Виброзащитная подвеска

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ О А 1 СПУ БЛИК И 5 Г 16 Г 15/О ПИ ЕНИЯ Б ретение относитсдназначено для зах обьемов. Цельювышение надежнои электропитанрабочая жидкостьидротурбины 9 и 10щий аккумуляторблок 21 сравнениэлектромагнит 24 атГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Университет дружбы народов имриса Лумумбы(56) Авторское свидетельство СССРВ 629378, кл. Г 16 Г 15/03, 1976.(57) Изоб ниюи пре различны ляется по номност подвески жение г заряжаю запитаны мент 22 и я к машиностроещиты от вибраций изобретения яв сти за счет автоия. При работеприводит в двии генератор, под, от которого я релейный эле .4 ил,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для виброзащиты различных обьектов,Цель - повышение надежности за счетавтономности электропитания.На фиг. 1 изображена виброзащитнаяподвеска; на фиг. 2 - пример выполненияблока сравнения; на фиг. 3 - графики перемещения х и скорости х объекта виброзащиты, а также график перемещения а штокаотносительного среднего его положения; нафиг. 4 - амплитудно-частотные характеристики,Подвеска содержит упругий элемент 1,установленный между защищаемым объектом 2 и основанием 3, размещенный на основании демпфер, выполненный в видегидроцилиндра 4 с поршнем. Рабочие полости 5 и 6 гидроцилиндра через трубопроводы 7 и 8 подключены к гидротурбинам 9 и10. Один конец дополнительного упругогоэлемента 11 присоединен к защищаемомуобьекту, а другой - к подвижному органудемпфера - штоку 12, Обратные клапаны 13и 14 встроены между трубопроводом 8 игидротурбинами 9 и 10 во встречном другдругу направлении. Управляемый электро.магнитный клапан 15, включающий золотник 16 с кольцевой выточкой 17 и пружину18, через трубопровод 7 соединен с полостью 5 гидроцилиндра, а также с полостямигидротурбин 9 и 10. Дроссель 19 сообщаетрабочие полости гидроцилиндра друг с другом, Датчик 20 сигнала подключен к блоку21 сравнения, выход которого соединен свходом релейного элемента 22. Якорь 23электромагнита 24 связан с золотником 16,Аккумулятор 25 подключен к цепи 26 питания блока 21 сравнения, а также через контакты релейного элемента 22 - к обмотке 27электромагнита.Блок 21 сравнения выполнен в виде интегратора 28 и множительных блоков 29 и30, первые входы которых через диоды 31 и32 связаны с датчиком 20 сигнала, вторыевходы через диоды 33 и 34 подключены квыходу интегратора 28, соединенного с датчиком 20, а выходы подключены к обмоткерелейного элемента 22,Трансмиссионные валы 35 и 36 соединены с валами 37 и 38 гидротурбин посредством обгонных муфт 39 и 40. Вал 36 связан с валом 41 электрического генератора 42 при помощи соединительной муфты 43, а вал 35 связан с валом 41 через редуктор, состоящий из двух зубчатых или фрикционных колес 44 и 45 одинакового диаметра. Электрический генератор 42 подключен к аккумулятору 25,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При отсутствии колебаний шток 12 находится в среднем положении, сигнал на выходах датчика 20 и блока 21 сравнения отсутствует, контакты релейного элемента 22 разомкнуты, обмотка 27 электромагнита не возбуждена и под действием пружины 18 золотник 16 клапана 15 перекрывает трубопровод 7, Сообщение между полостями 5 и 6 гидроцилиндра 4 в этом случае осуществляется при помощи дросселя 19, служащего для выравнивния давления в полостях 5 и 6 гидроцилиндра при изменении статической нагрузки на объект 2.При возникновении резонансных колебаний обьекта 2, возбуждаемых перемещениями основания 3 или силовым воздействием на объект, электрический сигнал с датчика 20 поступает на вход блока 21 сравнения. Интегратор 28 (фиг.2) интегрирует в непрерывном виде поступающий на его вход электрический сигнал с датчика 20. Сигнал на выходе последнего пропорционален колебательной скорости х объекта, а сигнал на выходе интегратора 28 пропорционален интегралу от этой скорости, т.е, пропорционален колебательному перемещению х объекта. В результате перемножения сигналов, поступающих через диоды 31-34 на входы блокоо 29 и 30 от датчика 20 и подключенного к нему интегратора 28, на выходе множительного блока 29 пояоляется импульс, действующий в течение второй четверти периода колебаний, а на выходе множительного блока 30 - импульс, действующий в течение четвертой четверти периода колебаний. Под действием указанных импульсов, поступающих на обмотку релейного элемента 22, контакты реле замыкаются и соединяют обмотку 27 электромагнита 24 с аккумулятором 25. Якорь 23 электромагнита и связанный с ним золотник 16 перемещаются, преодолевая сопротивление пружины 18, и через кольцевую выточку 17 открывается сообщение по трубопроводу 7, Вторая четверть периода колебаний соответствует отрезку времени аЬ (фиг.З). в течение которого обьект движется из крайнего верхнего положения вниз к положению равновесия, При этом скорость х объекта отрицательна, а действующие на шток 12 со стороны дополнительного упругого элемента 11 усилие направлено вверх, т.е. давление в полости 5 больше давления в полости 6. Поэтому при открытии управляемого клапана 15 в течение второй четверти периода колебаний объекта 2 жидкость протекает и полости 5 через трубопровод 7, гидротурбину 10, обратный клапан 14, трубопровод 8 в полость 6, в результате чего шток 12 перемещается вверх, сообщая обь 1682680бину 9, трубопровод 7 в полость 5, врезультате чего шток 12 перемещается вниз,.сообщая объекту 2 через дополнительный уп 25 30 35 результате обеспечивается непрерывное 40вращение вала генератора и преобразова 45 50 екту 2 через дополнительный упругий элемент 11 демпфирующее силовое воздействие, направленное противоположно колебательной скорости объекта. Четвертая четверть периода колебаний соответствует отрезку времени сб на фиг. 3, в течение которого объект возвращается из крайнего нижнего положения к положению равновесия (скорость положительна), а действующее на шток 12 со стороны дополнительного упругого элемента 11 усилие направлено вниз, т.е, давление в полости 6 больше давления в полости 5. При открытии управляемого клапана 15 в течение четвертой четверти периода колебаний объекта 2 жидкость перетекает из полости 6 через трубопровод 8, обратный клапан 13, гидротурругий элемент 11 демпфирующее силовое воздействие, направленное противоположно колебательной скорости. Для снижения объемных потерь сечение дросселя 19 выбрано . таким, что расход жидкости через дроссель составляет 3-5 от расхода жидкости через гидротурбины 9 и 10.При прохождении жидкости через гидротурбину 10 ее вал 38 через обгонную муфту 40 и соединительную муфту 43 вращает вал 41 электрического генератора 42. Когда жидкость в гидротурбину 10 не поступает и ее вал 38 не вращается, обгонная муфта 40 не препятствует вращению вала 41 генератора по инерции. При движении жидкости через гидротурбину 9 ее вал через обгонную муфту 39, трансмиссионный вал 35 и колеса 44 и 45 вращает вал 41 генератора в ту же сторону, что и вал 38 гидротурбины 10. В ние энергии колебаний в электрическую энергию, служащую для подзарядки аккумулятора 25, снабжающего энергией электромагнит 24, а также цепь 26 питания блока 21 сравнения и цепь релейного элемента 22,Поскольку при колебаниях в резонансной зоне перемещение х объекта больше перемещения у основания, то график изменения демпфирующей силы, прикладываемой через дополнительный упругий элемент 11 к объекту 2, близок к графику перемещения г штока 12 гидроцилиндра (фиг.3). При колебаниях в зарезонансной зоне (а/в, ) Г 2), где юс, - собственная частота колебаний объекта на подвеске; ш- частота возмущения) длительность импульсов, создаваемых релейным элементом 22, уменьшается, а частота их увеличивается,5 10 15 При соответствующем выборе жесткости пружины 18, массы якоря 23 и индуктивности обмотки 27 электромагнита звено электромагнит - управляемый клапан является заградительным фильтром для высоких частот, Поэтому в зарезонансной зоне (о/аь1 ф, гидроцилиндр 4 не работает и усиления колебаний за счет инерционности и сдвига фаз не происходит.На фиг. 4 представлена характеристика (О чисто упругой подвески и характеристика (И) предложенной подвески при силовом воздействии на обьект. Ограничение резонансных колебаний происходит в последнем случае благодаря демпфирующему воздействию гидроцилиндра 4, а в эарезонансной зоне характеристика подвески близка к характеристике чисто упругой подвески.Использование предлагаемой подвески позволяет сочетать высокую эффективность виброзащиты с повышенной надежностью,связанной с автономностью электропитания. Благодаря рекуперации энергии колебаний подвеска полностью обеспечивает себя питанием, если продолжительность колебаний объекта массой, например, 35 т составляет 8 ф от общего времени работы.Формул а изобретен и я Виброзащитная подвеска, содержащая устанавливаемый между защищаемым объектом и основанием упругий элемент, размещенный на основании демпфер, дополнительный упругий элемент, соединяемый одним концом с объектом, а другим с подвижным органом демпфера, электромагнит для управления демпфером, связанный с выходом релейного элемента, смонтированный на объекте датчик сигнала, соединенный с входом блока сравнения, выход которого подключен к входу релейного элемента,отл ича ющаясятем.что,с целью повышения надежности за счет автономности электропитания, демпфер выполнен в виде гидроцилиндра с поршнем, а подвеска снабжена соединенным с полостями гидро- цилиндра дросселем, двумя гидротурбинами с разнонаправленными обратными клапанами, управляемым электромагнитом клапаном, соединенным с одной из полостей гидроцилиндра и полостями гидротурбин, а другая полость гидроцилиндра сообщена с обратными клапанами, обгонными муфтами, установленными на валах гидротурбин, электриче" ким генератором, жестко связанным с выходным валом одной из обгонных муфт, редуктором с передаточным отношением - 1, связывающим зл;триче1682680 ский генератор с выходным валом другой пям питания блока сравнения, релейного обгонной муфты, и аккумулятором, подклю- злементэ и через последний к злектромэгченным к электрическому генератору и це- ниту.Составитель Д. ГришинаРедактор М. Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор С. Черни Заказ 3397 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101