Виброзащитная подвеска

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты от вибраций различных объемов. Целью изобретения является повышение надежности за счет автономности электропитания. При работе подвески рабочая жидкость приводит к движение гидротурбины 9 и 10 и генератор, подзаряжающий аккумулятор 25, от которого запитаны блок 21 сравнения, релейный элемент 22 и электромагнит 24. 4 ил.

союз советских социдлистических

РЕСПУБЛИК (sl>s F 16 F 15/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4660636/28 (22) 09.03.89 (46) 07.10.91. Бюл. 3Ф 37 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) Д.K.Ãðèøèí (53) 621-567,2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 629378, кл. F 16 F 15/03, 1976. (54) ВИБРОЗАЩИТНАЯ ПОДВЕСКА

„„Я2„„1682680 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защиты от вибраций различных обьемов. Целью изобретения является повышение надежности за счет автономности электропитания. При работе подвески рабочая жидкость приводит в движение гидротурбины 9 и 10 и генератор, подэаряжающий аккумулятор 25, от которого запитаны блок 21 сравнения, релейный элемент 22 и электромагнит 24, 4 ил.

1682680

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброзащиты различных объектов, Цель — повышение надежности за счет автономности электропитания.

На фиг. 1 изображена виброзащитная подвеска; на фиг. 2 — пример выполнения блока сравнения; на фиг. 3 — графики перемещения х и скорости х объекта виброзащиты, а также график перемещения z штока относительного среднего его положения; на фиг. 4 — амплитудно-частотные характеристики.

Подвеска содержит упругий элемент 1, установленный между защищаемым объектом 2 и основанием 3, размещенный на основании демпфер, выполненный в виде гидроцилиндра 4 с поршнем. Рабочие полости 5 и 6 гидроцилиндра через трубопроводы 7 и 8 подключены к гидротурбинам 9 и

10. Один конец дополнительного упругого элемента 11 присоединен к защищаемому объекту, а другой — к подвижному органу демпфера — штоку 12, Обратные клапаны 13 и 14 встроены между трубопроводом 8 и гидротурбинами 9 и 10 во встречном друг другу направлении. Управляемый электро.магнитный клапан 15, включающий золотник 16 с кольцевой выточкой 17 и пружину

18, через трубопровод 7 соединен с полостью 5 гидроцилиндра, а также с полостями гидротурбин 9 и 10. Дроссель 19 сообщает рабочие полости гидроцилиндра друг с другом. Датчик 20 сигнала подключен к блоку

21 сравнения, выход которого соединен с входом релейного элемента 22. Якорь 23 электромагнита 24 связан с золотником 16.

Аккумулятор 25 подключен к цепи 26 питания блока 21 сравнения, а также через контакты релейного элемента 22 — к обмотке 27 электромагнита.

Блок 21 сравнения выполнен в виде интегратора 28 и множительных блоков 29 и

30, первые входы которых через диоды 31 и

32 связаны с датчиком 20 сигнала, вторые входы через диоды 33 и 34 подключены к выходу интегратора 28, соединенного с датчиком 20, а выходы подключены к обмотке релейного элемента 22, Трансмиссионные валы 35 и 36 соединены с валами 37 и 38 гидротурбин посредством обгонных муфт 39 и 40. Вал 36 связан с валом 41 электрического генератора 42 при помощи соединительной муфты 43, а вал 35 связан с валом 41 через редуктор, состоящий из двух зубчатых или фрикционных колес 44 и 45 одинакового диаметра.

Электрический генератор 42 подключен к аккумулятору 25, 10

При отсутствии колебаний шток 12 находится в среднем положении, сигнал на выходах датчика 20 и блока 21 сравнения отсутствует, контакты релейного элемента

22 разомкнуты, обмотка 27 электромагнита не возбуждена и под действием пружины 18 золотник 16 клапана 15 перекрывает трубопровод 7, Сообщение между полостями 5 и 6 гидроцилиндра 4 в этом случае осуществляется при помощи дросселя 19, служащего для выравнивния давления в полостях 5 и 6 гидроцилиндра при изменении статической нагрузки на объект 2.

При возникновении резонансных колебаний объекта 2, возбуждаемых перемещениями основания 3 или силовым воздействием на объект, электрический сигнал с датчика 20 поступает на вход блока 21 сравнения. Интегратор 28 (фиг.2) интегрирует в непрерывном виде поступающий на его вход электрический сигнал с датчика 20.

Сигнал на выходе последнего пропорционален колебательной скорости х объекта, а сигнал на выходе интегратора 28 пропорционален интегралу от этой скорости, т.е. пропорционален колебательному перемещению х объекта. В результате перемножения сигналов, поступающих через диоды 31-34 на входы блоков 29 и 30 от датчика 20 и подключенного к нему интегратора 28, на выходе множительного блока 29 появляется импульс, действующий в течение второй четверти периода колебаний, а на выходе множительного блока 30 — импульс, действующий в течение четвертой четверти периода колебаний. Под действием указанных импульсов, поступающих на обмотку релейного элемента 22, контакты реле замыкаются v соединяют обмотку

27 электромагнита 24 с аккумулятором 25.

Якорь 23 электромагнита и связанный с ним золотник 16 перемещаются, преодолевая сопротивление пружины 18, и через кольцевую выточку 17 открывается сообщение по трубопроводу 7. Вторая четверть периода колебаний соответствует отрезку времени аЬ (фиг.3). в течение которого объект движется из крайнего верхнего положения вниз к положению равновесия, При этом скорость х объекта отрицательна, а действующие на шток 12 со стороны дополнительного упругого элемента 11 усилие направлено вверх, т.е. давление в полости 5 больше давления в полости 6. Поэтому при открытии управляемого клапана 15 в течение второй четверти периода колебаний объекта 2 жидкость протекает и полости 5 через трубопровод 7, гидротурбину 10, обратный клапан 14, трубопровод 8 в полость 6, в результате чего шток 12 перемещается вверх, сообщая объ1682680 бину 9, трубопровод 7 в полость 5, в результате чего шток 12 перемещается вниз,. сообщая объекту 2 через дополнительный уп- 20

30

35 результате обеспечивается непрерывное 40 вращение вала генератора и преобразова45

50 екту 2 через дополнительный упругий элемент 11 демпфирующее силовое воздействие, направленное противоположно колебательной скорости объекта. Четвертая четверть периода колебаний соответствует отрезку времени cd на фиг. 3, в течение которого объект возвращается из крайнего нижнего положения к положению равновесия (скорость положительна), а действующее на шток 12 со стороны дополнительного упругого элемента 11 усилие направлено вниз, т.е. давление в полости 6 больше давления в полости 5. При открытии управляемого клапана 15 в течение четвертой четверти периода колебаний объекта 2 жидкость перетекает из полости 6 через трубопровод 8, обратный клапан 13, гидротурругий элемент 11 демпфирующее силовое воздействие, направленное противоположно колебательной скорости. Для снижения объемных потерь сечение дросселя 19 выбрано . таким, что расход жидкости через дроссель составляет 3-57; от расхода жидкости через гидротурбины 9 и 10.

При прохождении жидкости через гидротурбину 10 ее вал 38 через обгонную муфту 40 и соединительную муфту 43 вращает вал 41 электрического генератора 42. Когда жидкость в гидротурбину 10 не поступает и ее вал 38 не вращается, обгонная муфта 40 не препятствует вращению вала 41 генератора по инерции. При движении жидкости через гидротурбину 9 ее вал через обгонную муфту 39, трансмиссионный вал 35 и колеса

44 и 45 вращает вал 41 генератора в ту же сторону, что и вал 38 гидротурбины 10. В ние энергии колебаний в электрическую энергию, служащую для подзарядки аккумулятора 25, снабжающего энергией электромагнит 24, а также цепь 26 питания блока 21 сравнения и цепь релейного элемента 22.

Поскольку при колебаниях в резонансной зоне перемещение х объекта больше перемещения у основания, то график изменения демпфирующей силы, прикладываемой через дополнительный упругий элемент 11 к объекту 2, близок к графику перемещения z штока 12 гидроцилиндра (фиг.3). При колебаниях в зарезонансной зоне (N/â, > V2I, где аь — собственная частота колебаний объекта на подвеске; ш частота возмущения) длительность импульсов, создаваемых релейным элементом 22, уменьшается, а частота их увеличивается, 5

При соответствующем выборе жесткости пружины 18, массы якоря 23 и индуктивности обмотки 27 электромагнита звено электромагнит — управляемый клапан является заградительным фильтром для высоких частот. Поэтому в зарезонансной зоне (cd/àî > VF), гидроцилиндр 4 не работает и усиления колебаний за счет инерционности и сдвига фаз не происходит.

На фиг. 4 представлена характеристика (I) чисто упругой подвески и характеристика (И) предложенной подвески при силовом воздействии на обьект. Ограничение резонансных колебаний происходит в последнем случае благодаря демпфирующему воздействию гидроцилиндра 4, а в эарезонансной зоне характеристика подвески близка к характеристике чисто упругой подвески.

Использование предлагаемой подвески позволяет сочетать высокую эффективность виброзащиты с повышенной надежностью,связанной с автономностью электропитания. Благодаря рекуперации энергии колебаний подвеска полностью обеспечивает себя питанием, если продолжительность колебаний объекта массой, например, 35 т составляет 8$ от общего времени работы.

Формула изобретения

Виброзащитная подвеска, содержащая устанавливаемый между защищаемым объектом и основанием упругий элемент, размещенный на основании демпфер, дополнительный упругий элемент, соединяемый одним концом с объектом, а другим с подвижным органом демпфера, электромагнит для управления демпфером, связанный с выходом релейного элемента, смонтированный на объекте датчик сигнала, соединенный с входом блока сравнения, выход которого подключен к входу релейного элемента,отл ича ющаясятем.что,с целью повышения надежности за счет автономности электропитания, демпфер выполнен в виде гидроцилиндра с поршнем, а подвеска снабжена соединенным с полостями гидроцилиндра дросселем, двумя гидротурбинами с разнонаправленными обратными клапанами, управляемым электромагнитом клапаном, соединенным с одной из полостей гидроцилиндра и полостями гидротурбин, а другая полость гидроцилиндра сообщена с обратными клапанами, обгонными муфтами, установленными на валах гидротурбин, электриче" ким генератором, жестко связанным с выходным валом одной из обгонных муфт, редуктором с передаточным отношением — 1, связывающим эл,.;триче1682680 ский генератор с выходным валом другой пям питания блока сравнения, релейного обгонной муфты, и аккумулятором, подклю- элемента и через последний к электромагченным к электрическому генератору и це- ниту.

IXI

/У/

1 J2

Фи . е

Составитель Д. Гришина

Редактор М. Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор C. Черни

Заказ 3397 Тираж 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