Электромагнитная гидравлическая виброизолирующая опора

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам виброзащиты. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитная гидравлическая виброизолирующая опора содержит грузовую платформу, связанную штоком с гидравлическим поршнем, снабженным дросселирующими отверстиями и установленным в гидравлической камере. Опора снабжена катушками индуктивности, магнитосвязанными со штоком и снабженными схемой управления подачей тока, содержащей датчик перемещения штока. Техническим результатом является улучшение виброизолирующих свойств опоры и увеличение диапазона частот гасимых колебаний. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам виброзащиты, к конструкциям виброизолирующих опор машин и механизмов, предназначенных для гашения колебаний и вибраций различных объектов.

Заявляемое устройство предлагается для демпфирования или подавления колебаний механических систем с внешним возбуждением. Оно использует электромагнитные поля как среду с регулируемой жесткостью для изменения настройки гидравлического поглотителя в тех диапазонах частот, в которых наблюдаются чрезмерно большие амплитуды.

Известна виброизолирующая опора, содержащая грузовую платформу, связанную с демпфером и упругим элементом, который в свою очередь связан последовательно с гидравлическим элементом, выполненным в виде буферной полости, образованной гидравлическим поршнем и цилиндром и заполненной находящейся в движении жидкостью. При этом упругий элемент выполнен в виде газовой пружины, содержащей цилиндр, наполненный сжатым газом, и помещенный в нем поршень, связанный центральным штоком с гидравлическим поршнем с одной стороны и платформой с другой [1].

Недостатком данной конструкции является ограниченность демпфирующих свойств, что приводит к недостаточной стабилизации двигателя относительно фундамента, отсутствие возможности активно влиять на параметры опоры, изменяя по ходу работы ее вибрационные характеристики.

Наиболее близким прототипом к предложенному устройству является виброизолирующая опора, содержащая в качестве упругого элемента газовую пружину, а в качестве демпфера - гидроцилиндр с размещенным в нем поршнем с дросселирующими отверстиями, связанный центральным штоком с грузовой платформой [2].

Недостатком данной конструкции является достаточно высокая собственная частота колебаний опоры, большая жесткость упругого элемента, а вследствие этого и большая жесткость опоры, что приводит к снижению передачи вибраций в незначительном диапазоне частот.

Основной задачей является понижение амплитуды собственных колебаний виброизолирующей опоры, что ведет к повышению ее надежности. Технический результат заключается в улучшении виброизолирующих свойств опоры, уменьшении смещения дизеля относительно фундамента, а также в увеличении диапазона частот гасимых колебаний.

Для решения поставленной задачи электромагнитная гидравлическая виброизолирующая опора, содержащая грузовую платформу, связанную штоком с гидравлическим поршнем, снабженным дросселирующими отверстиями и установленным в гидравлической камере, дополнительно снабжена катушками индуктивности, магнитосвязанными со штоком и снабженными схемой управления подачи тока, содержащей датчик перемещения штока.

На фиг.1 показана заявляемая опора в разрезе, на фиг.2 показана блок-схема управления катушками индуктивности.

Виброизолирующая опора содержит грузовую платформу 1, изготовленную из углеродистой магнитомягкой стали, на которую устанавливается объект виброизоляции (например, судовой двигатель) и которая связана центральным штоком 2 с гидравлическим поршнем 3, изготовленными из ферромагнитной коррозионно-стойкой стали. Гидравлический поршень 3 снабжен дросселирующими отверстиями 4 и торцевыми уплотнениями 5. Гидравлический поршень 3 помещен в цилиндре 6. В верхней и нижней частях штока 2 расположены катушки индуктивности 7 с полюсами 8, отделенные от цилиндра 6 крышками 9. Шток 2, поршень 3, цилиндр 6, катушки 7 размещены в корпусе 10, который играет роль магнитопровода, а шток 2 играет роль якоря. Якорь 2 имеет возможность перемещаться в осевом направлении внутри трубок 11. Между штоком 2 и корпусом 10 установлена опорная пружина 12. Крышки гидравлического цилиндра 9 и корпуса опоры 10 имеют эластичные резиновые уплотнения 13, закрепленные методом вулканизации.

Буферная полость 14 соединена с насосом 15, в выходном патрубке буферной полости расположен регулирующий клапан 16.

Катушки индуктивности 7 соединены совместно с датчиками 17 в единую управляющую цепь (фиг.2), содержащую датчики перемещения штока 17, блок управления 18, блок питания 19. Основная задача управляющей цепи состоит в попеременной подаче тока на катушки индуктивности 7 в зависимости от сигнала датчика 17.

Заявляемая опора работает следующим образом.

Насос 15 подает рабочую жидкость в буферную полость 14, в которой постоянное давление поддерживается регулирующим клапаном 16. Увеличение или уменьшение нагрузки на грузовую платформу 1 вызывает перемещение центрального штока 2 с гидравлическим поршнем 3. Дросселирующие отверстия 4 гидравлического поршня 3 при его перемещении способствуют перетеканию жидкости из буферной полости 14 в надпоршневое пространство и обратно, поэтому надпоршневое пространство играет роль демпфера. В свою очередь перемещение штока 2 улавливает датчик 17, выходной сигнал которого через блок управления 16 подается на вход блока питания 19. Блок питания 19 подает ток необходимой величины либо на верхнюю катушку индуктивности 7, либо на нижнюю. Электромагнитное поле катушек индуктивности 7 воздействует на шток 2 в направлении, необходимом для сглаживания колебаний. Таким образом, катушка индуктивности 7 также исполняет роль упругого элемента.

Применение катушек индуктивности 7 в конструкции виброизолирующей опоры позволяет с высокой степенью точности использовать ЭВМ для управления опорой, поскольку электромагнитные приводы широко применяются практически во всех отраслях промышленности и очень удобны для этой цели.

В электромагнитной гидравлической виброизолирующей опоре использовано сочетание пассивной системы виброизоляции и активной системы стабилизации защищаемого объекта. Необходимость высокой статической жесткости определяет использование гидравлической системы. Активная виброзащитная часть выполняется в виде электромагнитных пружин - катушек индуктивности. Правильное сочетание параметров частей опоры позволяет выполнить требование высокой жесткости для статической нагрузки и низкой жесткости для вибрации. Таким образом, в одном устройстве реализуется новое качество, недостижимое в пассивных и активных системах.

Источники информации

1. DE 4127917 А1, кл. F 16 F 9/06, опубл. 25.02.1993.

2. Глушков С.П., Фомичева Е.В.. Вынужденные колебания пневмогидравлической виброизолирующей опоры. // Двигателестроение. - 2003. - №2.- С. 31-33.

Электромагнитная гидравлическая виброизолирующая опора, содержащая грузовую платформу, связанную штоком с гидравлическим поршнем, снабженным дросселирующими отверстиями и установленным в гидравлической камере, отличающаяся тем, что опора снабжена катушками индуктивности, магнитосвязанными со штоком и снабженными схемой управления подачей тока, содержащей датчик перемещения штока.