Активный виброизолятор

СА ТЕЛЬСТВ29 нов и И Куфаков ельство ССР 15/03, 19 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ С(54) АКТИВНЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР (57) Изобретение относится к виброзащитным устройствам. Целью изобретения является обеспечение пространственной виброзащиты за счет увеличения числа степеней свободы защищаемого объекта. Снабжение виброизолятора дополнительным трубопрово. дом, насосом и размещенными внутри дополнительного трубопровода крыльями, которые связаны с объектом, обеспечивает пространственную виброзащитч этого объекта. 3 ил.Изобретение относится к )5 иброзацитным устройствам, а именно к управляемым Виброизоляторам.Цель изобретенияобеспечение прост.ранствснной виброзащиты за счет увеличе ния числа степеней свободы защицасмого объекта.На фиг. 1 изображен Виброизолгпр, продольный разрез; на фиг. 2 - схема размецения крыльев и направления течения среды в основном трубопроводе; ца фиг. 3- то же, в дополнительном трубо.ПРОВОДЕ.Активный виброизолятор содержит замкнутые кольцевые трубопроводы 1 и 2, заполненные сплошной средой, например ялю минисвой пудрой, крылья 310, номеценыс внутрь трубопроводов 1 и 2 и Парцрцо соединенные с заци 1 цдсмм 00 ьек 0111, ЛатЧИК 12 ЛИНЕЙНЫХ цсрСМСщсций. рО,.Орцдс: часть которого соелицсця с Обьсктом 11.а СтатОРЦЯЯС Оснцьяпи(М (ЦС ЦцксдсЦц).вибролдгчик 13 и привод 14, устинлс 1;ысОб ьсктс 11 Р э,Сктгсиесни целцен ные между собой. Привол 14 кицсмс т Нс ки сослццсц с крыльями 3 10 Коли,; крыльев в обоих трубопрсводсх Олинк и выбирается, исхоля из требуемой грузо подьемцости и габаритов устрц 1 г 5. Кицсматисскис связи крьль(В 3 10 . Обьек том 1 и приводом 14 оуПеглк)т(я с рсз мембраны 5, цбляляк)щие мдлци жслкостью (например, мембраны, и 1 ГОГОВНы( 30 из мягкой резины ) .,11 чик 12 лиц(и): ых ЦСРСМСЩСЦИй ЭЛЕКтРИиСКЦ ЦОЛКЛЮЧСЦ Ч;РСД регуляспр 16 к цдсцх. В цццсх ,1, (с насос может цыть по(0 оПпа, В кцц Яре гцо схеме фиг. 1) црцмсцц мдгццгогц,ролицдмичсскцй коцлукццоццый цасо. который со СТОИТ 51 З МЯГ 1 И 10 В 1 ,1 Ц 10 ВЛСЦ) ЫХ )1 с К(П- пусах труб(проводови 2 В ц,(Гкцгх цх продольных сечений. Параметр,: сил) рсглировация В)бродТч)к крь 10 ц , 1 ц х 12 линейных церемсццций -- цдцс по.ци 40 РЮТС 51 ГК, ЧТО ЦцТ 05 ППс 151 ВРХ(111 101(5 СИСГСМЫ ЦС МЕЦСЕ ЧСМ Ц ЦОРЛОК 01:.ЦС, чем первой.Устройство работят ллукццц (гбр.з м В Нас.1 ЬНЫЙ ХОМСЦ КРЬ,П 51 1 1,еж 1 Цс ЛЦС ТРУбОПРОВОЛОВ 1 Ц 2. Ц Лд ГЧ.12,иц(.ЙНОГО псрсмсп 1 сци 5 Выр(с, ь,1("1 сигнал, цроцорциоцдльцьй смс (сццк сг.:ц торя Относительно нуля тятцрд. Ну,ь с 0 РЯ ЧС 1 ДНОВСЦ 1 с 1 К, Тц 15 ХОЛ.1011 СЦ 1 с 1 Датчика 12 равен цх,0, кцгля крьь 51 3 1) находт 51 В сср( ли ц( ( ццВ. Оту к)1;(х 50 труоопроволови 2 10 5 Огс. В 1 ия,- цый момент ц Нд, ,31 Ик 12 м;к( и мальцый ц ццстхпяст цд цх(л ц, уляОрВ рсгхг 5 Орс 16 цц цр(:(5 ря:555 5 ц(к цом цп,цПсцци ц В Вцлс тцкПцгу 0 ца цццы 18 и 9. От ццц цлк)совой 01 р 55 НОСТИцдпрИМСр, 1 Тцк ц ротс(СТ К ц Пс Х) 19 минусовой пол ярццс 1: чсрс 5 зацц,ю ц(х)0 гру(Оп рцц ы (ц 0 ПИуц к у 1 и применении магнцогцлродинамического насоса среда должна бьггь электропроводной, например алюминиевая пудра. Направление течения тока перпендикулярно направление магнитных силовых линий в каждом Грубопроводе 1 и 2.В результате взаимодействия тока 1 с магнитным полем, имеющим напряженность Н, каждая частица среды подвергается воздействию электрической силы г= К 1)(, Й где К - коэффициент пропорциональности. направленной вдоль продольной оси трубопровода, и пол ее Воздействием движется вдоль трубопровода. Поскольку силы г действуют на каждую частицу, движется весь заполняюПий трубопровод поток. Причем фазовые соотношения направления магнитцых силовых линий и тсков в трубопроводах 1 и 2 тякис, чсц правления движения:отокцв В Их цп,)чВоположцы. В результаге взяцмццгц трения и трения о стенки ,Опрово.ОВ .2 чхорцсть чсстцц ус сц 1 сВЛИВсЕТ 51 ПОСТОЦ ПОИ , ГОТОК В Каж лом трубцпроволс 1 и 2 обтекает нахцД 5 цццсся В нсх 1 кьль 51 3- 10 и ця каждо.1 из них Обрязуе 1 ся нс)цра,1 нц 5. Вве)х подь. (МНЯЯ СИЛс 1, 01(Р 151 ПР ОД 1 ЦсКОВЫХ УГЛ 3 Х итаки крльс -: олинк(В х цх геометри 1(С К Ц Х Х с) П Я КГ( Р) 5 СТ и К 3 Х О У ЛС 1:, - Ц 10 нс 1 Л Ь КРЫЛ.В кс слО Р с 1 ц1 у 001)роцля крь,1 ья 15 СТ Р(.Ч 3 Ю Ц ОС с КЦИ й ПОТОК (.ВОИ М И ПЕРСЛ НИХИ КРОМКЯ;и.Суххярцдя цо,псца 5 сцля Г = "Е,1:5 г.с и - количслкры,ьсв В обоих трубо. цроволд цр(Выцаст слу Р веса Обьекта 1 и кры.с 3 10, В р(зу.тяте объект 11 лпижстся 15 ирх, вместе с ним движется ротор лятчцк 12, приближаясь к нулю датчика 12. 11 ри э)ом Выхолной игця латинка , 2 х мцьщдгг 51, х мсцьпяетс)1 токц связяц- ЦЫЕ С ЦМ СКОРОСТИ с ЦцОКОВ Ц ПОЛЬЕМЦЗЯ цля 1 В цекц гогм поло. кс ии ц крьл ьев ;1 10 ц ротора лстчцкя 12 цц В соте е(ПИЯ т)хццц(БО ОВ1.51:ачсни 51 тцкд Ц СКОРОСтц УЛ;)Цс)ВЛЦВ;10 Т(5 1 КЦ(, Чтц ЮЛЪСХ)ЯЯ .,13"Пя)5005(1 1 Д.РсВ,СН .ую Вниз с)., Вссд Р. (1(кт цк:5 ывяется 153 В(ц(Пць м цццк( г(кх ц(ц цц 1 х бц.црц)50,(сП . с ц, ПО 11 Ь. -5,О 1 цПс 5 К. )11. Пд ц М(СТ ХСЛц (,1 115(. цц 1 сцсцця 30(ц (1) ц, гцпцв, 1 В, ццопВ,.01 И 51 кпы 1( В )) цц Рлс 1 О5 ПЫРЯКСЦЦСс (, кцэ1 пцсГ,0001501 ц (п)(тцв 1 еЦ51.,гГо = р С 8 (з фУ); Гв2 формула изобретения Ввиду того что в трубопроводахи 2 направления потоков противоположны, противоположны и суммарные силы лобового сопротивления на крыльях 3 - 10, а их сумма равна нулю, поэтому объект 1 не имеет ни линейных перемещений по осям Х и У, ни врагцательных движений вокруг оси 2. Допустим, что основание совершает пространственную вибрацию с виброускорением Я 1 = Ф + Ют + Ъг,где %, Жу, %. - компоненты виброускорений вдоль взаимно перпендикулярных осей Х, У, 2, связанных с невибрирующей базой.При наличии виброускорения %. потоки среды в трубопроводах 1 и 2 получают 15 направленные вдоль оси 2 приращения скорости % которые, складываясь со скоростями Ч, вызывают скос потока и, как следствие, - изменение угла атаки крыльев на угол: В результате возникает приращение подьемцой силы Рассмотрим наличие скоростей % и %вибрационных перемещений трубопроводов 1и 2. Ввиду того, что скорости Ю, и Ъ" нанекоторых участках трубопроводов совпадают со скоростями Ъ основного теченияпотоков, а на других им противоположны,подъемные силы на отдельных участкахимеют следующие значения р( Яф)рс ;(1 т+иМ где индексы 1 и 2 означают основной и дополнительный трубопроводы.В результате подъемная сила получает прираценцеу= 2 п(, р (х+у )Г 1 олцое суммарное приращение подъемной силы составляет гА = 2 пС 801%х+%) + - . -- -С(.а). 50г Прцрацсцис подъемной силы А вызывает движение объекта с ускорением: А Г 55 где гп - м а сс а объс кта. При этом вибродатцик 13 вырабатывает пропорциональный ускорению а сигнал. ко торый поступает на привод 14. Последний меняет угол атаки крыльев 3 в 10, в результате меняется подъемная сила Р и ускорение а Включение привода и вибродатцика таковы, цто при виброперемещении объекта 11 вверх угол атаки крыльев 3 - 1,0 уменьшается, и, следовательно, уменьшается подъемная сила, при перемещении вниз - увелиуивается. При качественной работе системы регулирования значение подъемной силы не изменяется, а остается равным весу объекта. При качественной работе системы автоматического регулирования угла атаки амплитуда вибрации объекта 11 в К коэффициент усиления разомкнутой системы) раз меньше амплитуды вибрации основания. Применение известных в автоматике методов придания системе астатизма по отношению к конкретному входному воздействию позволяет свести вибрацию объекта к нулю. При этом из-за большой постоянной времени системы датчик 12 - насос вибрационные колебания статора датчика2 относительно его ротора не вызывают изменений скорости Ъ, потоков.Наличие виброскоростей среды % и % приводит в каждом канале к приращению силы лобового сопротивления на величинуЛЯ, = С,Бр (%+ Ъ-). Учитывая, цто направления потоков втрубопроводахи 2 противоположны, противоположны и знаки приращений силы лобового сопротивления, а их сумма равнанулю, поэтому объект по-прежнему не имеетвращательных движений вокруг оси 2.Сильк действующие на защищаемыйобъект 11 со стороны вибрирующего основания, определяются выражениемР =СА,где С - жесткость мембраны;А - амплитуда виброускорения.Использование в виброизоляторе мягкихмембран, жесткость которых близка к нулю,устраняет воздействие вибрирующего основания на защищаемый объект. Активный виброизолятор, содержащий замкнутый кольцевой трубопровод, заполненный рабочей средой и имеющий насос, размещенные внутри трубопровода крылья, связываемые с амортизируемым объектом, вибродатчик, датчик линейных перемещений и привод, связанный с крыльями. отличающийся тем, цто, с целью обеспечения пространственной виброзащиты, он снабжен дополнительным замкнутым кольцевым трубопроводом, установленным параллельно основному, также заполненным рабоцей средой и имеющим насос, и размещенными вцхтрц дополнительного трхбои 1 вода к 1 зыльямц, также связываемыми с амортизцруемым объектом, расположенными в на1328616 правлении, противоположном основным, и связанные с приводом, крылья в основном и дополнительном трубопроводах расположены по их периметрам, а привод предназначен для установки на амортизируемом объекте. Фу ело Составитель М. Вехред И. Вересираж 811 огиитета СССР по деЖ - 35, Раушскаеское предприятие,Редактор Н. Ту ицаЗаказ 347114ВНИИПИ Государственного113035,МосквПроизводственно-полиграфи Корректор Л. БескидПодои сноелам изобретениЯ и открытия наб., д. 4,15г. Ужгород, ул. Проектная,