Резонансное вибрацонное устройство
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для виброиспытаний на усталость и долговечность . Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот устройства. Устройство содержит возбудитель колебаний , систему гидравлического питания и упругие элементы с регулируемой жесткостью, выполненные в виде разделенных мембраной камер, частично заполненных жидкостью и снабженных гибкими перегородками между жидкостью и газом. Новым в устройстве является то, что полости камер соединены через управляемый вентиль, а также то, что мембрана и гибкие перегородки выполнены с различными площадями поперечного сечения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 В 06 В 1 /04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782043/10 (22) 15.01.90 (46) 07.06,92. Бюл. ¹ 21 (71) Ивановский энергетический институт им, В,И,Ленина (72) И.А.Кашманов, О.B,Ëóøèí, С.В.Черненький и Ф.Б,Огурцов (53) 534,232 (088,8). (56) Авторское свидетельство СССР
N. 348241, кл. В 06 В 1/04, 1972, Авторское свидетельство СССР
N807186,,кл. В06 В 1/04,,1981. (54) РЕЗОНАНСНОЕ ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для виброиспытаний на усталость и долговечность, Известен электродинамический резонансный вибровозбудитель, содержащий камеру, мембрану, связанную со штоком электродинамического вибровозбудителя, тарельчатые пружины, золотник, источник давления и управляемый стабилизатор давления, Недостатком устройства является малый диапазон рабочих частот, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, состоящее из изолированных друг от друга полостей в корпусе, расположенных по обе стороны якоря вибровозбудителя, заполненных жидкостью и газом и выполняющих роль упругих элементов.
„„Я „„1738375 А1
1 (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для виброиспытаний на усталость и долговечность, Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот устройства.
Устройство содержит возбудитель колебаний, систему гидравлического питания и упругие элементы с регулируемой жесткостью, выполненные в виде разделенных мембраной камер, частично заполненных жидкостью и снабженных гибкими перегородками между жидкостью и газом. Новым в устройстве является то, что полости камер соединены через управляемый вентиль, а также то, что мембрана и гибкие перегородки выполнены с различными площадями поперечного сечения. 1 ил.
Недостатком устройства является малый диапазон рабочих частот, который ограничен максимально допустимым диапазоном изменения давления газа в камерах.
Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем возбудитель колебаний, систему гидравлического питания и упругие элементы возбудителя с регулируемой жесткостью, выполненные в виде разделенных перегородкой камер, заполненных жидкостью и газом с гибкой перегородкой между ними, полости камер соединены через управляемый вентиль друг с другом, перегородка между камерами выполнена в виде мембраны, площадь которой принимается больше площади гибкой перегородки.
1738375
На чертеже представлена схема резонансного вибрационного устройства.
Устройство содержит возбудитель 1 колебаний, систему 2 гидравлического питания, две камеры 3 и 4, разделенные связанной со штоком возбудителя 1 мембраной 5. Полости камер заполнены жидкостью и газом, которые разделены гибкими перегородками 6 и 7 и связаны через управляемый вентиль 8 друг с другом, а также с системой 2 гидравлического питания.
Устройство работает следующим образом.
Возбудитель 1 приводит в движение мембрану 5, которая через жидкость и гибкие перегородки 6 и 7 попеременно сжимает газ в полостях камер 3 и 4, Резонансная частота устройства Np определяется в первом приближении приведенной массой движущихся частей М и эквивалентной жесткостью упругих элементов Сэ
= в
С
Процесс сжатия и расширения газа близок к адиабатному и может быть описан с помощью уравнения адиабаты
P-V = const, где V — объем газа;
P — давление газа:
К вЂ” показатель адиабаты.
При этом эквивалентная жесткость упругих элементов б Р Ро $) К
cIX S2 I
S Х S Х
{1+ 1. ) +{1 1. )
S2 $2
S) Х2 к+1
{1 — — — ) ! г где Х вЂ” смещение мембраны иэ положения равновесия;
P — избыточное давление на мембрану;
S1 — площадь мембраны;
Я2 — площадь гибкой перегородки;
I — средняя высота столба газа, Ро — среднее давление газа, X
Для малых перемещений при — «1 !
С 2 Po $" К
S2
Так как в данном случае эквивалентная жесткость образуется за счет параллельного включения двух упругих элементов, то жесткость каждого упругого элемента
1 Po $1 K
2 $2 !
Если система 2 гидравлического питания, накачивает жидкость в полость камер 3 и 4, то газ сжимается, увеличивается давление Ро и уменьшается высота I, что приводит к увеличению жесткости С и увеличению
5 ар, Если система гидравлического питания откачивает жидкость из полостей камер, то газ расширяется, уменьшается давление Ро и увеличивается высота I, что приводит к уменьшению жесткости С и уменьшению
10 в.
При открывании вентиля 8 происходит паразитный переток из одной камеры в другую, что эквивалентно уменьшению жесткости С и уменьшению резонансной частоты.
15 При полностью открытом вентиле 8 величина смещения х мембраны 5 становится безразличной и резонансная частота устройства становится равной нулю, В случае, если $1 = $2, жесткость упругого элемента равна э PP $2 К РР $2 К
$2 !
Вслучае,,если $1 > Я2, жесткость упругого элемента
25 $2 $) $2
Таким образом, выполнение устройства, при котором $» $2, позволяетувеличить максимальную жесткость упругого элеменS!
30 та в — раз, т.е. увеличить верхний предел
$) рабочих частот устройства, Формула изобретения
Резонансное вибрационное устройство, содержащее вибровозбудитель колебаний, систему гидравлического питания и герметично разделенные упругие элементы регулируемой жесткости, выполненные в виде камер, частично заполненных жидко40 стью, с гибкими перегородками между жидкостью и газом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, в него введен управляемый вен45 тиль, соединяющий камеры, перегородка между которыми выполнена в виде мембраны, причем жесткость упругого элемента, выполненного в виде камеры, определена
2Po S1 К
5р выражением с— $2 где Ро — среднее давление газа;
$1 — площадь мембраны;
$2 — площадь гибкой перегородки;
К вЂ” показатель адиабаты; ! — средняя высота столба газа, при этом
S»$2
1738375
50
50
Составитель И.А.Кашманов
Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова
Редактор О. Головач
Производственно-издательский комбинат "Патент" . У, г. жгород, ул,Гагарина, 101
Заказ 1954 Тираж
ВНИИПИ Гос а ств
Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
