Устройство для демпфирования колебаний длиномерных консолей Советский патент 1977 года по МПК F16F15/28 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для уменьшения неуравновешенных сил и гашения колебаии длинномерных консолей.

Известен гаситель колебаний, содержаи ий реактивную массу, исиолиительиый механизм, вынолненный в виде электромагнита, и цеиь обратной связи с датчиком перемещения IJ.

Недостатком данного устройства является то, что оно может гасить лишь колебание небольшой амнлитуды.

Известно также устройство для колебаний длинномерных консолей, ио авт. св. 401843, содержашее ирисоедиияемый к колеблюш,ейся массе цилиндр с иоршнем, являюшимся донолнительной .массой, источник ностоянного давления рабочей среды, расиределитель с блоком управления им и датчик скорости колебаний консоли, соединенный с блоком управления 2J.

Недостатком даииого устройства является отсутствие торможения поршня в конце его хода, в результате чего ироисходит удар об ограничители хода и ухудшается демпфирование консоли.

Цель изобретения -- обеспечение торможения в конце хода иоршня.

С этой целью устройство снабжено датчиком скорости и положения иоршня и соедиьонным с ним анализатором максимально доиустимо скорости иоршия В функции его положения, подключенным к блоку уиравления распределителем.

На чертеже изображена схема устройства

для демпфирования колебаний длинномерных консолей.

Устройство включает в себя цилиндр 1 двухстороннего действия, соединенный с конструкцией 2, например консолью отвалообразователя, и расиоложеиный своей продольной осью в направлении колебаний конструкции тяжелый поршень 3, трехиозиционный распределитель 4 с золотником 5, соединенный с источников рабочей среды 6нс нолостямн цилиидра 1, датчик 7 скорости колебаний, состояш,, например, из последовательно соединенных акселерометра 8 и интегратора 9, блок управления 10 раснределителем 4, состояш,и11, например, пз двух электромагнитов

11 и 12, якоря которых соединены с золотником 5 и коммутируюш,его устройства 13, состояш,его, нанример, из двух поляризованных двухобмоточных реле РИЗ и РИ4, одна нара последовательно соедииенных обмоток которых подключена к выходу датчика 1, а коммутирующие группы регулируют подачу сигнала на включение электромагнитов 11 и 12. Кроме того предлагаемое устройство содержит датчик 14 полож;ения и скорости поршня,

состоящий г.з реохорда , нолзун которого

1 1еханически связан с поршнем цилиндра, двух резисторов Ri н R3 и конденсатора С, анализатор 15 максимально допустимой скорости штока в функции его положения, состояш,ий из двух двухобмоточных поляризованных реле РП1 и РГ12 и двух резисторов 4 и 5.

Работа устройства происходит следуюш,им образом.

При отсутствии колебаний конструкции 2 сигнал на выходе датчика 7 отсутствует. В этом случае катушки электромагнитов 11 и 12 обесточены, подпружиненный золотник 5 распределителя 4 находится в среднем положении, обе полости цилиндра 1 соединены со сливом, и поршень 3 неподвижен.

В таком положении устройство продолжает находиться и тогда, когда возникают колебания конструкции 2, но скорость этих колебаний не превышает некоторого уровня, задаваемого путем выбора ширины зоны нечувствительности коммутируюш,его устройства 13.

Когда скорость колебаний конструкции 2 становится выше заданного уровня, коммутируюшее устройство 13 включает один из электромагнитов (И или 12) и одна из полостей цилиндра 1 соединяется с источником постоянного давления рабочей среды 6, вторая полость соединена со сливом. Коммутируюшее устройство 13 соединено с выходом датчика 7 скорости колебаний таким образом, что при скорости колебаний конструкции 2, направленной, например вправо включается электромагнит 12 и давление поступает в правую полость, в результате чего на конструкцию 2 начинает действовать сила (равная силе инерции поршня 3), направленная влево. Таким образом, сила, действуюшая па конструкцию, имеет направление, противоположное скорости колебаний конструкции, благодаря чему и осушествляется демпфирование этих колебаний.

При перемешении поршня 3 внутри цилиндра ,1 датчик 14 дает сигнал о текуш,ем значении положения и скорости поршня 3 на анализатор 15 максимально допустимой скорости поршня в функции его положения. В анализаторе 15 происходит сравнение мгновенной скорости поршня с критической скоростью для данного положения поршня внутри цилиндра.

Скорость движения поршня считается боль ше критической, если удар поршня об ограничитель хода не может быть предотвращен за счет выдачи давления в цилиндр навстречу движению поршня. Очевидно, критическое значение скорости зависит как от расстояния до ограничителя, так и от величины и знака скорости движения поршня. При этом возможны следующие случаи. Если значение текущей скорости меньше или равно критической скорости для данного положения поршня, то анализатор 15 находится в режиме пассивного слежения и перемещение поршня 3 происходит в функции скорости колебаний

15 демпфируемой консоли. Если значение текущей скорости больше критической для данного положения поршня, то анализатор 15 отключает блок управления 10 и переходит в режим активного управления распределителем 5. При этом давление подается в ту полость цилиндра, чтобы оно оказывало на поршень тормозящее действие, а другая полость соединяется со сливом. При уменьшении скорости до величины критической для данного

5 положения поршня, анализатор 15 вновь переходит в режим пассивного слежения и управление распределителем 4 передается блоку 10 управления. Таким образом, датчик 14 перемещения и скорости совместно с анализатором 15 осуществляют функции аварийной защиты демпфируемой конструкции от ударов поршня 3 об ограничители хода.

Формула изобретения

5 Устройство для демпфирования колебаний длинномерных консолей по авт. св. 401843, отличающееся тем, что, с целью обеспечения торможения в конце хода поршня, оно снабжено датчиком скорости и положения

0 поршня и соединенным с ним анализатором максимально допустимой скорости порщня в функции его положения, подключенным к блоку унравления распределителем.

Псточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Rockwell Т. П. Jnvestugation of structure born actuve vibration damper. The Jornall of the society of America V, 38, № 4, 1965. 2. Авторское свидетельство СССР №401843, кл. F 16F 15/28, 1971.