Устройство для демпфирования колебаний объектов

 

Oaws Cease»

Сацим»стмчвс»а

Увсйуб»н» пц 605048

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.76 (21) 2374286/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приорптст (51) М. Кл.- F 16F 7/10

Г 16F 15/02

Государственный кон»тат

Совета Министров СССР на делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (53) УДК 621.752(088.8) (45) Дата опублпковшгпя описания 03.05.78 (72) Авторы изобретения

В. В. Гужовский, С. В. Иносов, Я. Ф. Вайнкоф и Ю. В, Чудутов (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский и проектный институт угольной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИИ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для гашения колебаний и уменьшения неуравновешенных сил в конструкциях, и может быть использовано для подавления колебаний длинномерных консолей, например разгрузочной стрелы роторного экскаватора.

Известно устройство для демпфирования колебаний длинномерных консолей, содержащее пневмоцилиндр двустороннего действия, в котором расположен поршень, являющийся дополнительной массой, источник сжатого воздуха, распределитель с блоком управления им и датчик скорости колебаний, состоящий из акселерометра и интегратора, соединенный с коммутирующим устройством (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для демпфирования колебаний объектов, содержащее две параллельно устанавливаемые на объекте направляющие, расположенную на них массу, два шкива, устанавливаемые на объекте, гидропривод, гибкую связь, с двух сторон связывающую массу через шкивы с гидроприводом, распределитель с блоком управления, и датчик скорости колебаний объекта, соединенный с блоком управления распределителем .,(2).

Недостатками известных устройств являются большие величины массы, ее хода и связанные с этим большие габариты привода.

Последнее приводит к большим расходам рабочей среды.

Целью изобретения является уменьшение

5 величины массы без уменьшения эффективности демпфирования.

Для этого в предлагаемом устройстве масса выполнена в виде двух дисков разных диаметров, жестко закрепленных на оси, располо10 женной на направляющих, устройство снабжено дополнительной гибкой связью, охватывающей диск большего диаметра, концы которой диаметрально противоположно закреплены на объекте, а основная гибкая связь

15 охватывает диск меньшего диаметра.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1.

Устройство включает в себя гидропривод, 2 например гидроцилиндр 1 двустороннего действия, соединенный с объектом, например разгрузочной стрелой 2 роторного экскаватора, и расположенный своей продольной осью в направлении колебаний объекта, трехпозиционный распределитель 3 с подпружиненной заслонкой 4, соединенный с гидронасосом

5 и камерами гидроцилиндра 1, датчик 6 скорости колебаний, состоящий, например, из последовательно соединенных акселерометра

Зо 7 и интегратора 8, блок 9 управления распре605048

4-. R

Fä ö: m ° Õ

Т2 R — r (2) 15

60 делителем 3, состоящий, например, из двух электромагнитов 10 и 11, якори которых соединены с заслонкой 4, и коммутирующего устройства 12, выходы которого соединены с катушками электромагнитов 10 н 11, а входы — с выходом датчика скорости колебаний.

В качестве коммутирующего устройства может быть применено поляризованное реле или любой известный бесконтактный переключатель, могущий выполнять функции поляризованного реле.

Кроме того, устройство включает в себя две параллельные, установленные на объекте в направлении колебаний направляющие

13 и 14, ось 15, расположенную на направляющих массу, выполненную в виде двух дисков 16 и 17 разных диаметров, жестко закрепленных на оси 15. Диск меньшего диаметра 17 через гибкую связь 18 и два шкива

19 и 20 связан с гидроцилиндром 1. Диск большего диаметра 16 охвачен гибкой связью

21, оба конца которой диаметрально противоположно закреплены на объекте. Гибкие связи конструктивно выполнены так, что обеспечивают перекатывание по ним дисков 16 и 17 без скольжения.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.

При отсутствии колебаний объекта сигнал на выходе датчика отсутствует, катушки электромагнитов 10 и 11 обесточены, подпружиненная заслонка 4 распределителя 3 находится в среднем положении, обе камеры гидроцилиндра 1 соединены на слив, а его поршень 22 находится в произвольном положении.

B таком положении устройство продолжает находиться и тогда, когда возникают колебания объекта, но скорость этих колебаний не превышает некоторого уровня, задаваемого путем выбора ширины зоны нечувствительности коммутирующего устройства 12.

Когда скорость колебаний объекта 2 станет выше заданного уровня, коммутирующее устройство 12 включает один из электромагнитов 10 или 11, и одна из камер гидроцилиндра 1 соединяется с гидронасосом 5, а другая камера соединяется со сливом. Поршень 22 гидроцилиндра 1 через гибкую связь

18 вызывает перемещение точки В с ускорением W>. Так какдиски 16 и 17перекатываются по гибким связям 18 и 21 без скольжения, то мгновенный центр ускорения системы двух дисков, охваченных гибкими связями, будет в точке А, следовательно ускорение точки О (W>) определяют из соотношения

Wo = Wa

R (1)

R — r где R — радиус большего диска;

r — радиус меньшего диска.

При ускоренном перемещении дисков 16 и

17 в направлении колебаний консоли возникает сила инерции F„„„„, равная произведению массы дисков на ускорение центра тяжести дисков (центр тяжести совпадает с общей осью дисков, т. е. с точкой О). Возникающая сила инерции приложена к объекту B противофазе впброскорости и уменьшает ес колебания.

Перемещение штока гидроцилиндра 1 и, следовательно, точки B происходит по гармоHll÷åñêîìó закону с периодом Т и BMIIJIHTóдой х, тогда сила инерции F„„передаваемая на конструкцию, с учетом формулы (1) имеет амплитуду

Таким образом, требуемую величину демпфирующей силы при любом значении присоединенной массы т и амплитуды х перемещений штока гидроцилиндра можно получить вариацией отношения радиуса большего диска к разности радиусов большего и меныиего дисков.

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет, во-первых, снизить величину дополнительной массы, во-вторых, уменьшить ход гидроцилиндра, что приводит к снижению расхода рабочей среды.

)использование изобретения позволяет применить устройства для демпфирования колебаний со сравнительно небольшой присоединенной массой и реальными параметрами гидроцилиндра для гашения колебаний объектов больших геометрических размеров и масс, например разгрузочной стрелы роторного экскаватора.

Формула изобретения

Устройство для демпфирования колебаний объектов, содержащее две параллельно устанавливаемые на объекте направляющие, расположенную на них массу, два шкива, устанавливаемые на объекте, гидропривод, гибкую связь, с двух сторон связывающую массу через шкивы с гидроприводом, распределитель с блоком управления, и датчик скорости колебаний объекта, соединенный с блоком управления распределителем, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения величины массы без уменьшения эффективности демпфирования, масса выполнена в виде двух дисков разных диаметров, жестко закрепленных на оси, расположенной на направляющих, устройство снабжено дополнительной гибкой связью, охватывающей диск большего диаметра, концы которой диаметрально противоположно закреплены на объекте, а основная гибкая связь охватывает диск меньшего диаметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССРМю401843, кл. F 16F 15/28, 1971.

2, Патент Великобритании М 1123377, кл, В 7М, 1968.

605048

Qua. c

Составитсль А. Машкин

Тсхрсд Н. Рыбкина

Корректор Н. Федорова

Редактор О. Юркова

Подписное

Изд. № 413 Тираж 1198

НПО Государствснного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 593/9

Типография ир. Сапунова, 2