Устройство для демпфирования колебаний объектов

Овю фавин Саешсдивса Увсйубдн(45) Дата опубликования описания 03,05.78 Государственный контат Совета Министров СС на делам изобретени(72) Авторы изобретения В. В. Гужовский, С. В. Иносов, Я, Ф. Вайнкоф и Ю. В, Чудут 1) Заявител сударственный научно-исследовательский и проектный инстит угольной промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНОБЪЕКТОВ ЕБАНИИ уменьшение ффективно Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для гашения колебаний и уменьшения неуравновешенных сил в конструкциях, и может быть использовано для подавления колебаний длинномерных 5 консолей, например разгрузочной стрелы роторного экскаватора.Известно устройство для демпфирования колебаний длинномерных консолей, содержащее пневмоцилиндр двустороннего действия, 10 в котором расположен поршень, являющийся дополнительной массой, источник сжатого воздуха, распределитель с блоком управления им и датчик скорости колебаний, состоящий из акселерометра и интегратора, соединенный с коммутирующим устройством 11.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для демпфирования колебаний объектов, содержащее две параллельно устанавливаемые на объекте направляющие, расположенную на них массу, два шкива, устанавливаемые на объекте, гидропривод, гибкую связь, с двух сторон связывающую массу через шкивы с гидроприводом, распределитель с блоком управления, и датчик скорости колебаний объекта, соединенный с блоком управления распределителем .,21.Недостатками известных устройств являются большие величины массы, ее хода и 30 связанные с этим большие габариты привода. Последнее приводит к большим расходам рабочей среды.Целью изобретения являетсявеличины массы без уменьшения эсти демпфирования.Для этого в предлагаемом устройстве масса выполнена в виде двух дисков разных диаметров, жестко закрепленных на оси, расположенной на направляющих, устройство снабжено дополнительной гибкой связью, охватывающей диск большего диаметра, концы которой диаметрально противоположно закреплены на объекте, а основная гибкая связь охватывает диск меньшего диаметра.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - вид по стрелке Ана фиг. 1.Устройство включает в себя гидропривод, например гидроцилиндр 1 двустороннего действия, соединенный с объектом, например разгрузочной стрелой 2 роторного экскаватора, и расположенный своей продольной осью в направлении колебаний объекта, трехпозиционный распределитель 3 с подпружиненной заслонкой 4, соединенный с гидронасосом 5 и камерами гидроцилиндра 1, датчик 6 скорости колебаний, состоящий, например, из последовательно соединенных акселерометра 7 и интегратора 8, блок 9 управления распре(2) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 делителем 3, состоящий, например, из двух электромагнитов 10 и 11, якори которых соединены с заслонкой 4, и коммутирующего устройства 12, выходы которого соединены с катушками электромагнитов 10 и 11, а входы - с выходом датчика скорости колебаний. В качестве коммутирующего устройства может быть применено поляризованное реле или любой известный бесконтактный переключатель, могущий выполнять функции поляризованного реле,Кроме того, устройство включает в себя две параллельные, установленные на объекте в направлении колебаний направляющие 13 и 14, ось 15, расположенную на направляющих массу, выполненную в виде двух дисков 16 и 17 разных диаметров, жестко закрепленных на оси 15. Диск меньшего диаметра 17 через гибкую связь 18 и два шкива 19 и 20 связан с гидроцилиндром 1, Диск большего диаметра 16 охвачен гибкой связью 21, оба конца которой диаметрально противоположно закреплены на объекте. Гибкие связи конструктивно выполнены так, что обеспечивают перекатывание по ним дисков 16 и 17 без скольжения.Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.При отсутствии колебаний объекта сигнал на выходе датчика отсутствует, катушки электромагнитов 10 и 11 обесточены, подпружиненная заслонка 4 распределителя 3 находится в среднем положении, обе камеры гидроцилиндра 1 соединены на слив, а его поршень 22 находится в произвольном положении.В таком положении устройство продолжает находиться и тогда, когда возникают колебания объекта, но скорость этих колебаний не превышает некоторого уровня, задаваемого путем выбора ширины зоны нечувствительности коммутирующего устройства 12.Когда скорость колебаний объекта 2 станет выше заданного уровня, коммутирующее устройство 12 включает один из электромагнитов 10 или 11, и одна из камер гидроцилиндра 1 соединяется с гидронасосом 5, а другая камера соединяется со сливом, Поршень 22 гидроцилиндра 1 через гибкую связь 18 вызывает перемещение точки В с ускорением Гв, Так какдиски 16 и 17 перекатываются по гибким связям 18 и 21 без скольжения, то мгновенный центр ускорения системы двух дисков, охваченных гибкими связями, будет в точке А, следовательно ускорение точки 0 (Уо) определяют из соотношенияРо -- КвЯ(1)Я - г где Л - радиус большего диска;г - радиус меньшего диска,При ускоренном перемещении дисков 16 и 17 в направлении колебаний консоли возникает сила инерции Р, равная произведению массы дисков на ускорение центра тяжести дисков (центр тяжести совпадает с общей осью дисков, т. е, с точкой 0). Возникающая сила инерции приложена к объекту в противофазе впброскорости и уменьшает ее колебания.Перемещение штока гидроцилиндра 1 и, следовательно, точки В происходит по гармоническому закону с периодом Т и амплитудой х, тогда сила инерции Ри, передаваемая на конструкцию, с учетом формулы (1) имеет амплитуду Таким образом, требуемую величину демпфирующей силы при любом значении присоединенной массы т и амплитуды х перемещений штока гидроцилиндра можно получить вариацией отношения радиуса большего диска к разности радиусов большего и меньшего дисков.Следовательно, предлагаемое устройство позволяет, во-первых, снизить величину дополнительной массы, во-вторых, уменьшить ход гидроцилиндра, что приводит к снижению расхода рабочей среды.)использование изобретения позволяет применить устройства для демпфирования колебаний со сравнительно небольшой присоединенной массой и реальными параметрами гидроцилиндра для гашения колебаний объектов больших геометрических размеров и масс, например разгрузочной стрелы роторного экскаватора,Формула изобретенияУстройство для демпфирования колебаний объектов, содержащее две параллельно устанавливаемые на объекте направляющие, расположенную на них массу, два шкива, устанавливаемые на объекте, гидропривод, гибкую связь, с двух сторон связывающую массу через шкивы с гидроприводом, распределитель с блоком управления, и датчик скорости колебаний объекта, соединенный с блоком управления распределителем, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения величины массы без уменьшения эффективности демпфирования, масса выполнена в виде двух дисков разных диаметров, жестко закрепленных на оси, расположенной на направляющих, устройство снабжено дополнительной гибкой связью, охватывающей диск большего диаметра, концы которой диаметрально противоположно закреплены на объекте, а основная гибкая связь охватывает диск меньшего диаметра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМю 401843, кл. Г 16 Р 15/28, 191.2, Патент Великобритании Мо 1123377, кл, В 7 М, 1968.Тираж 1198овета Министн открытийская наб., д. Заказ 593/9 Изд.413НПО Государственного комитета С ров ССпо делам изобретений113035, Москва, К, Рауш 4/5 аписно пография пр. Сапунов