Устройство для моделирования колебаний

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содёрзйацее основание,жестко связанное с рамой-посредством направляющих, на которых установлены подвижные платфоривл со сменными гру .зами и упругими элементами, и приводной цилиндр, установленный междх основанием и нижней платформой и связанный рабочими полостями с системой управления, имеющей программный блок и регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными насменных грузах, отл ич ающ-ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно .-снабжено вибратором и дополнительным приводным цилиндром, подвижные платфор11«л объединены попарно в две секции, на верхней платформе каясдой из которых закреплены сменные грузы, а упругие элементы выполнены в виде пружины и разтчещены на направляюв ях между подвижными платформами одной секций, причем вибратор установлен на нижней i платформе верхней секции, а допол ,нительный приводной цилиндр .установСО лен между секциями.

СЭОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3($9 F 15 В 21 12

В(.ЕСОВМ " -"л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.;ГОФЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

f}O ÄÅËAÌ И30БРЕТЕНИЙ И 97HPblTHA,(21) 2949597/25-06 (22) 26.06.80 (46),30 .03.83. Бюл. Р 12 (72) Д.К.Гришин и A..И.Кухарчук (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (53) 621.525(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 653146, кл. В 60 .6 25/00, 1977.

2.- Авторское свидетельство СССР

Р 548809, кл. G 01 И 7/00, 1977. (5 4 )(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНИЯ

КОЛЕБАНИЙ, содерЖащее основание, жестко связанное с рамой -посредством направляющих, на которых установлены подвижные платформы со сменными грувами и упругими элементами, и приводной цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и свя„.Я0„„1008517 A занный рабочими полостями с системой управления, имеющей программный блок и регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными насменных грузах, о т л и.ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно"".снабжено вибратором и дополнительным приводным цилиндром, подвижные.платформы объединены попарно в две секции, на верхней платформе каждой из которыХ закреплены сменные грузы, а упругие элементы выполнены в виде пружины и размещены на направляющих между под вижными платформами одной секции; причем вибратор установлен на нижней © платформе верхней секции, а допол- е,нительный приводной цилиндр установлен между секциями.

С:

,1008517

Изобретение относится к автомати-, ческому управлению и регулированию и может быть использовано для определения оптимальных параметров систем ви броз ащиты в многомассовых. механичес- ких системах, преимущественно вметаллоконструкциях роторных экскаваторов, отваяообразователей и других горных машин.

Известно устройство для защиты от вибрации пользователя транспортным средством $1J.

Недостаток устройства — невозможность получить высокочастотные колебания.

Наиболее близким к предлагаемому 15 является устройство для моделирования колебаний, содержащее основание, жестко связанное с рамой посредством направляющих, на которых установлены подвижные платформы со сменными 70 грузами и упругими элементами, и приводной цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и связанный рабочими полостями системой управления, имеющей программный блок 25 и регистрирующую аппаратуру.с датчиками колебаний, установленными на сменных грузах 2 g.

Недостатком известного устройства 4 является невозможность моделирования 3р колебаний на высоких частотах, превышающих собственные частоты колебаний устройства в 2-3 и более раз, поскольку переменные емкости обладают инерционностью. Кроме того, непостоянство жесткости пневматических упругих элементов за счет изменения их объема при относительном перемещении подвижных платформ снижает точность моделирования и также отрицательно сказывается на работоспособности и надежности исследуемой конструкции.

Цель изобретения — расширение фУНКЦИОнBJIbHbIx ВОзможнОстей УстРОй 45 ства.

Укаэанная цель достигается тем, что .устройство для моделирования колебаний, содержащее основание, жестко связанное с рамой посредством нап- равляющих, на которых установлены подвижные платформы со сменными грузами и упругими элементами, и приводной. цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и связанный рабочими полостями с системой M управления, имеющей программный блок и регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными на сменных грузах, снабжено вибратором и дополнительным приводным цилиндром,69 подвижные платформы объединены попарно в две секции, на верхней платформе каждой иэ которых закреплены сменные грузы, а упругие элементы выполнены в виде пружин и размещены на 65 направляющих между подвижными плат-.1 формами одной секции, причем вибратор установЛен, на нижней платформе верхней секции, а дополнительный приводной цилиндр установлен между секциями.

На фиг.1 приведена схема устройства для моделирования колебаний; на фиг.2 — система управления приводным цилиндром; на фиг.3 — результаты применения устройства для определения оптимальных параметров виброзащиты кабины. машиниста роторного экскаватора.

Устройство содержит основание 1, связанное с рамой 2 посредством направляющих 3, на которых установлены подвижные платформ 4-7 со сменными грузами 8 и упругими элементами 9, приводные цилиндры 10 и 11, рабочие полости которых (не показаны) связаны с системами 12 и 13 управления, имеющими программные блоки 14 и 15, .регистрирующую аппаратуру 16, датчики 17 и 18 колебаний, гидрораспределитель 19, жестко связанный с якорем электромагнита 20, подключенного к выходу усилителя 21,, вход которого электрически связан с элементом 22 сравнения, один из .входов которого подключен к датчику 23 обратной связи, а другой — к программному блоку

15. Система 12 управления идентична системе 13. Устройство.имеет;вибратор 24, напорный трубопровод 25, сливной трубопровод 26.

Рассмотрим работу устройства на примере исследования системы гашения колебаний кабины машиниста роторного экскаватора.

В этом случае подвижная платформа

4 и груз В, установленный на ней, моделируют кабину (защищаемый от вибрации объект), упругий элемент 9, выполненный в.виде пружины и размещенный между платформами 4 и 5, моделирует податливость элементов крепления кабины к траверсе, подвижные платфор-. мы 5 и. 6 с грузом  — массу траверсы, упругий элемент 9, расположенный между платформами 6 и 7, — податливость канатной подвески траверсы. Перемещение подвижной платформы 7, соответствующее кинематическому возмущению, действующему на защищаемый от вибраций объект со стороны металлоконст-, рукции экскаватора, осуществляется при помощи цилиндра 11, отрабатывающего заданное его программным блоком

15 воздействие . Это воздействие в виде электрического сигнала поступает через элемент 22 сравнения и усилитель 21 на обмотку электромагнита 20.

Под действием электромагнитных сил золотник гидрораспределителя 19 перемещается, соединяя одну из полостей гидроцилиндра 11 с напорным тру-/

1008517

3 .,бопроводом 25, другую —. со сливным трубопроводом 26. Движение штока

:гидроцилиндра 11 продолжается до тех пор, пока сигнал от датчика 23 обратной связи не сравняется с заданным сигналом, при этом напряжение на вы ходе элемента 22 сравненйя.исчезает, :золотник .гидрораспределителя 19

:возвращается в нейтральное положение, при котором все трубопроводы перекрыты, и шток цилиндра 11 останавливает-10 ся, отработав заданное воздействие., При движении штока гидроцилиндра

11 при заданной программе происходит колебание подвижных платформ 4-.7.

Цилиндр 10 -с системой 12 управления, 15 включающей программный блок 14 и датчики 17 и .18, моделируют. работу сис-. тевй гашения колебаний кабины машиниста роторного экскаватора (защищаемого от вибраций объекта). 20

В частном случае в качестве датчи,ков 17 и 18 колебаний. и программного . блока 14 могут быть использованы соответственно датчики ускорения и интегрирующий блок. 2

Вибратор 24 воспроизводит высокочастотные колебайия, соответствующие в рассматриваемом примере дополнитель:ным возмущениям со стороны привода роторного колеса и вращающихся эле- ментов ленточного конвейера.

На Фиг.3 приведены результаты исследования. Кривая 1 представляет собой перемещение подвижной платформы 7, кривая .2 — перемещение платФорьы 5, а кривая 3 — перемещение груза 8, моделирующего защищаемый от вибраций объект. Несмотря на то, что платформа 5 подвергается резонансным колебаниям но двум Формам, а также высокочастотному воздействию (с момента включения,вибратора 24, обоз.наченного "Вкл.". ),.амплитуда колеба ний защищаемого от вибрации объекта ограничена заданными значениями, так

:как соответствующие параметры виб роэащитной системы (ее чувствительность, коэФФициенты передачи звеньев .и т.д.) являются оптимальными, по-! скольку они обеспечивают заданную степень демпфирования всех Форм колебаний.

Использование предлагаемого устройства позволяет за счет повнаения

:точности моделирования повысить надежность конструкции горных машйн на 10-15% и в такой же степени увеличить эксплуатационную производительность этих машин.

2.008517

Ф08. f

10085 17

Составитель З.Пимахова

Редактор С.ПекарЬ Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Заказ 2307/48 .Тираж 715 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

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