Амортизатор с автоматическим управлением

(22) Заявлеио 18,03,76 (21) 2335717/25-2 М К 16 Р 15 рисоедииеиием заявки йауаюратаевма аветаЙаата Ващтрвв СССю яаааи язббрОВяийа аткритея 23) Приоритет Опубликовано 05,03,78, Бюллетень9 Дата опубликования описаяия 15,0, 8 УДК 621-567,7(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечку(54) АМОРТИЗ С АВТОМАТИЧЕСК ПРА ВЛЕН ИЕМ ической сущору является управлением,кие динамометры объекту, Изобретение относится к машиностроениюа именно к активным виброзашитным системам,Известен амортизатор с автоматическимуправлением, содержащий электромеханический динамометр, установленный на изолируьмом объекте, упругие элементы, прикрепляемые одними концами к колеблющемусяобъекту, а другими к электромеханическомудииамометру, электродинвмический вибратор, и усилитель, вход которого соединенс выходом динамометра, а выход с - электродинамическим динам ометром1,Недостатком данного амортизатора является то, что при его сборке изменяютсякоэффициенты жесткости и демпфированияи поэтому необходимо осуществлять идентификацию, т,е, определять указанные вышекоэффициенты в рабочем режиме, что бывает сложно,Наиболее близким по технности описываемому амортизатамортизатор с . автоматическимсодержащий электромеханичесприкрепляемые к изолируемому угие и демпфируюшие элементы, прикрепмые одними концами к колеблюшемуся снованию, в другими - к электромехвничеким динамометрвм, блок датчиков относительного перемешения и скорости, устанавливаемый на колеблюшемся основании, электромеханический вибратор, устанавливаем ый между колеблющимся основанием и изолируемым объектом, схему вычисления вибрвционного усилия, включающую сумматор, вход дами соединенную с блоком датчиков относительного перемешения и скорости, а выходами через сумматор с входом электро- механического вибраторв 12, Амортизатор позволяет получить абсолютную инвариантность положения изолируемого объекта при заранее известньгх коэффициентах жесткости и демпфирования амортизатора, которые могут быть измерены с помощью испытаний самого амортизатора или его элементов перед сборкой амортизатора.Недостатком известного амортизатора является то, что прн его сборке изменяются параметры амортизатора и поэтому для его эффективной работы необходимо осуществлчть идентификацию, т,е, определять коэффициенты его жесткости и демпфирования в рабочем режиме, а это иногда бывает довольно сложно или совсем невозможно, Все вышесказанное сужает область примене 5 ния амортизатора.Цель изобретения - расширение области применения амортизатора, С этой целью, амортизатор снабжен дополнительным блоком датчиков относительного перемещения и скорости, устанавливаемым между колеблющимся основанием и изолируемым объектом, а схема вычисления вибрационного усилия выполнена в виде двух паралельных и идентичных цепей, каждая из которых подключена к выходу электромеханического динамометра и соответствующему вьгходу дополнительного блока датчиков и состоит из последовательно соединенных блока деления, ключа, фиксатора уровня импульсов, блока умножения, второй вход которого подсоединен к соответствующему выходу основного блока датчиков, а выход - к соответствующему входу сумматора, и индикатор нуля, вход которого соединен с соответству юшим выходом дополнительного блока датчиков,. а вьгход - со вторым входом ключа,На чертеже изображена блок-схема амортизатора с автоматическим управлением, 30 Амортизатор содержит; упругие 1,2 и демпфируюшие 3,4 элементы, прикрепленные каждый одним концом к колеблюгцемуся основанию 5, а другим - к изолируемому оо"ьекту 6 через электромеханические дина- Зз мометры 7 и 8, дбполнитепьный блок 9 датчиков относительного перемещения и скорости колеблющегося основания 5 и изолируемого объекта 6, блок 10 датчиков перемещений и скорости основания 5, схему 11 вычис П пения вибрвционного усилия, создаваемого перемещением основания 5, содержащую две параллельные идентичные цепи изпоследовательно соединенных по одному в каждой блоков 1 2 и 13 деления, которые45 первыми входами соединены с выходом электромеханического иинвмометрв 7, а вторыми - соответственно с неовым и вторым выходами блока 9 датчиков, ключи 1450 и 15, управляющие входы которых сое- динены соответственно со вторым и первым выходами блока 9 датчиков через индикаторы 16 и 17 нуля, фиксаторы 18 и 19 уровня импульсов, блоки 20 и 21 умноже 55 ния, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 10 датчиков, а выходами блоки 20 и 21 соединены со входами сумматора 22, выход которого подключен ко входу электромеханического вибратора 23. Устройство работает следующим образом,Движение системы описывается дифференциальным уравнением;Ь И-)+С(-),):Г,+Р Г (1)где И -коэффициент демпФирования амортизатора,С - коэффициент упругости амортизатораХ- перемещение и скорость изолируь 9мого объекта соответственно,)- перемещение и скорость колеблющегося основания соответственно,Р - реакция инерционных сил изолируемого объекта нв амортизатор,ь - вес изолируемого объекта,Р - усилие, передаваемое электродина 2мическим вибратором,При колебании основания 5, электромеханический динамометр 7 вьщвет на выходенапряжение, пропорциональное усилию, создаваемому в упругих 1, 2, и демпфируюших 3, 4 элементах амортизатора, равное;В то же время блок 9 датчиков на выходе вьщает напряжение, пропорциональное относительному перемещению х - и скорости Х -а блок 10 датчиков - абсолютному перемещениюи скоростиНа входы блока 12 деления поступает напряжение от динамометра 7 и напряжение, пропорциональное перемещению Х - . ) из блока 9, На его выходе появляется, таким образом, напряжение пропорциональное величинеАналогично на вход блока 13 деления поступает напряжение от динамометра 7 и напряжение с другого выхода блока 9 датчиков, пропорциональное скорости М - , На выходе блока 13 появляется напряжение пропорциональное величинеГ с(х-Ц)И(к -. )и)На выходы блоков 12 и 13 подключеныключи 14 и 15, которые постоянно закрыты,за исключением момента, когда на их управляющие входы действуют управляющиесигналы,На вход ключа 14 такой управляющийсигнал поступает из индикатора 17 нуля,который выдает импульс напряжения, когданапряжение на его входе переходит черезнуль (в данном случае, когда напряжениеАмортизатор с автоматическим управле-нием, содержащий электромеханическиедицамометры, прикрепляемые к цзолцруемому объекту, упругие и демпфцруюшце элементы, прикрепляемые одними концамик колеблющемуся основанию, а другими - кэлектромеханическим динамометрам, блокдатчиков относительного перемешецця ц скорости, устанавливаемый ца колеблющемсяосновании, электромеханический вибратор,устанавливаемый между колеблюшимся основанием и изолируемым объектом, схемувычисления вибрационцого усилия, вклкьчаюшую сумматор, входами соединенную сблоком датчиков относительного перемеценияи скорости, а выходами через сумматор - свходом электромеханического вибратора,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюрасширения области применения, амортизатор снабжен дополнительным блоком датчиков относительного перемещения ц скорости,устанавливаемым между колеблюшцмся основанием и изолируемым объектом, а схемавычисдения вибрационцого усилия выполненав виде двух параллельных и идентичныхцепей, каждая из которых подключена к выходу электромеханического динамометра исоответствуюшему выходу дополнительногоблока датчиков н состоит из последоватеЛьно соединенных блока деления, ключа,фиксатора уровня импульсов, блока умножения, второй вход которого подсоединен ксоответствующему выходу основного блокадатчиков, а выход - к соответствующемувходу сумматора, и индикатора нуля, входкоторого соединен с соответствуюшим выходом дополнительного блока датчиков, авыход - со вторым входом ключа,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Авторское свидетельство259568,кл, Е 16 Р 15/03, 1968.2, Сборник "Вибрационная зашита и надежность ориборов и механизмов ИПИИркутск, 1873, с, 111. 5из блока 9, пропорциональное скорости( - " , изменяясь переходит через нуль,т,е, в момент, когда х -= О). При этомна выходе ключа 14 появляется кратковрьменцый импульс амплитуда которого про 15порциоцальна коэффициенту упругости амортизатора с, что следует из уравнения (3)при (х - )=О,ф С(Х - Ц)4 и (Х - Ц)-С (б)10Аналогично на управляющий вход ключа15 поступает импульс из индикатора 16нуля, к входу которого поступает напряжение пропорциональное перемещению Х15В момент времени, когда Х - .; = О, ца выходеключа 1 5 появляется сигнал напряжения,амплитуда которого пропорциональна ичто следует из уравнения (4) при(Х - )=0,1с(х-)+И(х-.Ц):Ь (6)20Импульсы напряжения с выходов ключей14 и 15 поступают на фиксаторы 18 и 19уровня импульсов, которые вырабатываетнапряжение, равное по амплитуде импульсомс вьгходов блоков 18 и 19. Таким образомна выходе блоков 18 и -19 образуется напряжение, пропорциональное коэффициентуупругости с на выходе блока 1 8 и коэф- З 0фициенту домпфирования )1 на выходе биока 19, которые поступают соответственнона входы блоков умножения 20 и 21, навторые входы которых поступают напряжения с выходов блока 10, пропорциональные 55перемешениюна вход блока 20 инавход блока 21, На выходе блока 20, такимобразом, образуется напряжение пропорциональное с , а на выходе блока 21 - .Ь , которые суммируются сумматороМ 4022 и с выхода его на вход электромеханического вибратора 23 поступает напряжение пропорциональное сумме С+ Ив результате чего вибратор действует наобъект 6 силой 45Г =С+Ь й).Уравнение (1) приобретает видИХ+ СХГ Р (8)Если Р =-гИ М,где В 1, - масса изолируемого объекта то уравнение (8) приобретает видМ 1.Х + И Х + С Х ф Р (,9)Из уравнения (9) видно,.что положениеХ изолируемого объекта не зависит отколебаний основания 5,Выполнение указанной выше схемы автоматического вычисления вибрационногоусилия 11, создаваемого в упругих"; и демпфирующих элементах перемещением колеб кюпктося основания 5, а также примецециедатчика относительцых перемешеций, ипрепстявляет больших конструктивных трупцостей и в то же врел 1 я открывает большуюперспективу использования ямортизяторов сявтомтическим управленцем для абсолютнойвиброзациты различных прецизионных приборов и механизмов, работяюших ця вибрируюших основаниях и эксплуатируемых всамых различных условиях,Формула изобретенияЗаказ 1089/37 Тираж 1198 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета Совета Министрвв СССРпо делам изобретений и открьпий113035, Москва, Ж-ЗБ, Раущская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул, Проектная 4