Активное виброзащитное устройство

) Изобре ты от ви тнос раз тся к средстваичных объекто Изобретен щиты от вибр может быть исп точных прибор Целью изо ние диапазона вия.На черттва,ках о е опо ГОСУЦАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ие относится к средствам зааций различных объектов и ользовано для виброзащиты етения является расширеиброэащитного воэдейстеже представлена схема устроисУстройство содержит основание 1,пневматические опоры 2, регуляторы 3 дав-ления воздуха, реактивную массу 4, платформу 5, рабочую жидкость 6, линейныеакселерометры 7, угловые акселерометры 8,балансировочные элементы 9, объект 10 испытаний, датчики 11, вибраторы 12, крышку13, фальшпол 14, блок 15 управления угловьйчи перемещениями, блок 16 управлениялинейными перемещениями и блок 17 управления относительными угловыми перемещениями.Основание 1 выполнено в виде массивногои жесткого бетонного короба с четырьмя тумбами, заглубленного в грунт рабочегопомещения,На подстав снования установленыпневматически ры , рабочие полости З 21661525 А 1 примео точных приооров. Целью изобретения является расширение диапазона виброзащитного воздействия. Виброзащита осуществляется балансировочными элементами, связанными с платформой, на которой закреплен защищаемый объект, Управление указанными элементами осуществляется по сигналам акселерометров через соответствующие блоки управления, Имеется также пассивная защита в виде пневмоопор и поплавкого подвеса. 1 ил. которых соединены трубопроводами с регуляторами 3 давления воздуха. На опорах 2 смонтирована реактивная масса 4 с внутренней полусферической полостью,Платформа 5 выполнена с наоужной полусферической поверхностью несколько меньшего радиуса и размещена внутри реактивной массы 4, Зазор между полусферическими поверхностями платформы 5 и реактивной массы 4 заполнен рабочей жидкостью 6. На ужесточающих ребрах и флан- СЬ цах платформы 5 (не показаны) укреплены О линейные 7 и угловые 8 акселерометры и ь балансировочные элементы 9, а на гориэон- (Л тальной базовой поверхности - объект 10 испытаний, Между реактивной массой 4 и .платформой 5 размещены датчики 11 их относительного перемещения емкостного типа, токоподводы и фиксирующие упругие связи (не показаны). щемимНа подставках основания 1 расположены исполнительные элементы, выполненные в виде электродинамических вибраторов 12, подвижные части которых укреплены на реактивной массе 4. С реактивной массой 4 связана защитная полусферическая крышка 13, В верхней части коробоснования 1 перекрыт фальшполом 14. В состав устройства входят также блок 15 управления абсолютными угловыми перемещениями, блок 16 управления абсолютными линейными перемещениями и блок 17 уп равления относительными угловыми перемещениями, Блок 15 связан выходами с балансировочными элементами 9, а входами - с акселерометрами 7 и 8, Блок 16 связан выходами с вибраторами 12, а вхо дами - с акселерометрами 7, Блок 17 связан выходами с регуляторами 3 давления, а входами - с датчиками 11. Реактивная масса 4 связана с основанием 1 токоподводами (не показаны), Масса основания 1 на порядок 15 больше массы остальных элементов устройства, Момент инерции реактивной массы 4 соизмерим с моментом инерции платформы 5. Удельный вес и количество рабочей жидкости 6 рассчитаны так, чтобы обеспечить 20 плавучесть платформы 5, Толщина слоя и вязкость жидкости 6 выбраны из условия минимума моментов трения на осях платформы 5 и достаточного демпфирования линейных перемещений платформы 5 25 относительно реактивной массы 4. Центры масс платформы 5 и реактивной массы 4 находятся в геомЕтрическом центре сферы поплавкового подвеса, образованного слоем жидкости 6. В этой же точке находится центр жесткости опор 2. Такое расположение элементов устройства обеспечивает развязку собственных форм движения его основных элементов и облегчает управление, Для регулировки положения центра масс на платформе имеются балансировочные грузы (не показаны). Жесткость пневматических опор 2 подобрана так, чтобы собственные частоты угловых колебаний реактивной массы 4 и платформы 5 были ниже 40 пика спектральной плотности мощности , промышленных шумов в месте установки устройства. Минимальное количество опор 2 три, однако в целях упрощения системы управления в описываемой реализации уст ройства имеется четыре опоры 2, симметрично расположенные относительно центра платформы 5, Для заполнения рабочих полостей опор 2 воздухом имеется специальная система питания (не показана), Регуляторы 3 давления воздуха представляют собой устройства, преобразующие электрические команды в изменение давления воздуха. Рабочие полости регулятора 3 сообщаются с рабочими полостями опор 2.Линейных акселерометров 7 в устройстве три, их измерительные оси взаимно ортогональны, Угловых акселерометров 8 в устройстве два, их измерительные оси взаимно ортогональны и горизонтальны, Балансировочных элементов 9 в устройстве два, каждый из них имеет рабочую массу и механизм, преобразующий входные электрические команды в перемещения указанной массы в горизонтальном (радиальном) направлении относительно платформы 5. Направления перемещений рабочих масс балансировочных элементов 9 взаимно ортогональны. Четыре емкостных датчика 11 расположены на периферии платформы 5 симметрично относительно ее центра. Направление измеряемых перемещений реактивной массы 4 относительно платформы 5 вертикальное, Разности показаний симметрично расположенных датчиков 11 пропорциональны Относительным угловым перемещениям реактивной массы 4 относительно платформы 5. Минимальное количество вибраторов 12 в устройстве три, однако по соображениям удобства компоновки и обслуживания использовано восемь вибраторов 12, расположенных вблизи опор 2. Ориентация осей колебаний вибраторов 12 (четыре вертикально и четыре горизонтально) и схема соединения их управляющих обмоток обеспечивают формирование трех независимых и взаимно ортогональных толкающих усилий, совпадающих с направлениями измерительных осей трех линейных акселерометров 7, Защитная крышка 13 изолирует внутреннюю полость реактивной массы 4 с расположенной в ней платформой 5 от акустических, тепловых и других воздействий окружающей устройство среды. Фальшпол 14 обеспечивает подход персонала, обслуживающего устройства, к крйшке 13,При снятой крышке 13 к аппаратуре, установленной на платформе 5, имеется удобный доступ сверху. Блоком 15 замкнуты два контура системы управления абсолютными угловыми перемещениями платформы 5 вокруг двух взаимно ортогональных горизонтальных осей. В контуры входят акселерометры 7 и 8 и балансировочные элементы 9, Блоком 16 замкнуты три контура системы управления абсолютными линейными перемещениями платформы 5 вдоль трех взаимно ортогональных осей. В контуры входят акселерометры 7 и вибраторы 12. Блоком 17 замкнуты два контура системы управления угловыми перемещениями реактивной массы 4 относительно платформы 5 вокруг двух взаимно ортогональных. горизонтальных осей. В контуры входят датчики 11 относительных перемещений, регуляторы 3 давления воздуха и пневматические опоры 2.В исходном положении устройства базовая поверхность платформы 5 горизон 1661525зом Устройство работает следующим обратальна, реактивная масса 4 ориентирована относительно платформы 5 так, что моменты натяжения токоподводов, приложенные к последней, минимальны, объект 10 испытаний жестко связан с базовой поверхностью платформы 5. Выходные сигналы акселерометров 7 и 8 и датчиков 11 в исходном положении устройства обнулены. ют на реактивную массу 4 и через рабочую жидкость 6 передаются платформе 5, возвращая ее в исходное линейное положение. Частотный диапазон работы системы управления линейными перемещениями 10-г 10 Гц,Нижняя граница диапазона (10 Гц) определяется информационными возможно 10 стями линейных акселерометров 7. Вдиапазоне 0-10 Гц уровень ускорений ок-гружающей среды, кэк показали исследования, соизмерим с собственным шумом акселерометров, поэтому управление неце 15 лесообразно. На частотах выше 10 Гц устройство обеспечивает пассивнуювиброзащиту испытуемого объекта 10 от линейных колебаний окружающей среды за счет фильтрации в опорах 2. Жесткая линей 20 ная связь реактивной массы 4 и платформы5 через жидкость 6 обеспечивает отсутствие резонансов и качество управления по линейным направлениям. Сигналы датчиков 11 поступают на входы блока 17 управления25 относительными перемещениями, которыйформирует управляющие команды для регуляторов 3 давления воздуха, Последние преобразуют команды блока 17 в изменения давления, которое пвредэется в рабочие пощ лости опор 2. Благодаря изменению давления в рабочих полостях опор 2 возникают компенсирующие моменты, приложенные к реактивной массе 4, возвращающие ее в исходное (относительно платформы 5) полоЗ 5 жение, при котором вредные моменты наосях платформы 5 минимальны, Благодаря этому улучшается качество работы системы упоавления абсолютными угловыми перемещениями платформы 5. Частотный диапа 40 зон работы системы управленияотносительными перемещениями 0 - 1,1 Гц,Наиболее эффективно использованиепредлагаемого устройства при испытаниях прецизионных акселерометров и гиро скопов в производственных помещенияхтипичного приборостроительного предприятия, для которого характерен относительно низкий уровень вибраций на фундаменте (10 м/с по среднеквадратичному значению) и резй одв спектральной плотности мощности колебаний на частотах 10 - 100 Гц, обусловленный шумами энергетического оборудования компрессоры, кондиционеры, вентиляторы, 55 трансформаторы и т,д.).По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает наиболее существенное уменьшение вибропередачи по вертикальному направлению и вокруг двух горизонтальных осей.1661525 Формула изобретения Составитель А.Духанинедактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Т,Ма Подписноеизобретениям и открытиямРаушская наб., 4/5 Эк КНТ СС водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Активное виброзащитное устройство, содержащее основание, платформу, установленные между ними компенсаторы и связанные с последними преобразователи дестабилизирующих факторов в электрические сигналы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона виброза 2113 Тираж 421НИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, Жщитного воздействия, компенсаторЫ выполнены в виде реактивной массы и взаимодействующих с нейпневмоопор с автоматическими регуляторами давления 5 рабочей среды и в виде балансировочныхэлементов, закрепленных на оси, и связанного с последней электропривода, а зазор между реактивной массой и платформой заполнен слоем жидкости.