Инерционный демпфер

 

Использование: в системах демпфирования инерционных колебаний космических летательных аппаратов и в гироскопических устройствах. Сущность: инерционный демпфер содержит вал, на котором закреплены немагнитные электропроводящие диски. Диски ротора установлены соосно поочередно с немагнитными дисками статора, которыеснабженыаксиально ориентированными постоянными магнитами . Магнитные полюса постоянных магнитов крайних дисков статора соединены кольцевыми ферромагнитными сердечниками , которые размещены е немагнитном кор пусе. Для изменения степени демпфирования четные или нечетные диски статора выполнены подвижными. Для этого он размещен в подшипнике. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Н 02 К 49/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835711/07 (22) 07.06.90 (46) 30.11,92. Бюл. ¹ 44 (71) Томский политехнический институт им.

С.M.Êèðîâà (72) А.В.Лоос, А,В.Лукутин, А.А.Буймов, В,И.Шпаков и А.M.Î÷åðåäêî (56) Авторское свидетельство СССР

N 1642559, кл. Н 02 К 49/04, 1989. (54) ИНЕРЦИОННЫЙ ДЕМПФЕР (57) Использование: в системах демпфирования инерционных колебаний космических летательных аппаратов и в гироскопических устройствах. Сущность: инерционный деИзобретение относится к исполнительным элементам авиационной приборной автоматики, имеющим инерционные демпферы, а также может быть использовано в системахдемпфирования инерционных колебаний космических летательных аппаратов и в гироскопических устройствах.

Целью изобретения является повышение эффективности демпфирования в широком диапазоне изменения частоты вращения, На фиг,1 представлена конструкция инерционного демпфера; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг, 3-5 схематично показаны разные положения двух соседних дисков.

Демпфер содержит вал 1, на котором закреплено и (в данном случае n=2) немагнитных электропроводящих дисков 2. Диски ротора установлены соосно поочередно с и+1 (в данном случае и+1=3) немагнитными дисками статора 3. Диски статора снабжены мпфер содержит вал, на котором закреплены немагнитные электропроводящие диски.

Диски ротора установлены соосно поочередно с немагнитными дисками статора, которые снабжены аксиально ориентированными постоянными магнитами. Магнитные полюса постоянных магнитов крайних дисков статора соединены кольцевыми ферромагнитными сердечниками, которые размещены в немагнитном корпусе, Для изменения степени демпфирования четные или нечетные диски статора выполнены подвижными. Для этого он размещен в подшипнике. 5 ил. аксиально ориентированными постоянными магнитами 4, образующими многополюсную магнитную систему. Магнитные полюса постоянных магнитов крайних дисков статора соединены кольцевыми ферромагнитными сердечниками 5. Ферромагнитные сердечники 5 и диски статора 3 размещены в немагнитном корпусе 6. Для изменения степени демпфирования четные или нечетные диски статора (B данном случае второй) выполнены подвижными. Для этого он размещен в подшипнике 7, что позволяет изменять осевое положение данного диска.

Противодействующие пружины 8 позволяют изменять зависимость коэффициента демпфирования от частоты вращения ротора.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вал 1 инерционного демпфера жестко связан с валом устройства, колебания которого необходимо

1778884

55 демпфировать, либо создавать на его валу подтормаживающий момент, Постоянные магниты 4 установленных поочередно статорных дисков 3 образуют последовательную магнитную цепь, магнитный поток которой пересекает немагнитные электропроводящие диски ротора 2 и замыкается через кольцевые ферромагнитные сердечники 5. При возникновении колебаний вала

1 или его вращении диски ротора 2 начинают перемещаться относительно полюсов постоянных магнитов 4, установленных на дисках статора 3. При перемещении дисков

2 ротора относительно магнитного поля постоянных магнитов 4 в массиве дисков индукцируются ЭДС и возникают токи. Токи дисков ротора создают магнитный поток реакции якоря, который в сумме с потоками постоянных магнитов образует результирующий магнитный поток. Взаимодействие токов диска с результирующим магнитным потоком вызывает возникновение тормозного или демпферного момента, стремящегося уменьшить скорость относительного перемещения дисков ротора и статора. Момент демпфирования колебаний и пропорциональный ему коэффициент или степень демпфирования колебаний

Мд=Кд (1) где Мд — момент демпфирования;

Кд — коэффициент демпфирования; ч — угловая скорость относительного перемещения дисков ротора и статора.

Для плавного регулирования степени демпфирования предлагается выполнять часть дисков статора подвижными. На фиг, 2 показана схематично часть инерционного диска, На фиг. 3 показано такое положение подвижного диска статора, когда в воздушном зазоре разноименные полюса двух соседних дисков расположены строго друг против друга. В этом случае проводимость потоку в воздушном зазоре

6=Мо —, S

О (2) где S — площадь взаимного перекрытия двух разноименных магнитов соседних дисков статора, максимальна, так как максимальна площадь. взаимного перекрытия разноименных магнитов. В этом случае по магнитной цепи протекает максимальный поток, обеспечивая максимальный коэффициент демпфирования Кд. На фиг. 4 показано смещение подвижного диска статора относительно неподвижных. В этом случае коэффициент демпфирования Кд уменьшается в силу уменьшения проводимости воздушного зазора и, следовательно, магнитного потока в магнитопроводе. На

3D

40 фиг.5 представлено крайнее расположение дисков статорэ, когда коэффициент демпфирования Кд равен нулю, При отклонении осей разноименных магнитов подвижных и неподвижных дисков статора на подвижные диски статора действует синхронный момент М, который стремится расположить диски таким образом, чтобы оси разноименных постоянных магнитов, расположенных на подвижных и неподвижных статорных дисках, совпадали, а синхронный момент М> стремится максимально отклонить оси разноименных магнитов. Таким образом, в установившемся режиме

Мс=Ма . (3)

Для изменения зависимости коэффициента демпфирования от частоты вращения ротора подвижные диски статора снабжаются противодействующими пружинами 8, В этом случае на подвижные диски статора кроме синхронного М и асинхронного М моментов действует момент, создаваемый противодействующей пружиной — М л. В установившемся режиме уравнение моментов, действующих на подвижные диски статора, записывается следующим образом:

Мс+Мпр=Ма. (4)

Изменяя жесткость противодействующей пружины, можно изменять асинхронный момент, а значит, коэффициент демпфирования.

Таким образом, повышение эффективности демпфирования в широком диапазоне изменения частоты вращения достигается тем, что инерционный демпфер снабжен противодействующими пружинами, а статорные диски с постоянными магнитами через один установлены с возможностью разворота в пределах полюсного деления и соединены с противодействующими пружинами.

Формула изобретения

Инерционный демпфер. содержащий немагнитный электропроводящий дисковый ротор и расположенный на статоре индуктор, выполненный в виде системы аксиально ориентированных постоянных магнитов, которые с одной стороны соединены ферромагнитным сердечником, а другой стороной обращены к торцовой поверхности дискового ротора, ротор снабжен дополнительными немагнитными электропроводными дисками, закрепленными на одном валу с основным, статор снабжен

n+2 немагнитными дисками, на которых размещены постоянные магниты, и дополнительным ферромагнитным кольцевым

1778884 сердечником, при этом основной и дополнительный ферромагнитные сердечники расположены на внешней торцевой поверхности крайних немагнитных дисков статора, электропроводящие диски ротора размещены между соосно с ними установленными немагнитными дисками статора, а расположенные напротив друг друга полюса постоянных магнитов разных немагнитных дисков статора ориентированы в одном направлении, отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности демпфирования в широком диапазоне изменения частоты вращения, снабжен

5 противодействующими пружинами, а статорные обмотки с постоянными магнитами через один установлены с возможностью разворота в пределах полюсного деления и

10 соединены с противодействующими пружинами.

1778884

Составитель В. Никоноров

Техред M,Моргентал Корректор И. Шмакова

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский оМбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4200 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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