Электромагнитный вибровозбудитель колебаний

 

Изобретение относится к вибрационной технике и позволяет увеличить амплитуду возбуждаемых колебаний . Компенсатор нелинейных искажений вибровозбудителя выполнен в виде набора металластиковых элементов 7, поджатых фланцами 8 и 9 с помощью штока 10 с навинчивающимися на его концы резьбовыми гайками II и 12. Регулировка степени линейности и величины линейного участка суммарной упругой характеристики подвески якоря 5 осуществляется изменением поджатия элементов 6. Однонаправленность колебаний якорной части обеспечивается упругими элементами 6. Существенное разделение собственных частот упруго закрепленной якорной части обусловлено неравножесткостью элементов 6. I 3.п. ф-лы, 2 ил. с $ (Л (fb.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ д1 (5)) 4 В 06 В 1/04 (F Иф

1у .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

l1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3924264/24-10 (22) 28. 06.85 (46) 07.09.87. Бюл. N"- 33 (71) Каунасский политехнический институт им.А.Снечкуса (72) В.Г.Елезов, К.M.Ðàãóëüñêèñ, И.Г.Зайкова, Б.Б.Стульпинас и В.В.Юренас (53) 534.232(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 859715, кл ° F 16 F 15/03, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 687625, кл. Н 04 R 9/06, 1979. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к вибрационной технике и позволяет увели/ чить амплитуду возбуждаемых колебаний. Компенсатор нелинейных искажений вибровозбудителя выполнен в виде набора металластиковых элементов 7, поджатых фланцами 8 и 9 с помощью штока 10 с навинчивающимися на его концы резьбовыми гайками 11 и 12. Регулировка степени линейности и величины линейного участка суммарной упругой характеристики подвески якоря

5 осуществляется изменением поджатия элементов 6. Однонаправленность колебаний якорной части обеспечивается упругими элементами 6. Существенное разделение собственных частот упруго закрепленной якорной части обусловлено неравножесткостью элементов 6.

I з.п. ф-лы, 2 ил.

13353

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано, например, в вибростендах или в активных виброзащитных системах в .) качестве возбудителей регулируемых по амплитуде и частоте перемещений.

Целью изобретения является увеличение амплитуды возбуждаемых колебании е 10

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого устройствй; на фиг.2 графики зависимостей электромагнитных упругих и суммарных сил от величины перемещения якоря соответствен- 16 но для известного и предлагаемого устройств ° .

Электромагнитный возбудитель колебаний содержит корпус 1, размещенные в нем сердечники 2 с управляющими 3 >0 и подмагничивающими 4 обмотками, якорную систему из одного или двух якорей

5, упруго прикрепленных к корпусу 1 посредством неравножестких упругих элементов 6, компенсатор нелинейных искажений, выполненный в виде набора металластиковых упругих элементов 7 с жесткой деформационной характеристикой, и механизм для их поджатия, выполненный в виде двух стяжных флан- 30 цев 8 и 9, скрепленных между собой с помощью якорного штока IO с навинчивающимися на его концы резьбовыми гайками 11 и 12.

Электромагнитный возбудитель коле- З баний работает следующим образом.

Для обеспечения линейного преобразования управляющего тока в силу электромагнитного взаимодействия между сердечниками 2 и якорями 5 величина 40 тока подмагничивания в обмотках 4 выбирается в 2-5 раз больше амплитуды управляющего тока в обмотках 3.

При этом нелинейность кривой намагничивания сердечников (зависимость маг- 45 нитной индукции от величины напряженности поля, пропорциональной величине тока в обмотках сердечников) практически не вносит искажений в процесс преобразования и коэффициент нелинейных искажений электромагнитных сил взаимодействия при этом не превышает 1 — 2 . Однако при перемещениях якорей 5, соизмеримых с величиной рабочих зазоров (это целесообразно с точки зрения снижения энергетических затрат), форма его перемещения ста.новится отличной от формы действующих на него электромагнитных сил (со

24 2 стороны сердечников 2) . Эти нелинейные искажения обусловлены нелинейностью зависимости сил электромагнитного взаимодействия от величины зазоров между сердечниками 2 и якорями 5 (фиг. 2, кривая F „(x) ) . При линейной упругой характеристике (прямая

Е„(х)) суммарная зависимость (кривая F„ (x), фиг.2q), характеризующая процесс преобразования электромагнитных сил в перемещение якорной части оказывается также нелинейной, что приводит к нелинейным искажениям формируемых электромагнитным возбудителем колебаний. Последнее во многих случаях недопустимо. Так, при использовании электромагнитных возбудителей колебаний в качестве исполнительных элементов активных виброзащитных систем нелинейность преобразования приводит к появлению "паразитного" возбуждения защищаемого объекта на гармониках управляющего сигнала. Кроме того (фиг.2a) зависимость F» (x) = Fy (x) + Гэ„(х) вне участка х /х„ д/ имеет отрицательный наклон, что означает, что при перемещении якоря на этот участок упругой характеристики Р „ (х) происхо.— дит притяжение якоря к одному из сердечников. Таким образом, при линейной упругой подвеске якорной части для устранения явления залипания" якорей и обеспечения коэффициента нелинейных искажений порядка I . приходится работать при значительных рабочих зазорах и малых токах подмагничивания и управления. Это существенно снижает эффективность электромагнитных возбудителей колебаний и ухудшает их массогабаритные показатели.

При наличии компенсатора нелинейных искажений суммарная характеристи- ка перемещний якоря от электромагнитных сил (кривая Е „ (х) на фиг.2S) формируется из тяговой характеристики Г „(х) и упругой характеристики

F„(x) нелинейных упругих элементов 7.

Суммарная характеристика F (х) становится линейной в достаточно широком интервале перемещений якоря, а интервалы с отрицательной жесткостью отсутствуют. Степень линейности и величина линейного участка суммарной упругой характеристики подвески якоря в некоторых пределах могут регули13353

2. Вибровозбудитель по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что неравножесткие упругие элементы выполнены . в виде металластиковых элементов, роваться путем изменения поджатия нелинейных упругих элементов.

В том случае, когда жесткость нелинейных упругих элементов 7 компен5 сатора нелинейных искажений при их поджатии изменяется многократно (на порядок.и более), в предлагаемом электромагнитном возбудителе колебаний может быть осуществлено согласо- 1р вание внутреннего" механического импеданса возбудителя колебаний с импедансом возбуждаемого объекта ("нагрузки"). Это необходимо для обеспечения возбуждения колебаний объ- 15 екта с постоянной амплитудой, независящей в некотором диапазоне частот от импеданса возбуждаемого объекта.

Это обеспечивается лишь в том случае, когда модуль внутреннего импеданса 20 возбудителя колебаний в несколько раз превышает модуль импеданса нагрузки возбуждаемого объекта. Поскольку в диапазоне до первой собственной частоты возбудителя, определяемой мас- 25 сой якорной части (массой якорей 5 и штока 10) и жесткостью ее подвес ки, внутренний импеданс однозначно определяется суммарным упругим сопротивлением неравножестких 6 и нелинейных 7 упругих элементов, то его вели— чина может регулироваться путем изменения поджатия нелинейных упругих элементов 7. Последнее позволяет применять предлагаемый электромагнитный возбудитель для широкополосного кинематического возбуждения объектов с существенно различающимся механическим импедансом, Возможность согласования возбуди1 теля с нагрузкой может быть обеспечена, например, применением в качестве нелинейных упругих элементов металластиковых элементов, представляющих собой различные по форме массивы из чередующихся слоев резины и металла, скрепленных обычно методом вулканиэации. Такие элементы изменяют свою жесткость при их поджатии в

100 и более раз. Эти элементы достаточно точно рассчитываются и могут быть изготовлены с заданной упругой характеристикой. Необходимая для качественной компенсации нелинейных искажений упругая характеристика нели24 нейных упругих элементов 7 легко может быть определена по экспериментально снятой тяговой характеристике электромагнитного возбудителя колебаний (кривые F (õ), фиг. 2) .

В качестве неравножестких упругих элементов, обеспечивающих однонаправленность колебаний якорной части электромагнитного возбудителя колебаний, могут быть применены, например, кольцевые мембраны или плоские (круглые или прямоугольные) металластиковые элементы. Напраленность колебаний якорной части возбудителя обеспечивается многократно (обычно на два порядка и более). большей жесткостью этих элементов в направлениях, перпендикулярных к рабочей оси возбудителя колебаний. Неравножесткость этих элементов обеспечивает также существенное (обычно в 10 и более раз) разделение собственных частот упруго закрепленной якорной части, что необходимо для равномерного воз буждения колебаний в широкой полосе частот.

Фо р мул а из о б р е т е ни я

l. Электромагнитный вибровозбудитель колебаний, содержащий размещенные в корпусе магнитные сердечники с управляющими и подмагничивающими обмотками, якорную систему, прикрепленную к корпусу посредством нерав-ножестких упругих элементов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения амплитуды возбуждаемых колебаний, он снабжен компенсатором нелинейных искажений, выполненным в виде набора металластиковых элементов, установленного параллельно неравножестким упругим элементам между магнитными сердечниками и якорной системой, и механизмом поджатия металластиковых элементов, выполненным в виде двух фланцев, скрепленных между собой посредством якорного штока с резьбовыми гайками на концах.

1335324 (Х)

Фиг. 2

Составитель E. Литвинов

Редактор И.Николайчук Техред И.Попович Корректор А, Зимокосов

Заказ 4000/10 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-ЗЪ, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4