Амортизатор с автоматическим управлением

 

(Й) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлеио18.03.76 (21)2335717/25-28

2 (51) М. Кл.

V- 16 Р 15/03 с присоединением заявки №

Йщаауатвюпй анюта

Йввтв Ввявтвва ССВР ю лавам юзббфзтзймй в вткрвтай (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.03.78. Бюллетень № 9 (53) VQK 621-567,7 (088.8) (4Б) Дата опубликования описаяия15.0 . ц

И, Ю. Скучас, С. И. Оржекаускас, К. М. Рагульскнс, . И-P. В. Атступенас (У2} Автора изобретения (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт нм. Антанаса Снечкуса (54) АМОРТИЗАТОР С А BTOMATH×ÅCÊÈÌ

УИРА ВЛЕН ИЕМ

Изобретение относится к машиностроению, а к бренно к активным внброзащитным системам.

Известен амортизатор с автоматическим управлением, содержащнй электромеханический динамометр, установленный на изолируьмом объекте, упругие элементы, прнкрепляемые одними концами к колеблющемуся объекту, а другими к электромеханнческому динамометру, электродинамнческий вибра- щ тор, н усилитель, вход которого соединен с выходом динамометра, а выход. с — электродинамнческнм дннамометром t 1 .

Недостатком данного амортизатора является то, что при его сборке изменяются тэ коэффициенты жесткости и демпфирования и поэтому необходимо осуществлять ндентификацню, т.е, определять указанные выше коэффициенты в рабочем режиме, что бывает сложно. 30

Наиболее близким по технической сущности описываемому амортизатору является амортизатор с . автоматическим управлением, содержащий электромеханнческне динамометры прикрепляемые к нзолируемому объекту, 25 упругие н демпфнруюшне элементы, прнкрепляемые однимн концами к колеблющемуся основанию, а другими — к электромеханическим динамометрам, блок датчиков относительного перемещения н скорости, устанавливаемый на колеблющемся основании, электромеханнческнй вибратор, устанавливаем ый между колеблющимся основанием н нзолнруемым объектом, схему вычисления вибрационного усилия, включающую сумматор, входами соединенную с блоком датчиков относительного перемещения и скорости, а выходами через сумматор с входом электромеханического вибратора 12 . Амортизатор позволяет получить абсолютную ннварнантность положения изолируемого объекта прн заранее нзвестньгх коэффициентах жесткости и демпфирования амортизатора, которые могут быть измерены с помощью испытаний самого амортизатора нлн его элементов перед сборкой амортизатора.

Н ед остатком известного ам ортн затора является то, что прн его сборке изменяютcs параметры амортизатора и поэтому для его эффектнвной работы необходимо осушест596763 влчть идентификацию, т.е. определять коэффициенты его жесткости и демпфирования в рабочем режиме, а это иногда бывает довольно сложно или совсем невозможно.

Все вышесказанное сужает область примене5 ния амортизатора.

Цель изобретения - расширение области применения амортизатора. С этой целью, амортизатор снабжен дополнительным блоком датчиков относительного перемещения и скорости, устанавливаемым Iмежду колеблющимся основанием и изолируемым объектом, а схема вычисления вибрационного усилия выполнена в виде двух паралельных и идентичных цепей, каждая из которых подключена к выходу электромеханического динамометра и соответствующему выходу дополнительного блока датчиков и состоит из последовательно соединенных блока деления, ключа, фиксатора уровня импульсов, блока умножения, второй вход которого подсоединен к соответствующему выходу основного блока датчиков, а выход - к соответствующему входу сумматора, и индикато нуля, вход которого соединен с соответству- у5 ющим выходом дополнительного блока датчиков,. а выход — со вторым входом ключа.

На чертеже изображена блок-схема амортизатора с автоматическим управлением, M

Амортизатор содержит; упругие 1,2 и демпфируюшие 3,4 элементы, прикрепленные каждый одним концом к колеблющемуся основанию 5, а другим — к изолируемому оо"ьекту 6 через электромеханические дина- З5 мометры 7 и 8, дбполнительный блок 9 датчиков относитель — îãî неремещения и скорости колеблющегося основания 5 и изолируемого объекта 6, блок 10 датчиков перемещений и скорости основания 5, схему 11 вычисления вибрационного усилия, создаваемого перемещением основания 5, содержащую

I две параллельные идентичные цепи из

i последовательно соединенных по одному в каждой блоков 12 и 13 деления, которые

45 первыми входами соединены с выходом электромеханического динамометра 7, а вторыми — соответственно с первым и вторым выходами блока 9 датчиков, ключи 14

50 и 15, управляющие входы которых сое- динены соответственно со вторым и первым выходами блока 9 датчиков через индикаторы 16 и 17 нуля, фиксаторы 18 и 19 уровня импульсов, блоки 20 и 21 умноже55 ния, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 10 датчиков, а выходами блоки 20 и

21 соединены со входами сумматора 22, выход которого подключен ко входу электромеханического вибратора 23.

Устройство работает следующим образом.

Движение системы описывается дифференциальным уравнением:

h (-Y)+C(X-() =,. Р V, (1) где И -коэффициент демпфирования амортизатора, С - коэффициент упругости амортизатора

Х вЂ” перемещение и скорость изолируе

9 мого объекта соответственно, ) - перемещение и скорость колеблющегося основания соответственно, F — - реакция инерционных сил изолируе1 мого объекта на амортизатор, ь — вес изолируемого объекта, — усилие, передаваемое электродина2 мическим вибратором.

При колебании основания 5, электромеханический динамометр 7 вьщает на выходе напряжение, пропорциональное усилию, создаваемому в упругих 1, 2, и демпфируюших 3, 4 элементах амортизатора, равное:

Г = с(х-$)i Ь (х - ) (z)

В то же время блок 9 датчиков на выходе вьщает напряжение, пропорциональное относительному перемещению х - и скорости X — g а блок 10 датчиков - абсолютному перемещению и скорости

На входы блока 12 деления поступает напряжение от динамометра 7 и напряжение, пропорциональное перемещению Х вЂ”. ф из блока 9, На его выходе появляется, таким образом, напряжение пропорциональное величине

Аналогично на вход блока 13 деления поступает напряжение от динамометра 7 и напряжение с другого выхода блока 9 датчиков, пропорциональное скорости М -, На выходе блока 13 появляется напряжение пропорциональное величине

c(x - Ц) И(к -, g) (4) х-

На выходы блоков 12 и 13 подключены ключи 14 и 15, которые постоянно закрыты, за исключением момента, когда на их управляющие входы действуют управляющие сигналы, На вход ключа 14 такой управляющий сигнал поступает из индикатора 17 нуля, который выдает импульс напряжения, когда напряжение на его входе переходит через нуль (в данном случае, когда напряжение

596763

Амортизатор с автоматическим управле- нием, содержащий электромеханические динамометры, прикрепляемые к изолируемому объекту, упругие и демпфнруюшне элементы, прикрепляемые одними концами к колеблющемуся основанию, а другими — к электромеханическим динамометрам, . блок датчиков относительного перемещения н скорости, устанавливаемый на колеблющемся основании, электромеханический вибратор, устанавливаемый между колеблющимся основанием и изолируемым объектом, схему вычисления вибрационного усилия, вклкь= чающую сумматор, входами соединенную с блоком датчиков относительного перемещения и скорости, а выходами через сумматор - c входом электромеханического вибратора, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения области применения, амортизатор снабжен дополнительным блоком датчиков относительного перемещения и скорости, устанавливаемым между колеблющимся основанием и изолируемым объектом, а схема вычисдения вибрационного усилия выполнена в виде двух параллельных и идентичных цепей, каждая из которых подключена к выходу электромеханического динамометра и соответствующему выходу дополнительного блока датчиков н состоит из последоватеЛьно соединенных блока деления, ключа, фиксатора уровня импульсов, блока умножаем ния, второй вход которого подсоединен к соответствующему выходу основного блока датчиков, а выход - к соответствующему входу сумматора, и индикатора нуля, вход которого соединен с соответствующим выходом дополнительного блока датчиков, а выход — со вторым входом ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Авторское свидетельство № 259568, кл. Е 16 Р 15/03, 1968.

2, Сборник "Вибрационная зашита и надежность приборов и механизмов ИПИ

Иркутск, 1973, с. 111.

5 из блока 9, пропорциональное скорости (—, изменяясь переходит через нуль, т.е, в момент, когда х — V = О). При этом на выходе ключа 14 появляется кратковре менный импульс амплитуда которого про<

5 .порциональна коэффициенту упругости амортизатора с, что с-ледует из уравнения (3) при (X - )=0, c(x-K)4 h(x- 4)

-c (о)

Аналогично на управляющий вход ключа

15 поступает импульс из индикатора 16 нуля, к входу которого поступает напряжение пропорциональное перемещению х

B момент времени, когда X — g = О, на выход с ключа 15 появляется сигнал напряжения, амплитуда которого пропорциональна И что следует из уравнения (4) при(х - Ц)=-0, < c с (х - g ) + ).,(х = g)

=h (И

i-E

Импульсы напряжения с выходов ключей

14 и 15 поступают на фиксаторы 18 и 19 уровня импульсов, которые вырабатывает напряжение, равное по амплитуде импульсом с вьгходов блоков 18 и 19. Таким образом на выходе блоков 18 и -19 образуется напряжение, пропорциональное коэффициенту упругости с на выходе блока 18 и коэф- 50 фициенту демпфирования h на выходе биока 19, которые поступают соответственно на входы блоков умножения 20 и 21, на вторые входы которых поступают напряжения с выходов блока 10, пропорциональные 55 перемещению на вход блока 20 и $ на вход блока 21. На выходе блока 20, таким образом, образуется напряжение пропорциональное с, а на выходе блока 21 —.

Й, которые суммируются сумматороМ 40

22 и с выхода его на вход электромеханического вибратора 23 поступает напряжение пропорциональное сумме С $ + И F в результате чего вибратор действует на объект 6 силой 45

Г =cg hg (r7.

Уравнение (1 ) приобретает вид

Их+ СХ ° Г Р (8)

Если Р =-гИ М,rдe Ф, - масса изолируемого объекта, то уравнение (8) приобретает вид

М1Х+ИХ+СХ=Р (9)

Из уравнения (9) видно, что положение х изолируемого объекта не зависит от колебаний основания 5.

Выполнение указанной выше:схемы автоматического вычисления вибрационного усилия 11, создаваемого в упругих.; и демп фирующих элементах перемещением колеб- Q) кюп егося основания 5, а также применение датчика относительных переме цений, не представляет больцшх конструктивных трудностей и в то же время открывает большую перспективу использования ямортизяторов с явтомтическим управлением для абсолютной виброза циты различных прецизионных приборов и механизмов, работяющих ня вибрирующих основаниях и эксплуатируемых в самых различных условиях, Формула изобретения

Составитель А, Машкин

Редактор Т. Авдейчик Техред О. Андрейко

КорректоР Н. Ковалева

Заказ 1089/37 Тираж 1198 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министрвв СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?K-35, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4