Устройство для гашения колебаний

 

Изобретение относится к системам виброизоляции и может использоваться в машиностроении , например в транспортных машинах, активных пневматических системах виброизоляции. Сущность: устройство для гашения колебаний содержит упругий элемент 1, демпферную камеру 3, позиционер 4, распределитель 7 с предклапанной полостью 11 и камерой 14 управления. Мембраной 17 с отверстием 19 от камеры 14 управления отделена камера 18 сброса, сообщенная с атмосферой. Регулирующий элемент в виде винта 20 изменяет проходное сечение отверстия 19 мембраны 17. Камера 14 управления и предклапанная полость 11 сообщены между собой каналом с дросселем 15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 F 9/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4847657/28 (22) 11.06,90 (46) 23.12,92. Бюл, гв 47 (71) Институт машиноведения им. А,А,Благонравова (72) Ю.Г.Сафронов, А.B.Ñèíåâ, B.Ñ.Ñîëoâüев, Ю.В.Масленков, Т.В.Ерохина, Л.А.Степанова и Н.П.Самойлов (56) Великодный В.М., Волошин 1О.Л., Митропан Д.M. и др. Исследование регулируемой пневморессорной подвески переднего моста колесного трактора класса 2, "Тракторы и с-х машины", bb 6, 1987, с. 15-118.

Авторское свидетельство СССР

М 1113605, кл, F 16 F9/04,,1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ

„„ Ц„„1783190 А1 (57) Изобретение относится к системам виброизоляции и может использоваться в машиностроении, например в транспортных машинах; активных пневматических системах виброизоляции. Сущность: устройство для гашения колебаний содержит упругий элемент 1, дампферную камеру 3, позиционер 4, распределитель 7 с предклапанной полостью 11 и камерой 14 управления. Мембраной 17 с отверстием 19 от камеры 14 . управления отделена камера 18 сброса, сообщенная с атмосферой. Регулирующий элемент в виде винта 20 изменяет проходное сечение отверстия 19 мембраны 17. Камера 14 управления и предклапанная полость 11 сообщены между собой каналом с дросселем 15. 1 ил, б

1783190

Изобретение относится к системам виброизоляции, применяемым в машиностроении, например в транспортных машинах, и в частности к активным пневматическим системам виброизоляции.

Известны пневматические системы виброизол я ции, содержащие резинокордную оболочку (РКО), внутренняя рабочая камера которой соединена через дроссель с дополнительной. (демпферной) камерой, гидравлический амортизатор, а также позиционер, обеспечивающий постоянное относительное (статическое) положение объекта виброизоляции относительно основания при изменении его массы, а также для.компенсации возможных утечек воздуха иэ системы.

Недостатком подобной системы виброизоляции является понижение эффективности виброизоляции является понижение эффективности виброизоляции в зарезонансной области частот за счет налйчия су- хого трения в гидравлическом амортизаторе и незначительном спаде кривой коэффициента передачи в зарезонансной области (лишь 6 дБ на октаву), Наиболее близким по технической сущйости к предлагаемой системе вибройзоляции является устройство для гашения колебаний, содержащее резинокордную пневматическую оболочку, внутренняя полость которой через дроссельное устройство соединена с демпферной камерой, позиционер и пневмораспределитель, динамического канала, включающий.в себя пневматический акселерометр /2/.

Недостатком известного устройства для гашения колебаний является сложность осуществления пневматического акселерометра с достаточным усилением сигнала ускорения, что требует многокаскадного пневматического усилителя и не обеспечиваетдостаточной чувствительности динамического канала из-за фазовых искажений.

Конструкция динамического канала в целом оказывается сложной и недостаточно эффективной.

Цель изобретения — повышение эффективности виброиэоляции при повышении чувствительности устройства и его быстродействия, что обеспечивает снижение коэффициента передачи на резонансе, понижение резонансной частоты и более крутой спад кривой коэффициента передачи в зарезонансной области (12 дБ на октаву против 6 дБ/акту аналога), а также упрощеwe конструкции.

Для достижения поставленной цели в .устройстве для гашения колебаний, содер. жащем заполненные рабочей средой упругий элемент и демпферную камеру, разделяющую их перегородку с дросселирующим устройством, распределитель с предклапанной полостью и камерой управления и свя5 зываемый с объектом виброизоляции позиционер, сообщенный посредством канала связи с полостью упругого элемента и предклайанной полостью, оно снабжено мембраной с отверстием, отделяющей от камеры управления камеру сброса, сообщенную с атмосферой и регулирующим элементом для изменения проходного отверстия мембраны, а камера управления и предклапанная полость сообщены между собой каналом обратной связи с дросселем.

На чертеже изображена схема устрой10

15 ства для гашения колебаний, которое состоит из упругого элемента 1(РКО), внутренняя полость которого через дросселирующее устройство 2 соединена с демпферной каме20 рой 3, позиционера 4, рычажной обратной связи по перемещению 5, объекта виброизоляции 6 и распределителя 7. Позиционер

4 и распределитель 7 питаются давлением

25 пневмосети Рс. Корпус распределителя 7 содержит мембраны 8 и 9, соединенные жестким центром 10 (он же клапан выпуска).

Мембраны 8 и 9 отделяют предклапанную полость 11 и камеру управления 14 от каме30 ры выпуска 16. В предклапанную полость 11 рабочая среда поступает через клапан впуска 12, поджимаемый к седлу пружиной 13.

Камера управления 14 соединена с предклапанной полостью 11 через дроссель 15.

35 Между мембранами 8 и 9 находится камера выпуска 16, соединенная с атмосферой. Камера управления 14 отделяет мембраной 17 камеру сброса 18, которая соединена с атмосферой. На мембране 17 имеется отвер40 стие 19, Регулирующий элемент для изменения проходного отверстия мембраны выполнено в виде винта 20, закрепленного на резьбе в корпусе распределителя 7.

Нижний конец винта 20 торцем прикрывает

45 отверстие 19. Другой конец винта имеет рифленую головку 21.

Устройство для гашения колебаний работает следующим образом.

Упругий элемент 1 и дополнительная ка50 мера 3 поддерживают на определенной высоте объект виброизоляции 6 за счет давления рабочей среды Рс. Позиционер 4 поддерживает расчетное положение объекта виброиэоляции 6, поднимая давление ра55 бочей среды в упругом элементе 1 и, соответственно, в демпферной камере 3, если из-эа утечек или других причин объект виброиэоляции 6 опустился вследствие сжатия упругого элемента 1. При этом рычаг обратной связи 5 (по перемещению) вклю- .

1783190 чает подачу рабочей среды в упругий элемент 1, Если же масса объекта виброизоляции уменьшилась, то давление рабочей среды поднимает объект виброизоляции 6 выше расчетного уровня. При этом рычаг обратной связи 5 позиционера 4 сбросит давление в упругом элементе 1 и объект виброизоляции займет расчетное положение в пространстве.

Распределитель 7 работает следующим образом. При сближении обьекта 6 и осноC вания давления s камерах 1 и 3 повышается, мембраны 8 и 9 йоднимаются in воздух через клапан выпуска 10 начинает выходить из рабочей камеры 1, что усиливает эффект виброизоляции. Аналогично, при удалении объекта 6 от основания, давление в камерах

1 и 3 понижается и давление в управляющей камере 14 сдвигает мембраны 8 и 9 вниз, открывая клапан 12 на впуск и также усиливает эффект виброизоляции.

Рассмотрим действие динамического канала при изменении статической (весовой) нагрузки со стороны объекта 6. При определенной средней нагрузке давление в камере 14 настраивается винтом 20 таким образом, чтобы клапаны выпуска 10 и впуска 12 были закрыты.

Если масса объекта скачком увеличилась, то сначала масса 6 пойдет вниз, откры..вая наполнительный клапан позиционера через рычаг 5 (медленное наполнение). Давление в камере 11 быстро возрастает, вызывая быстрое открытие клапана 10 и быстрое закрытие его после уменьшения давления в камере 11, Рычаг позиционера находится в слегка отклоненном положении и продолжается наполнение упругого элемента 1 и камеры l4 через дроссель 15. Процесс наполнения будет продолжаться до тех пор, пока повышение давления в камере 14.не . вызовет срабатывания клапана наполнения

12 и быстрого доведения давления в камере

11 и камере упругого элемента 1 и возвращения массы 6 опять в расчетное положение по высоте .и закрытия клапанов позиционера 4 и распределителя 7; Следу. ет отметить, что быстродействие динамического канала (распределителя 7) на два три порядка выше быстродействия позиционера 4.

При уменьшении массы объекта 6 давление в камерах 1,11 резко падает, вызывая. срабатывание клапана 12 на наполнение из45 ности виброизоляции при повышении чувствительности - устройства и его быстродействия, оно снабжено мембраной с отверстием, отделяющий от камеры управления камеру сброса, сообщенную с атмосферой, и регулирующим элементом для изменения проходного отверстия мембраны, а камера управления и предклапанная полость сообщены между собой каналом обратной связл с дросселем.

5

I за большего давления в камере 14, чем в

11, которое тут же прекращается. Одновременно рычаг 5. позиционера 4 открывает клапан сброса давления-и начинается медленное положение давления. Кроме того, начинается понижение давления в камере.

14 через дроссель 15, что приводит к окончательному сбросу давления в камерах 1 и

11 до величины, соответствующей расчетному статическому положению массы 6, когда закроются клапаны позйционера 4 и пневмораспределителя 7.

Использование предлатаемого устройства существенно повышает эффективность виброизоляции за счет коррекции давления в рабочей камере дважды за каждый период колебаний. На фиг,2 представлены экспериментальные характеристики устройства, выполненного в двух вариантах, Сплошная линия — без динамического канала и.пунктирная линия — с динамическим каналом

Видно, что динамический канал в 2 раза снижает коэффициент передачи на реэонансе и снижает частоту резонанса в 1,5 раза, не ухудшая виброизоляцию в эарезонансной области.

Таким образом, в результате этого существенно снижается. уровень вибрационного воздействия на человека-оператора, что дает значительный социально-экономический эффект в смысле охраны здоровья на транспорте и в промышленности.

Формула изоб ретения

Устройство для гашения колебаний, co- держащее заполненные рабочей средой упругий элемент и демпферную камеру, разделяющую их перегородку с дросселирующим устройством, распределитель с предклапанной полостью и камерой управления . и связываемый с демпфируемым объектом позиционер, сообщенный посредством канала связи с полостью упругого элемента и: предклапанной полостью, о т. л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эффектив