Амортизатор с автоматическим управлением

/у,ТОРСИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 652392, кл. Р 16 Р 15/03, 1979. (54)(57) АМОРТИЗАТОР С АВТОМАТИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ по авт.св. У 652392, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности виброгашения, дополнительно введены 80122948 последовательно соединенные датчиквиброускорения, третий предварительный усилитель, фильтр верхних частот,интегратор, фильтр нижних частот иусилитель-инвертор, выход которогосвязан с первым входом второго аналогового сумматора, а также усилитель, вход которого соединен с выходом фильтра верхних частот, а выход - с вторым входом второго аналогового сумматора, и широкополосныйусилитель, вход которого подключен квыходу первого аналогового сумматора,а выход - к третьему входу второгоаналогового сумматора, датчик виброускорения установлен на корпусе вибровозбудителя.1229Изобретение относится к машиностроению, а именно к виброизопяционной технике и может использоваться для активного гашения колебаний механизмов.Цель изобретения - повьппение эффктивности виброгашения.На чертеже показана функциональная схема амортизатора с автоматическим управлением. 1 ОАмортизатср с автоматическим управлением содержит электромеханический динамометр 1, упругий элемент 2 закрепленный одним концом к колеблющемуся объекту 3, другим - через электромеханические динамометры 1 к изолируемому объекту 4, установленному на основании 5, предварительные усилители 6, связанные с выходами динамометров 1, аналоговый сумматор 7, входы которого соединены с выходами предварительных усилителей 6, а выход связан с входом блока 8 управления," включающего один или несколько следящих полосовых Фильтров, 2." а также связан с вхоцом усилителя 9, выход которого связан с третьим сво.бодным входом второго сумматора 10, выход которого через усилитель 11 мощности связан с обмоткой возбуждения электромеханического вибравозбудителя 12, рабочий орган которого крепится к изолируемому объекту 4. Амортизатор с автоматическим управлением также содержит дополнительные упругие элементы 13, одни концы которых прикреплены к корпусу вибровоэбудителя 12, другие концы прикреплены к изолируемому объекту 4,датчик 14 виброускорения,установленный налб корпусе вибровозбудителя 12,. выход датчика 14 виброускорения связан через дополнительный предварительный усилитель 15 с входом фильтра 16 верхних частот, выход которого через второй усилитель 17 соединен с вторым свободным входом второго сумматора 10, а через послецовательнс соединенные интегратор 18, фильтр 19 нижних .частот и усилитель-инвертор 20, выход второго усилителя 17 связан с первым свободным входом второго сумматора 10.Амортизатор с автоматическим управлением работает следующим образом.Колеблющийся объект 3, деформируя упругие элементы 2, создает силовое вибрационное возбуждение изолируемого объекта 4, амплитуду и Фазу кото; рого измеряют электромеханические динамометры 1. Усиленные предварительными усилителями б выходные сигналы динамометров 1 суммируются в аналоговом сумматоре 7 и подаются на блок 8 управления, состоящий нз одного или нескольких следящих полосовых фильтров, в котовых производится выделение сигнала, пропорционального подлежащим гашению отдельных составлянщих вибрации, которые существенно превышают средний уровень спектра вибрации, т.е. при этом производится гашение только тех составляющих вибрационного спектра, которые попадают в полосу прозрачности следящих полосовых фильтров. При изменении частоты вибрационных составляющих, которые существенно превышают средний уровень спектра вибраций, резонансные частоты соответствующих следящих полосовых фильтров также пропорционально изменяются.Наряду с гашением отдельных составляющих также бывает необходимо обеспечить снижение всего уровня спектра вибрации, лежащего в определенном рабочем диапазоне частот. С этсй целью дополнительно установлен второй широкополосный усилитель 9, вход которого связан с выходом аналаговсго сумматора 7, а выход - с третьим свободным входом второго сумматора 10. Наибольший эффект виброгашения может быть достигнут, если сила передаваемые на изолируемый объект 4 от вибровозбудителя 12,равны по величине и противоположны по фазе силам, передаваемым на изолируемый объект 4 через упругие элементы 2 ;эти силы измеряются динамометрамн ;), Однако достаточно сложно обеспечить выполнение этих условий, Первой причиной, не позволяющей добиться равенства амплитуд и противоположности фаз указанных сил, является реэснанс корпуса внбровозбудитепя 12 на упругих элементах 13,вблизи которого характеристики канала управления искажены. Поэтому желательно выбирать упругие элементы 13 более мягкими, чтобы удалить резонанс коргуса вибровозбудителя 12 от рабочего диапазона виброэащиты. Резонансная частота, подвески электромеханического вибровоэбуцителя, устанавливаемого на транспортных объектах, выбирается не ниже 20-25 Гц. Это объясняется тем, что использование упругих31229481 . элементов 13 с малой жесткостью (илис увеличение массы корпуса возбудите- и ля 12) приводит к большим перемещеу ниям корпуса,его перекосам,заеданию, н залипанию и т.п. при наклонах осно-т вания 5. (Теоретические и эксперимен- ч тальные исследования показали, что В при выборе резонансной частоты,рав- в ной 20-25 Гц,рабочий диапазон эффек- д тивного виброгашения начинается с 1 О л частот не ниже 40-50 Гц).иВведение дополнительной обратной т связи, включающей датчик 14 виброус- м корения, дополнительный предвари- у тельный усилитель 15, фильтр 16 верх п них частот, второй усилитель 17, си выхода которого сигналы подаются на д второй свободный вход сумматора 10и эквивалентно увеличению массы корпу- д са вибровозбудителя 12, т.е. умень О л шению резонансной частоты подвески У вибровозбудителя 12. Для того, чтобы к наклоны основания 5 не приводили к р большим перемещениям корпуса вибро- м возбудителя 12 (что ведет в свою очек редь к перекосам и залипанию корпу- в са), в канал дополнительной обрат-п ной связи введен фильтр 16 верхнихн частот. При этом дополнительная об- у ратная связь на низких частотах недействует и, следовательно, низко- Р частотные возмущения основания неприводят к выходу вибровозбудителя т 12 иэ строя, т.е. уменьшая резонанс- л ную частоту подвески вибровозбудителя р в рабочем диапазоне частот (чтоуменьшает искажение в каналах управ- э ления и увеличивает запас устойчич вости), сохраняют достаточно высокой т статическая жесткость дополнительных с40 упругих элементов 13 (что исключает р перекосы, залипание и т.п.). 1 ЗО Другой причиной, не позволяющей обеспечить равенства амплитуд и противоположности фаз сил, передаваемых вибровозбудителем 12,. и сил, измеряемых динамометрами 1 (т.е. сил, передаваемых на основание 5 через упругие элементы 2), является неустойчивость (самовозбуждение) основного канала управления, включающего электромеханические динамометры 1, предварительные усилители 6, сумматор 7, блок 8 управления, усилитель 9,второй 4умматор 10, усилитель 11 мощностивибровозбудитель 12, Известно,чтовеличение коэффициента демпфироваия в дополнительных упругих элеменах 13 приводит к увеличению устойивости основного канала управления.торая дополнительчая обратная связь,ключающая датчик 14 виброускорения,ополнительньгй предварительный усиитель 15, фильтр 16 верхних частот,нтегратор. 18, фильтр 19 нижних часот, усилитель-интвертор 20 и суматор 10, формирует и подает на входсилитепя 11 мощности сигнал, проорциональный скорости смещения коруса вибровозбудителя 12. Втораяополнительная обратная связь обесечивает введение искусственногоемпфирования, что эквивалентно увеичению затухания в дополнительныхпругих элементах 13. Увеличениеоэффициентов естественного демпфиования в дополнительных упругих элеентах 13 является сложной задачей,оторую в рамках заданных габаритовибровозбудителей можно решить сомощью второй дополнительной обрат/ой связи. Но при этом следуетчесть,что введение искусственногоемпфирования колебаний корпуса вибовозбудителя 12 ухудшает виброзащиту на частотах, превышающих частоу резонанса корпуса вибровозбудитея 12. Поэтому желательно, чтобы втоая дополнительная обратная связьа этих частотах не действовала. Стой целью введен фильтр 19 нижнихастот, параметры которого выбираютак, чтобы дополнительная обратнаявязь действовала только вблизиезонанса подвески вибровозбудителя2 и не ухудшала частотных характеристик канала управления в рабочемдиапазоне частот.Таким образом, введение широкополосного усилителя, установленногопараллельно следящим полосовым фильтрам, а также введение дополнительныхканалов управления по ускорению искорости подвижной массы вибровозбудителя увеличивает эффективностьвиброгашения в узких полосах и одновременно позволяет достаточно эффективно гасить вибрации в широкой по,осе частот,1229481 Составитель М. ЛевинаТехред В.Кадар Корректор Е. Сирохма Редактор Н. Данкул Заказ 2437 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 88 О ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Я, РауПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5