Активный виброизолятор
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (зд 4 F 16 F 15 03
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
%ИгЛ115ТЕКА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4057581/25-28 (22) 18.04.86 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (72) В. П. Савостьянов и И. Ф. Куфаков (53) 621.567.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1094995, кл. F 16 F 15/03, 1981.
„„SU„„1328616 A 1 (54) АКТИВНЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР (57) Изобретение относится к виброзащитным устройствам. Целью изобретения является обеспечение пространственной виброзащиты за счет увеличения числа степеней свободы защищаемого объекта. Снабжение виброизолятора дополнительным трубопроводом, насосом и размещенными внутри дополнительного трубопровода крыльями, которые связаны с объектом, обеспечивает пространственную виброзащиту этого объект-а. 3 ил.
13286!6
Изобретение относится к Виброза!цитным устройствам, а именно к управляе Ihl vt Виброизоляторам.
Цель изобретения -- обеспечение пространственной виброзащиты за счет увеличе- 5 ния числа степеней свободы защи!цаемого объекта.
На фиг. 1 изображен Вибра!!зог!5!тар, продольный разрез; на фиг. 2 -- схема размещения крыльев и направления течения среды в основном трубопроводе; на фиг. 3 — то же, в дополнительном трубоП РО ВОД(>.
Активный виброизолятор содержит:?ямкнутые кольцевые трубопроводы 1 и 2, заполненные сплошной средой, например алю- 15 миниевой пудрой, крылья 3--10, номе!ценные внутрь трубопроводов 1 и 2 и шарп!!pií) соединенные с за!пищасм ым Об.ьект!? x; t 1, датчик 12 линейных нсрсмсщеt»!>i. (?0«c i!35! часть которого сое,(инеи» с обьектам (1. а Статарняя -- С ОСНОЬя»И< М (НЕ llo>кс«З;>НО). вибродя (чик 13 и»ринод 14, уст,!I!oil.;:I:I I:» на объекте 11 и э.>!сктрически сасди нс и ные между собой. При)од 14 кипе;!»TI! нс ки соединен с крыльями 3 10. Коли;. i:s(> крыльев в обоих трубапрс>вода:: о llif1«K))Вусмой гру.s(> подьемноли и I3(?»p?(ToB устр1 14 0(y«(CC>;!ЛЯК>ТСя >С рез мембраны (5, <>блядяк)щие малан жcLIКОСТЫО (!13 » pH Xl(. f), ме)>бр<> Нь(> II » O I HIS, I< !, I!hi, 30 из мягкс)й резины) .. (, 1! IHK 12 ли;к)и>:ы..
1>сремеlli(.Иий электри (сски нодключсtl ч;-рез регул ятс>р 16 к н(!с(? сх . В 0() li(Lx; с! . )»е насос может быть люба>.а «На, is к> схеме (фиг. 1) lip!! xtcflc!i >t(>I »It I<)I I!,(родиняMIS llpolocIhtIh1х сечений. Пяр»метр!.: силе)1 р<ч>лирования «Вибро?(с>тч?!к кры!(!> fi «(;i I »I 12 линейных перемен(с»ий — — ii»c(ас» па.(би40 Р31ОТСЯ Гя К <(ТО IIOCTOH!»1115! ВР(.!(,» i ., (> f)()!! сис семы не менее чем ня паря (oh б;>л ).:!c, чем первой. Устройство работяст сл«лукин»» <)бр:1« ): В нач I?Iüíûé моxlс н(кры.li>я 3 1(l,fc?I!»т l13 .(fl(. Трубопроводов 1 H 2. If (» (>f::I)v 4э 12 линсиногÎ переxlLI(l(. » и я Выр IE>3 I »»> е сигнал, »ро»орционяльнь<й смс! (с пи!О (.г< ?)О торя относительно нуля ст-llîp». 1(у,>ь с?я!o Pd v С1 Я HОISГ!(11 т<1К, I". 0 1>i>l.";0 Т. 1011 С!! :1 В p(.l хт151 op(. 1() »if » р(<: ) p»:>> < >xcя I> н > ж НОМ 0 l!OIIIOIIИИ И В ВН,ГС ГОКЯ <Н>Л У I Н на !»ины 18 и !9. От ii!!t» нлк)сс>ВОЙ ii
lIocTH (IIfl11pH ìcр, 1 (> ) т() к н ()ат(.",с;1<. T к н ! И» ),> 19 минусовой пол яр»(>с I?- чсре s:зя»0, »i я ю Н(X 10 Г()М()()П POIS(> lhl (!I, Н)1 »1> I<) ((>С (( (1-)и применении магии>агидродинамического насоса среда должна быть электропроводной, например алюминиевая пудра. Направление течения тока перпендикулярно направленик) магнитных силовых линий в каждом трубопроводе 1 и 2. B результате взаимодействия тока I c магнитным полем, имеющим напряженность Н, каждая частица среды подвергается воздействию электрической силы F!=Ê(1X H где К вЂ” коэффициент пропорциональности. направленной вдоль продольной оси трубопровода, и под ее воздействием движется вдоль трубопровода. Поскольку силы F действуют на каждую частицу, дви?Кется весь заполняющий трубопровод поток. Причем фазовые соотношения направления магнитных силовых линий li таков в трубопрово"3x 1 и 2 т3K«е !!ю,:янпявления движения:10TOK )B В .(их !I, " >ваг;оложны. В результа ге взяимн<>го трения 11 трения о стенки Т,)X <>ОП()0 ВО (ОВ И 2 <Ч(0 !)OCTh Ч яСТИ ц VCTc»lс!Вл И в яеТС51 и<)(Т()511»1011 v . Г(ОТ<)K) В 1(аждам трубопроводе 1 и 2 обтеKdcT нахо (51tH,1l(. ся В H(.м крь(лья 3 — 10 и Н3 каждо .1 из них обр !зуе) ся н«нранлс i!I h Вверх подь(МНЯЯ CH.I;>. 0 1 <>р<151 П(?Х ИХ ГЕОМРТРИЧ(< КНХ ) С(О<>К",(ПИЛ ИК !X (?) Д (! (с <.) — к<)э(!>(Вини с н »0:1, !>с 1 ной clt.lhi; р — - нл<л II()(ь Оотс KBK>!iILЙ среды; — Н.>011(сl, Ь КРЫЛ» . В К<>с?), 10 H 1<>С 1 И ()у 0<>!ipO!S(). i» Крь?,1 Ья IS(TP("vi lK) I II30C C3K?I1, ?ll lIOTOK i!OH X1» ПЕ(?ЕДН И Х?И КРО,t Ê3;>(И, Сух!ма()няя шдъе,>няя снля Г = F>, <=> Г (Е И вЂ” Ка I?I 1! H кры fi>cls 3 10, B рс«у.ihT»TP. объект 11 дпижется Вверх, вх>ссTp. с ним движется роТор >«1 чикиж«ясь к н>,.lю 13T чика l?. !(pl! э) с)м Выхаднс)й (игнял датчика 1 2 > м\ if û!13(. ся, мсн ыl(»L f c5! ток 1 и сВЯзя H Hhl<) С l ill Ì CKOf >OCT H > i I<) <> BOB ll ПОД ЬЕ vt »351 си за 1=. В некого(>с? м пало. ксгни и крь!л ьев :1 10 и ротор;;I Н«В(III(1»»>l)I IS !>От<)кс г< Кх !Н(:I!»О 1»:, ба> i!1)ана, (<» > i !i .? i. 1<> i»»(> I > (>» < !> . -) <>,!<О1 ll 1 с! 5! К. I P! I . .!! I I > ; <. OT vl0("1 <, I! В <., C !3(. IIPI! )Iсн(II>!5> !I»сс)(<>is j() > I Hx гll»<)В. (>)0.1!s<ëс )Oil f)<)!!! B. .С!! И >1 К,) Ь!. 1!>(>В ) ! 0li 1)<. ((>, i> IO. С 5i l) hi P 3 I (с (. > ка? ф(1>l! И>н н) . I<)()()ВО((> с < >!I f)oTH B, 1<еl»f5h 1328616 20 Лсс = — are sin — —. Лг. = S Су(Ла). Fei = p CrS — — —; (vswz)) г Г: =рС,М- —; ;.(-.с(" . ) (,.ГС .. 2 (v- й„) I3(;S — -— z (С,S(v - ), 2 гв = F0»вЂ” Формула изобретения Ввиду того„что в трубопроводах и 2 направления потоков противоположны, противоположны и суммарные силы лобового сопротивления на крыльях 3 — 10, а их сумма равна нулю, поэтому объект I I не имеет ни линейных перемещений по осям Х и У, ни вра1цательных движений вокруг оси Z. Допустим, что основание совершает пространственную вибрацию с виброускорением Я1 = ф» + Wy + Wz, где %», Wt, W. — компоненты виброускорений вдоль взаимно перпендикулярных осей Х, Y, Z, связанных с невибрирующей базой. При наличии виброускорения W. потоки среды в трубопроводах 1 и 2 получают 15 направленные вдоль оси Z приращения скорости Wa которые, складываясь со скоростями V, вызывают скос потока и, как следствие, — изменение угла атаки крыльев на угол: В результате возникает приращение подьемной силы Рассмотрим наличие скоростей %» и % вибрационных перемещений трубопроводов 1 и 2. Ввиду того, что скорости W» и W на некоторых участках трубопроводов совпада- 30 ют со скоростями V основного течения потоков, а на других им противоположны, подъемные силы на отдельных участках имеют следующие значения р(S(:") (. CPS (1 +ЗА«У,z F n i = р-С S : "-); Г ги =Z где индексы 1 и 2 означают основной и дополнительный трубопроводы. В результате подьемная сила получает прира1цение 1ху 2rt(-.. Sf> (1«+ у ) . Г10лное сум»1аp1гос прира1цецие цодъемНоН силы составляет г -NI- = 2n(S,<>(%- +®у») + - - - - --(.. (3.1 Ю Прира1цснис подъемной силы А1 вызывает движение объекта с ускорением: А Г 55 где IH -- масса Объекта. При этом вибродатчик 13 вырабатывает пропорционалы1ый ускорению а сигнал. который поступает на привод 14. Последний меняет угол атаки крыльев 3 — 10, в результате меняется подъемная сила F и ускорение а.. Включение привода и вибродатчика таковы, что при виброперемещении объекта 11 вверх угол атаки крыльев 3 — 1,0 уменьшается, и, следовательно, уменьшается подъемная сила, при перемещении вниз — увелиуивается. При качественной работе системы регулирования значение подъемной силы не изменяется, а остается равным весу объекта. При качественной работе системы автоматического регулирования угла атаки амплитуда вибрации объекта 11 в К (коэффициент усиления разомкнутой системы) раз меньше амплитуды вибрации основания. Применение известных в автоматике методов придания системе астатизма по отношению к конкретному входному воздействию позволяет свести вибрацию объекта к нулю. При этом из-за большой постоянной времени системы «датчик 12 — насос» вибрационные колебания статора датчика 2 относительно его ротора не вызывают изменений скорости V. потоков. Наличие виброскоростей среды W. и W> приводит в каждом канале к приращению силы лобового сопротивления на величину Q1å 2 C«Sp" (11 «+ ®у ) . Учитывая, что направления потоков в трубопроводах и 2 противоположны, противоположны и знаки приращений силы лобового сопротивления, а их сумма равна нулю, поэтому объект по-прежнему не имеет вращательных движений вокруг оси Z. Силы, действующие на защищаемый объект 11 со стороны вибрирующего основания, определяются выражением F» = C-A, где С вЂ” жесткость мембраны; А — амплитуда виброускорения. Использование в виброизоляторе мягких мембран, жесткость которых близка к нулю, устраняет воздействие вибрирующего основания на защищаемый объект. Активный виброизолятор, содержащий замкнутый кольцевой трубопровод, заполненный рабочей средой и имеющий насос, разме1ценные внутри т!эубог1ровода крылья, свяль1ваемые с амортизируемым объектом, вибродатчик, датчик линейных переме1цений и привод, связанный с крыльями. отличающийся тем, что, с целью обеспечения пространственной виброзащиты, он снабжен дополнительным замкнутым кольцевым трубопроводом, установленным параллельно основному, также заполненным рабочей средой и имею1цим насос, и размещенными внх TPIt .10110,1111lтельцого 1 Itv()011130130 1а KI3hlльямц, также связываемыми с амортизируемым объектом, расположенными в наl328616 М/у Составитель М. Веселов Редактор Н. Ту ица Техред И. Верес Корректор Л. Бескид Заказ 3471141 Тираж 811 Подои сное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 правлении, противоположном основным, и связанные с приводом, крылья в основном и дополнительном трубопроводах расположены по их периметрам, а привод предназначен для установки на амортизируемом объекте.
