду :аро: ивополокности направлений поляризации пьеаопластин с разных стороь: фланца 4 в .пюбой момент времени утолщение однюс пьеяопластик сопрозож.п.,а- ется аменьшением толщины других, лозтому деформация одного nperii a- |титс-лы1о поджатых упругих элементов

6уменьшается, а другого - у1 еличи- вается. Коэффициент передачи канала управления S содеря :ащего последов а- телгпно включенные силоизмерительные пьезопластины 7, блок 11 управления, аналоговый сумь1атор 9, усилитель 10 и исполнительные пьезопластины 3,, 1зыбирается таким чтобы на частотах вибрацииJ например на обороткой час- TOT6i и ее гармониках деформация упругих элементов 63 вызванная вибрацией, в значительной, степени компенсировалась деформацией;: обусловленной изменением толш.ин исполнителыгых пьезопластин 3. При этом возбулщаю- щие .корпус 1 устройства силы прогюр- циональные суммарной (нескомпенсированной) деформации упругих элементов 6, также снижаются 3 что сопрово кда- ется сния :ением вибрации корпуса механизма. При замкнутом канапе управления силоизмерительные пьезоплас : ину

7из меряют силу, определяемую нескон- пенсированной частью деформации упругих элементов 6,

Рассмотренная часть схемл yrrtiad. fe- ния реализует кзвестньп ; в теории автоматических систем управления принцип управления по отклонению котО рый, как показывает опыт разработки 3/правляемых виброзащитных устройств j оказывается менее устойчивым; поэтому блок 11 управления в данном виброгасящем устройстве выполнен в виде нескольких параллельно включенных полосовых фильтров, которые при значительной нестабильности частоты вибрационных составляющих (например из-за

31

изменения оборотов вала) могут быть выполнены следяи1ими. .Однако во многи случаях управление по отклонению не позволяет обеспечить эффективное подавление вибрации (из-за неустойчивости), поэтому схема управления виб рогасящего устройства снабжена дополнительной цепью управления,содержащей датчик 8 перемещения, подключенный к аналоговому сумматору 9 через широкополосный блок 12 управления, Эта цепь доцолнительно обеспечивает управление по возмущению, так как в зарезонансной области вибpoизoл royю- щей системы амплитуда и фаза перемещений практически не зависят от управляющих воздействий исполнительных пьезопластин 3. Этот принцип управления характеризуется повышенной устой чивостью, поэтому обычно в канале управления по перемещению, включающем датчик 8 перемеп1ения, дополнительный блок 12 управления, аналого

вого воздействия на силоизмерительнь е пьезопластины 7 и тем самым увеличивает точность измерения и компенсации действующих на корпус роторного механизма сил. С другой стороны, упругие элементы, компенсируя технологические и монтажные перекосы, обеспечивают равномерность моментных и весовых нагрузок по всей площади пьезопластин и тем самым увеличивают их несущую способность. Одновременно увеличивается ударостойкость пьезопластин 3 и их стойкость к инерционным перегрузкам, что повышает надежность предлагаемого виброгасящего устройства.

Фор

л а

о б р е т е li и я

Виброгасящее устройство с тическим управлением5 содержащее пус с основным днищем, стержень с опорным фланцем, установленные сим

Изобретение относится к машино- строенгао, а именно к средствам гашения вибраций различных объектов. Цель изобретения - повышение эффективности гашения колебаний и надежности устройства за счет использования в схеме управления вибровозбудителем сигналов как по отклонению,, , так и по возм Т11ению, а также устранения влияния возможных перекосов на работоспособность кибровозбудителя. Двухсторонняя компоновка исполнительных пьезопластин 3 в сочетании с комбинированной схемой управления, включающей силоизмерительные пьезо- пластины 7, датчик 8 перемещения, блок 11 управления с полосовыми фильтрами, дополнительный блок 12 управления, аналоговый сумматор 9 и усилитель 10, подключенный к исполни- тельны пьезопластинам 3, позволяет уменьшить фазовые и амплитудные искажения при работе виброгасящего устройства. Установка упругнх элементов 6 между фланцем 4 и исполнительными пьезопластинами 3 позволяет уменьшить влияние возможных перекосов на работу и увеличить долговечность последних. 1 ил. с €

вый сумматор 9, усилитель 10 и испол-25 метрично по обе стороны последнего нительные пьезопластины 7 (генератор перемещений), удается реализовать коэффициент усиления, близкий к 1, и тем самым обеспечить эффективное гашение вибрации. Дополнительный блок управления обычно содержит корректирующее звено и фильтр нижних частот, граничная частота которого превышает максимальную частоту вибрации (подлежащей гашению) в 2-10 раз.

30

35

силоизмерительные пьезопластины и неравножесткие упругие элементы, датчик перемещения, вибровозбудител соединенный входом с выходам силои мерительных пьезопластин, а выходом с одним из входов аналогового сумма тора, основной блок управления, сое диненный выходом с вторым входом аналогового сумматора, а входом - с датчиком перемещения, дополнитель ный блок управления и уснлр тель мощ ности, соединенный входом с выходом аналогового с ыматора, а выходом - вибровозбудителем, отличающееся тем, что, с целью повыше ния эффективности гйщения колебаний и надежности устройства, корпус выполнен разъемным и имеет дополнител ное днище, вибровозбудитель выполне в виде исполнительных пьезопластин, расположенных си {метрично по обе ст роны опорного фланца,, упругие элеме ты расположены или между исполнител ными и силоизмерительными пьезоплас тин ами и/или между иcпoлI итeльньпчIi пьезопластинами и фланцем стержня, один конец которого предназначен дл взаимодействия с виброактивным объе том, а другой - с датчиком перемеще ния, последний размещен в основном днище корпуса, расстояние ieждy дни щами корпуса выбрано меньше сзт гмар- ной высоты всех пьезопластин и упру гих элементов на величину предвариВ некоторых случаях, например при гашении вибрации в дорезонансной области виброизолирующей системы, до- полнительный блок 12 управления может (так же, как и блок 11) содержать избирательные цепи. Это объясняется тем, что для гашения каждой из вибрационных составляющих в этом случае, как правило, требуются свои амплитудные и фазовые соотношения, которые не удается обеспечить в широкой полосе частот.

При работе обоих каналов управления (комбинированная система управления) виброг асящее устройство обеспечивает максимальный виброгасящий эффект при хорошем качестве управления .

Наличие в виброгасящем устройстве упругих элементов 6, с одной стороны, обеспечивает однонаправленность сило5 метрично по обе стороны последнего

0

5

0

5

0

5

силоизмерительные пьезопластины и неравножесткие упругие элементы, датчик перемещения, вибровозбудитель, соединенный входом с выходам силоиз- мерительных пьезопластин, а выходом - с одним из входов аналогового сумматора, основной блок управления, соединенный выходом с вторым входом аналогового сумматора, а входом - с датчиком перемещения, дополнительный блок управления и уснлр тель мощности, соединенный входом с выходом аналогового с ыматора, а выходом - с вибровозбудителем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности гйщения колебаний и надежности устройства, корпус выполнен разъемным и имеет дополнительное днище, вибровозбудитель выполнен в виде исполнительных пьезопластин, расположенных си {метрично по обе стороны опорного фланца,, упругие элементы расположены или между исполнительными и силоизмерительными пьезопластин ами и/или между иcпoлI итeльньпчIi пьезопластинами и фланцем стержня, один конец которого предназначен для взаимодействия с виброактивным объектом, а другой - с датчиком перемещения, последний размещен в основном днище корпуса, расстояние ieждy днищами корпуса выбрано меньше сзт гмар- ной высоты всех пьезопластин и упру гих элементов на величину предвари51406 076

тельного поджатия последник, силои;|- параллельно и блок управления выпол- мерительные пьезогшастины соединены ней в виде параллельно соединенных последовательно, а исполнительные - полосовых фильтров.