Способ автоматической компенсации случайных перемещений виброизолированных фундаментов, например, приборов высокой точности

 

Класс 37а, 7;.;

47а. 37оз № 134412

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л3 15б

В. С. Мартышкин и И. А. Пикулев

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ СЛУЧАЙНЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ВИБРОИЗОЛИРОВАННЫХ ФУНДАМЕНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ, НАПРИМЕР, ПОД ПРИБОРЫ ВЫСОКОЙ

ТОЧНОСТИ

Заявлено 18 мая 1960 г. за гГо 669802/29 с присоединением заявок X 669828 и 669829 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCQ

Опубликовано в «Б1оллетене изобретений» М 24 за 1960 r.

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

Цель изобретения — образование цвпи автоматического регулирования смещений фундамента по отклонению.

Это достигается путем установки датчика смещения, 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.

8 качестве помещаемого на выходе регулирующего 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 вар ианты 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 конструкции) устанавливается датчик смещения 1, преобразующий колебания грунта относительно неподвижной инерционной № l34412 массы сейсмического маятника, в колебания электрического тока. Электрический ток от датчика 1 усиливается усилителем 2 и создает в электромеханическом преобразователе 3 механическую силу, приложенную к фундаменту.

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

Мд К(д — yj) ==O, где д -- смещение фундамента; д — смещение грунта.

Если включить цепь автоматической компенсации, то на фундзмеит будет действовать дополнительная сила, пропорциональная дь Примем коэффициент пропорциональности, определяемый параметрами датчика, усилителя и преобразователя, равным К, т. е. равным жесткости виброизоляторов. Б этом случас уравнение движения фундамента примет вид

Мд+Кд — Кд +Кд =О, или Мд+Кд=О, т. е. фундамент не будет реагировать на смещения грунта, но может совершать свободныс 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

Мд--К(д — д,)+Кд =-О или Мд+(К+К )д — Кд - О.

При достаточно большом К и малой величине К виброизоляция будет иметь две жесткости: большую жесткость К+Ко для воздействий, передающихся непосредственно на фундамент, и малую жесткость К, воспринимающую колебания грунта и передающую соответственно 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 с ила 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

Мд- -К(д — д ) — К (д — y)) =О, или Мд+ (К вЂ” К2) (д — д ) -О, В этом варианте датчик должен реагировать только на динамические смещения как, например, электродинамический датчик е последующим интегрированием или иной датчик, не реагирующий на постоянную составляющую смещения (д — д ). При этом условии статическая жесткость системы не изменяется и остается равной К.

В двух первых вариантах может быть использован датчик с инерционной массой в виде сейсмического маятника и чувствительного элемента, состоящего из индуктивного моста по типу, разработанному, напр имер, ЮЖНИИ.

В качестве электромеханического преобразователя может быть применена катушка, перемещающаяся в магнитном зазоре постоянного магнита или электромагнита. Можно применить и два электромагнита, из которых один работает при положительной, а другой — при отрицательной поляризации. № 134412 предмет изобр етения

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, отл и ч а ю шийся 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.

У! № 1344)2

Фиг 4

Редактор М. А. Мрочко Техред А. А. Камышникова Корректор И. П. Бронштейн

Формат бум. 70X108 /м

Тираж 1250

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6. при Совете Министров СССР

Объем 0,34 усл. п....

Цена 5 коп.

Псдп. к печ. 17.1Ч-61 г

Зак. 3395

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, !4.