Способ демпфирования колебаний многослойных консолей и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Соцмапмстическмк

Ресттублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 863934

=е (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) За взено 03.09.79 (21) 2814502/25-28 (5 I ) M. Кл.

F 16 F 15/06 с присоединением заявки .%

Государственный котентет (23) Приоритет до делам изобретений н открытей

Опубликовано 15,09.8!. Бюллетень Рк. 34

Дата опубликования описания 15.09,81 (53) УДК 621-567..1 (088 8т (72) Авторы изобретения

С. В. Елисеев, А. В. Лукьянов и Н. К. Кузнецов (7l) Заявитель

Иркутский политехнический институт (54) СПОСОБ ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ МНОГОСЛОЙНЫХ КОНСОЛЕЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам демпфирования колебаний консолей и устройствам для его осуществления и может быть использовано при проектировании и создании устройств для гашения колебаний механической

S руки манипулятора.

Известен способ гашения колебаний длинномерных консолей, заключающийся в том, что к консоли прикрепляют посредством упругих связей инерционную массу в виде стержто ня, к противоположному концу которого прикладывают силы вязкого трения flI.

Однако этот способ не обеспечивает эффективного гашения колебаний в низкочастотной области. Введение демпфирования, хотя и снижает резонансные пики, но ухудшает гашение колебаний на частоте антирезонанса.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому является способ демпфирования колебаний многослойных консолей. заключающийся в изменении жесткости консоли путем соединения или разъединения ее продольных . элементов, цля чего к многослойному элементу прикладывают продольные растягиваюшие или сжимающие усилия (2).

При увеличении, например, действующего на консоль сжимающего усилия его расслоенная жесткость падает интенсивнее, чем нерасслоенная. Вследствие этого относительная жесткость консоли, равная отношению нерасслоенной жесткости к расслоенной, увеличивается, что и приводит к возрастанию максимального коэффициента рассеивания.

По этому способу варьированием величиной и направлением продольных усилий можно в широких пределах изменять демпфируюшие свойства многослойного элемента.

Однако данный способ не обеспечивает максимального демпфирования в системах с переменными параметрами и при переменных возмущающих нагрузках, так как конструктив ное демпфирование наиболее эффективно лишь при определенном соотношении возмущающей силы и суммарной силы трения в слоях консоли.

Реализует данный способ устройство для демпфирования колебаний многослойных кон863934 солей, слои которых >га одном конце связаны поперечным элемен гом, а другие — расположены в запорном узле, включающем пруI жину сжатия, устанавливаемую перпендикулярно направлению слоев консоли, и упорную пластину, взаимодействующую с пружиной.

У >ройств<> раб»п>СI e, Ee (v>o>EIH>E образом.

При к< лсбаниях ко>гсоли 1 сиги гл с да>чиком S угловой скоросги и датчика Г> углового смещения пос>упаст в блок 7 формирования управлявшей функции. где осуществляется умножение сигналов с последующей операцией сравнения.

Недостатком устройства, рсачнзукииего данный способ, является его сложность и малоэффективность.

Цель иэОбрстсния -- повьнненис эффсктиВности работы.

Указанная цель достигается тем, что измеряют угловун> скорость и угловое смешение консоли. формируют управляющую функцин>

0 f . д >-"г, а соединение или разьсдинение

ПРОДОЛЬНЫХ ЭЛСМСНТОВ КОНСОЛИ OC>> ГЦССТВЛЯЮТ поперечной силой соответственно при 0 Ъ сх или U

E где g Ч -- угловое смешение консоли:

Ь М -- угловая скорость консоли;

0 — максимально возможное значение управлявшей функции;

>:1 - - постоя>п>ая величина.

Отличие устройства, позволяющего осуществить новый способ. сосгоиг в том, что оно снабжено датчиками угловой скорости и углового смешения консоли, блоком формирования управляющей функции, Вход которого связан с датчиками, элсметромагнитов, установленном соосно пружине, обмотки которого связаны с выходом блока формирования управляющей функции.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа демпфирования колебаний консолей.

Устройство для демпфирования колебаний ягиогослойных консолей 1, слои которых на одном конце связаны поперечным элементом

2, а другие расположены в запорном узле

3, размещенном в опоре 4, содержит датчик

5 угловой скорости и датчик б углового смещения, устанавливаемые на консоли 1, блок 7 формирования управляющей функции, вход которого связан с датчиками S и 6.

Запорный узел 3 содержит пружину 8 сжатия, устанавливаемую перпендикулярно направлению слоев консоли 1, и упорную пластину 9, взаимодейству>о>цую с пружиной 8, и сжимающей слои консоли 1. Сила поджатия пружины 8 регулируется винтом 10, связанным с корпусом 11 запорного узла 3, Соосно пружине 8 с помощью винта 12 установлен с зазором относительно упорной пластины 9 кольцевой электромагнит 13. Слои консоли

1 по длине связаны в пакет направляющей

14 с возможностью их взаимного скольжения, а слои консоли раэмегценные в опоре

4 крепятся винтами 1э.

Если ъ> дМ эа

При дЧ.59(Q, контакты реле замыка40 ются, силовой электромагнит 13 подключается к сети, упорная пластина 9 прижмется к

его поверхности, а значит сжимающая слои нагрузка исчезает и слои свободно проскальзывают односительно друг друга.

При этом суммарная жесткость пластин снижается и стает равной

ЕЪтт И

За период колебаний жесткость консоли 1 меняется дважды, что приводит к дсмпфированию колебаний.

Формула изобретения

1. Способ демпфирования колебаний многослойных консолей, заключаю>цийся В изменегде д Р -- угловое смсшснис консоли при колебаниях . д ч> -- угловая скорость колебания консоли: а — заранее заданная величина (а 4 О для исключения возможных автоколебаний В положении статического равновесия), контакты реле блока формирования управляющей функции 7 будут разомкнуты, силовой электромагнит 13 обесточен и пластины эле20 мента 1 сжаты пружиной 8 с силой, обеспечивающей удельное давление (Пановко Я. Г.

Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. Ч., 19Г>0, с. 152)

Ъ тплх Р

4- Ь и где 1э „— максимально возможная возмущающая нагрузка; — коэффициент трения;

1э 1т — ширина и толщина сечения пласти30 ны, Консоль 1 работает как моночитпая балка с жесткостью

РЬтт 4

М

35 где E — модуль упругости;

0 — длина пластины: — число пластин в пакете.

863934

Составитель О. Мальцев

Корректор У. Пономаренко

Техред Л.Пекарь

Редактор М. Хома

Тираж 1009 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС . а СССР

IN) делам изобретений и открытий . 4/5

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.

Заказ 7739/54

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

5 нии жесткости консоли нугем соединения или разъединения ее продольных элементов, î Tличаю ющи йся гем,что,с целью повышения эффективности, измеряют угловую ость и угловое смешение консоли. форскорость у

=Ч гг а мируют управляюгцую функцию О=Д Q a соединение или разъединение продоль;гых элементов консоли осушесвтляют цопере гной силой соответствеггнг) при Оэ,а ил н0 (сМ где д 1) — угловое смешение консоли; дф — угловая скорость консоли;

9 — максимально возможное значение улравляющей функции; а — постоянная величина.

2. Устройство для демпфирования колебаний многослойных консолей, слои которых на одном конце связаны поперечным элементом, а другие — расположены в запорном

6 узле, включающем ггр жину сжатия, устанавливаемую перпендикулярно направлению слоев консоли и упорную пластину, взаимодействующую с пружиной, о т л и ч à и) щ е е с я тем, что, с целью гговьншения эффективности работы, оно снабжено датчиками утловои скорости и углового смепкния консоли, блоком формирования управляющей функции, вход ко. торого связан с датчиками, электромагнитом, 1О Ут . ановленным соосно пружине, обмотки которого связаны с выходом блока формирования управляющей функции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свигге)ельство ГГГР 8026, кл. F 16 F 15/04. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР У 589483, кл. F 16 F 15/06, 1978 (прототип) .