Стабилизатор амплитуды колебаний

 

Стабилизатор амплитуды колебаний относится к средствам регулирования и стабилизации колеблющихся объектов для поддержания заданной амплитуды вынужденных колебаний объекта. Стабилизатор содержит маятниковый подвес с закрепленным на нем грузом и вязкоупругий элемент. Груз крепится к подвесу с возможностью перемещения его вдоль рычага подвеса. Параметры массы и вязкоупругого элемента выбираются так, чтобы они обеспечивали апериодический характер движения груза вдоль рычага подвеса. Стабилизатор обеспечивает стабилизацию амплитуды вынужденных колебаний объекта при изменении величины вынуждающей силы. 2 ил.

Изобретение относится к области регулирования и стабилизации колеблющихся объектов и может быть использовано в горно-обогатительной, металлургической и пищевой промышленности для поддержания заданной амплитуды колебаний объекта.

Известны устройства, содержащие приспособления для регулирования частоты или амплитуды колебаний, содержащие, например, набор грузов с возможностью качания вокруг точки подвеса [1], рычаги, установленные с возможностью изменения длины плеча и поворота на опорных цапфах [2], пружины подвески с возможностью изменения их предварительного сжатия [3].

Однако указанные конструкции позволяют регулировать частоту или амплитуду вынужденных колебаний объекта, не обеспечивая при этом стабильность указанных параметров.

За прототип принимает устройство для регулирования амплитуды вынужденных колебаний объекта, содержащие упругие элементы в виде пружин подвески. Регулирование амплитуды колебаний объекта обеспечивается изменением предварительного сжатия пружины подвески [3]. Недостаток устройства заключается в том, что оно не обеспечивает стабилизацию заданной амплитуды колебаний при изменении внешних факторов воздействия.

Задача, решаемая изобретением, - создание устройства, обеспечивающего стабилизацию амплитуды вынужденных колебаний объекта при изменении величины вынуждающей силы.

Технический результат достигается тем, что стабилизатор выполнен в виде маятникового подвеса с закрепленным на нем грузом и упругого элемента, при этом груз крепится к подвесу через вязкоупругий элемент с возможностью перемещения вдоль вдоль подвеса, а параметры груза и вязкоупругого элемента выбраны из условия обеспечения апериодического характера движения груза вдоль подвеса.

Сущность изобретения подтверждается фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 изображена схема стабилизируемого по амплитуде колебаний объекта и предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 - зависимость амплитуды колебаний объекта при изменении амплитуды возмущающей силы и наличии стабилизатора.

Стабилизируемый объект связан с неподвижным основанием упругим элементов 2 и вязкостным элементом 3. Чтобы сохранить амплитуду объекта 1 в заданном диапазоне при изменении амплитуды возбуждающей силы, может быть использован предлагаемый стабилизатор колебаний.

Стабилизатор колебаний состоит из маятникового подвеса 4, крепящегося к стабилизируемой конструкции с помощью упругого элемента 5, выполненного в виде шарнира, вдоль подвеса может перемещаться груз 6, связанный с подвесом через вязкостной элемент 7 и упругий элемент 8. Конструктивно последние два элемента могут быть выполнены в едином узле, например гидравлический амортизатор 7 внутри цилиндрической пружины 8, и далее именуются "вязкоупругий элемент".

Выбор параметров стабилизатора, а именно жесткостных характеристик упругого элемента 5, массы груза 6, жесткостных и вязкостных характеристик элементов 7 и 8, расстояния перемещения груза 6 от элемента 5 осуществляется расчетным путем. При этом заданными параметрами являются масса объекта 1, характеристики элементов 2 и 3, рабочие частоты и диапазон возможных изменений амплитуды возмущающей силы.

Характерной особенностью соотношения параметров, обеспечивающей стабилизации, является апериодический характер движения груза 6 вдоль подвеса 4, т. е. изменение длины маятникового подвеса 4 происходит только при изменении режимов колебаний объекта 1 и практически постоянно на установившихся режимах.

Таким образом, изменение амплитуды колебаний объекта 1 приводит в системе объект - стабилизатор к смещению груза 6, что соответствует изменению длины маятника.

После смещения груза 6 стабилизатор гасит приращение амплитуды вынужденных колебаний объекта и работает как обычный гаситель колебаний.

Соответствующий выбор параметров стабилизатора позволяет настроить систему на стабилизацию приращения амплитуды колебаний объекта как при возможном увеличении, так и при возможном снижении амплитуды возмущающей силы.

Как видно из фиг. 2, при изменении возмущающей силы в диапазоне от F_A до F_C, различающихся в 3 и более раза, амплитуда колебаний объекта остается неизменной.

Использованная литература 1. Авторское свидетельство СССР N 1438859, B 07 B 1/42, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР N 1645035, B 07 B 1/42, 1991.

3. Авторское свидетельство СССР N 1327999, B 07 B 1/42, 1987.

Формула изобретения

Стабилизатор колебаний, содержащий маятниковый подвес с закрепленным на нем грузом и упругий элемент, отличающийся тем, что груз крепится к подвесу через вязкоупругий элемент с возможностью перемещения вдоль подвеса, а параметры груза и вязкоупругого элемента выбраны из условия обеспечения апериодического характера движения груза вдоль подвеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2