Способ подавления резонансных колебаний механизмов
Изобретите относится к машиностроению , а именно к средствам гашения колебаний механизмов. Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний, достигаемое за счет перераспределения энергии колебаний механизма по диапазону рабочих частот. Дя этого периодически изменяют или жесткосткый, или инерционный параметр механизма с чатотой, в 1,7-1,9 раза большей частоты знешнего вибрационного воздействия и амплитудой , которая определяется следующими параметрами амплитудно-частотной характеристики механизма: частотами внешнего вибрационного воздействия, срыва и обратного . скэчкг, амплитудами резонансных колебаний , нерезокансных колебаний на частоте обратного скачка и внешнего вибрационного воздействия, нормальными величинами жесткого или инерционного параметра механизма . 6 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Isa F 16 F 15/ОО
MB. 6 NiI.! ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4385976/28, 4397 56 28 (22) 25.01.88 (46) 15.05.91, Бюл, М 18 ,71) Рл Ac:;iNN <оли I ::I N iGc".Né инстит j: NIN, А.Я.Пельше (72) А,Б.Окс, l .Ë.Öûäìèñêèé, B.M.Бересневич Ni M,A.Ìàãîíà (53) 621.567,2 (088.8) (56) Вибрации в технике. Т. 6, М.: Машиностроение, 1981, с. 237, 238.
Авторское свидетельство СССР
М 1442 >-. 9, кл. F 16 Р 15/00, 1986. (54) СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНЬ!Х КОЛЕБАНИЙ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретние относится к машиностроению, а именно к средствам гашения колебаний механизмов. Целью изобретения
Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам гашения колебаний механизмов, Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний.
Указанная цель достигается за счет перераспределения энергии колебаний механизма по диапазону рабочих частот.
На фиг. 1 показана амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) колебаний механизма до реализации способа подавления колебаний,на фиг.2-АЧХ колебаний механиэ ма при использовании способа подавления колебаний, на фиг.З-схема устройства для реализации способа при периодическом изменении жесткостного параметра; на фиг, 4— сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — схема устройства дл реализации способа при периодическом изменении инерционного параметра; на фиг, 6 — виб Б на фиг. 5, „„S0„„1649168 Al является повышен Ie зффектиьности гашения колебаний, дости -аемое за счет перераспределения знер;-ии колебаний механлзма r!o диапазону рабочих частот. Для этого периодически изменяют или жесткостныл, или инерционный параметр механизма с чатотой, в 1,7-1 9 раза большей частоты внешнего вибрационного воздействия и амплитудой, которая определяется следующими параметрами амплитудно-частотной характеристики механизма: частотами внешнего вибрационного воздействия, срыва и обратного, скачка, амплитудами резочансных колебанлй, нереэонансных колебаний на частоте обратного скачка и внешнего вибрационного воздействия, нормальными величинами жесткого или инерционного параметра механизСпособ подавления резонансных колебаний механизмов заключается в том, что периодически изменяют или жеткостный, или инерционный параметр механизма с частотол, в 1,7 — ":,9 раза бовьшей частоты внешнего вибрационного воздействия, и амплитудой, определяемой соотношением где S = К :С=О,75...1,5 — при изменении жесткостного параметра или
S= пр;
С = 0,55„,1,1 — при изменении инерционного параметра;
NcP.,à i;,ÂÐ вЂ” СООтВЕтСтВЕННО ЧаотОтЫ срыва, обратного скачка и внешнего вибрационного воздействия;
Ар — амплитуда резонансных колебаний механизма на частоте вр при и = О;
1649168
М, — амплитуда внешнего вибрационного воздействия;
4cT — деформация механизма при действии статической нагрузки МО1,.
Аск — амплитуда нерезонансных коле- 5 баний, соответствующая частоте обратного скачка;
К вЂ” величина номинального жесткостного параметра; ! лр — величина номинального инерцион- 10 ного параметра механизма, Устройство, реализующее способ при периодическом изменении жесткостного параметра, содержащее приводной вал 1, упругий блок 2, соединяющее приводной 15 вал 1 с главным валом 3 механизма, от которого через привод 4 движение передается рабочему органу 5, Упругий блок 2 содержит диск 6 с упругими на изгиб пальцами 7, входящими в отверстия специальных втулок 20
8 с малым коэффициентом трения, закрепленных совместно с упругими элементами
Я, имеющими нелинейную упругую характеристику, на подвижной шайбе t0, обойму 11 с закрепленными на ней электромагнитами 25
12. Подвижная шайба 10 установлена по отношению к электромагнитам 12 с зазором ю соединена с обоймой 11 посредством промежуточного упругого элемента 13, Диск 6 жестко закреплен на приводном валу 1, а 30 обойма П вЂ” на главном валу 3. Электромагниты 12 управляются путем подачи на них еременного напряжения заданной часто-, ты и амплитуды от генератора 14 через усилитель 15 и токоподвод 16, Подвижная 35 шайба имеет возможность осевых колебаний относительно обоймы t1 и упругих пальцев 7.
В рассматриваемом механизме резонансные колебания возникают поддействи- 40 ег:; переменной внешней вибрационной нагрузки M (t), передающейся на главный вал 3 от рабочего органа 5 вследствие неравномерности технологической нагрузки, неуравновешенности звеньев привода ме- 45 ханизма и т.д.
Подавление резонансных колебаний механизма по предлагаемому способу осуществляют следующим образом. предварительно определяют значения 50 параметров ш ср, ск, Аск, Аст, Ар, входящих в формулу (1). Для этого жестко закрепляют приводной вал 1. К главному валу 3 механизма сначала прикладывают статический момент, величина которого равна амплитуде 55 внешнего вибрационного воздействия Мо.
С помощью датчика угловых перемещений
onределяют угловое перемещение главного вала, После этого к главному валу 3 через рычаг от вибровозбудителя, например, электродинамического типа передают вибрационное воздействие с амплитудой, равной амплитуде Мс, внешнего вибрационного воздействия.
Плавно увеличивают частоту вибрационного воздействия от нуля до частоты а > в р, а затем плавно уменьшая ее до чатоты в <в к при одновременном контроле амплитуды угловых колебаний главного saла 3(с помощью датчика угловых перемещений), снимают АЧХ угловых колебаний главного вала 3. По АЧХ определяют значения чатот в,р,в ск и амплитуд колебаний A«, A>, Для подавления резонансных колебаний механизма осуществляют периодическое изменение жесткости упругого блока 2.
Частоту этого изменения устанавливают равной 1,7 — 1,9 чатоты внешнего вибрационного воздействия, а амплитуду,и определяют по формуле (1).
Периодическое изменение жесткости упругого блока осуществляют путем периодического изменения рабочей длины упругих пальцев (рабочая длина пальцев 7 равна расстоянию от диска бдо середины подвижной шайбы 10). Для этого подают переменное напряжение от генератора 14 через усилитель 15 и токоподвод 16 на электромагниты 12. Возникающая при этом переменная сила притяжения электромагнитов
12 вызывает осевые колебания подвижной шайбы 10 на промежуточном упругом weменте 13 относительно упругих пальцев 7, Колебания подвижной шайбы 10 относительно упругих пальцев 7 приводят к периодическому изменению рабочей длины последних.
Таким образом, амплитуда колебаний подвижной шайбы определяет амплитуду изменения упругих пальцев 7, которая близка к жесткости механизма. Частота изменения его жесткости равна частоте колебаний подвижной шайбы 10. Следовательно, управляя амплитудой и частотой колебаний подвижной шайбы 10 с помощью электромагнитов 12, можно осуществить управление частотой и амплитудой изменения жесткости упругого блока 2.
АЧХ, полученная при включенных электромагнитах 12 и принятых значениях частоты и амплитуды,и изменения жесткости, приведена на фиг. 2, При сравнении АЧХ на фиг. 1 и 2 видно, что периодическбе изменение жесткости упругого блока 2 значительно уменьшило затягивания колебаний, При этом на частотах в > 123 с (в р= 133 с )
-1 (фиг. 2) резонансные колебания полностью подавлены.
1649168
078
Устройство, реализующее способ при периодическом изменении инерционного параметра, содержит приводной вал 1 (фиг.
5 и 6), соединенный посредством муфты 2 с нелинейной упругой характеристикой с 5 главным валом 3 механизма, от которого через привод 4 движение передается рабочему органу 5 и кривошипно-ползунный блок 6, соединенный с помощью кинематической передачи 7 с главным 10 валом 3. В случае ременной кинематической передачи последняя состоит из шкивов 8 и 9 и ремня 10. Шкив 8 соединен с главным валом 3, а шкив 9 — с осью кривошипа 11. Кривошипно-ползунный блок 15 . включает кривошип 11, предающий движение посредством шатуна 12 ползуну
13.
Построение АЧХ механизма и определение параметров в ср, в сх, А <, И т, Ар 20 производится аналогичным образом.
Для подавления резонансных колебаний механизма осуществляют периодическое изменение его инерционного параметра, а именно периодическое из- 25 менение приведенного к главному валу 3 момента инерции механизма l p с помощью кривошипно-ползунного блока.
Необходимая величина амплитуды изменения момента инерции обеспечивается 30 выбором параметров кривошипно-ползунного блока, Подключение последнего к механизму также значительно уменьшает зону затягивания колебаний и предотвращает резонан- 35 сные колебания механизма в широком диапазоне частот.
Формула изобретения
Способ подавления резонансных колебаний механизмов, заключающийся в том, что компенсирующую силу создают путем периодического изменения параметров механизма, отл ича ю щийс я тем,что,сцелью повышения эффективности гашения колебаний, изменяют или жесткостный, или инерционный параметр с частотой в 1,7 — 1,9 раза большей чатсоты внешнего вибрационного воздействия и амплитудой р, определяемой соотношением
С.$вр — иЬ Ap / Мо,ъ
Мср — ®ск Аст К1Аст где S=К1;, С = 0,75...1,5 — при изменении жесткостного параметра или
S = !пр, С = 0,55...1,1 — при изменении инерционного параметра;
Шерхан«,сцр — соответственно частоты срыва, обратного скачка и внешнего вибрационного воздействия;
Ар — амплитуда резонансных колебаний механизма на частотев при,и = 0;
Mp — амплитуда внешнего вибрационного воздействия;
Аст — деформация при действии статической нагрузки Мо;
А« — амплитуда нерезонансных колебаний, соответствующая частоте обратного скачка;
К1 — величина номинального жесткостного параметра;
4р — величина номинального инерционного параметра механизма.
1649168
0,26
1649168
Составитель А. Андреев
Редактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Корректор Т, Колб
Заказ 1508 Тираж 424 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
