Устройство для моделирования колебаний

(72) Д.К.Гришин и А.И,Кухарчук (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р .653146, кл, В 60 .С 25/00, 1977.2;- Авторское свидетельство СССР Р 548809, кл. 6 01 М 7/00, 1977, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ, содерЖащее основание, жестко связанное с рамой .посредством направляющих, на которых установлены подвижные платформы со сменнымигрузами и упругими элементами, и приводной цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и свя.Я 0100851 занный рабочими полостями с системойуправления, имеющей программный блоки регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными на.сменных грузах, о т л и.ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширенияФункциональных воэможностей, оно.снажено вибратором и дополнительным приводным цилиндром, подвижные.платформыобъединены попарно в две секции, наверхней платформе каждойиз которыхзакреплены сменные грузы, а упругиеэлементы выполнены в виде пружины иразмещены на направляющих между подвижными платформами одной секции;причем вибратор установлен на нижнейплатформе верхней секции, а допол,нительный приводной цилиндр установлен между секциями.Изобретение относится к автомати-,ческому управлению и регулированиюи может быть использовано для определения оптимальных параметров системви броз ащиты в многомассовых. механичес-ких системах, преимущественно вметаллоконструкциях роторных экскаваторов,отвалообразователей и других горныхмашин.Известно устройство для защиты отвибрации пользователя транспортнымсредством 1.Недостаток устройства - невозможность получить высокочастотные колебания.Наиболее близким к предлагаемому 15является устройство для моделирования колебаний, содержащее основание,жестко связанное с рамой посредствомнаправляющих, на которых установлены подвижные платформы со сменными 2 Огрузами и упругими элементами, и при-.водной цилиндр, установленный междуоснованием и нижней платформой и связанный рабочими полостями системойуправления, имеющей программный блок 5и регистрирующую аппаратуру.с датчиками колебаний, установленными насменных грузах 2 ), .Недостатком известного устройства4является невозможность моделирования ЗОколебаний на высоких частотах, превышающих собственные частоты колебаний устройства в 2-3 и более раз,поскольку переменные емкости обладают инерционностью. Кроме того,непостоянство жесткости пневматических упругих элементов за счет изменения их объема при относительномперемещении подвижных платформ снижает точность моделирования и такжеотрицательно сказывается на работоспособности и надежности исследуемойконструкции,Цель изобретения - расширениеФункциональных вОэможностей устРОЙ 45ства,Укаэанная цель достигается темчто .устройство для моделирования колебаний, содержащее основание, жесткосвязанное с рамой посредством нап-равляющих, на которых установленыподвижные платформы со сменными грузами и упругими элементами, и приводной цилиндр, установленный между основанием и нижней платформой и связанный рабочими полостями с системой 55управления, имеющей программный блоки регистрирующую аппаратуру с датчиками колебаний, установленными насменных грузах, снабжено вибратороми дополнительным приводным цилиндром,60подвижные платформы объединены попарно в две секции, на верхней платФорме каждой иэ которых закрепленысменные грузы, а упругие элементы выполнены в виде пружин и размещены на 65 направляющих между подвижными плат-.1формами одной секции, причем вибратор установЛен,на нижней платформеверхней секции, а дополнительныйприводной цилиндр установлей междусекциями.На Фиг.1 приведена схема устройства для моделирования колебаний; нафиг.2 - система управления приводнымцилиндром; на фиг.3 - результаты применения устройства для определенияоптимальных параметров виброзащитыкабины. машиниста роторного экскаватора.Устройство содержит основание 1,связанное с рамой 2 посредством направляющих 3, на которых установленыподвижные платформ 4-7 со сменнымигрузами 8 и упругими элементами 9,приводные цилиндры 10 и 11, рабочиеполости которых (не показаны) связаны с системами 12 и 13 управления,имеющими программные блоки 14 и 15,.Регистрирующую аппаратуру 16, датчики 17 и 18 колебаний, гидрораспределитель 19, жестко связанный с якоремэлектромагнита 20, подключенного квыходу усилителя 21 вход которогоэлектрически связан с элементом 22сравнения, один из .входов которогоподключен к датчику 23 обратной связи, а другой - к программному блоку15. Система 12 управления идентичнасистеме 13. Устройство.имеет;вибратор 24, напорный трубопровод 25,сливной трубопровод 26.Рассмотрим работу устройства напримере исследования системы гашения колебаний кабины машинистароторного экскаватора,В этом случае подвижная платформа4 и груз 8, установленный на ней, моделируют кабину (защищаемый от вибрации объект), упругий элемент 9, выполненный в.виде пружины и размещенный между платформами 4 и 5, моделирует податливость элементов креплениякабины к траверсе, подвижные платфор-.мы 5 и,6 с грузом 8 - массу траверсы,упругий элемент 9, расположенный между платформами 6 и 7, - податливостьканатной подвески траверсы. Перемещение подвижной платформ 7, соответствующее кинематическому возмущению,действующему на защищаемый от вибраций объект со стороны металлоконст-,рукции экскаватора, осуществляетсяпри помощи цилиндра 11, отрабатывающего заданное его программным блоком15 воздействие. Это воздействие в виде электрического сигнала поступает через элемент 22 сравнения и усилитель 21 на обмотку электромагнита 20. Под действием электромагнитных сил золотник гидрораспределителя 19 перемещается, соединяя одну из полостей гидроцилиндра 11 с напорным тру-/1008517 3бопроводом 25, другую - . со сливным трубопроводом 26. Движение штока .гидроцилиндра 11 продолжается до тех пор, пока сигнал от датчика 23 обратной связи не сравняется с заданным сигналом, при этом напряжение на вы ходе элемента 22 сравненйя исчезает, :золотник .гидрораспределителя 19 :возвращается в нейтральное положение, при котором все трубопроводы перекрыты, и шток цилиндра 11 останавливается, отработав заданное воздействие., При движении штока гидроцилиндра 11 при заданной программе происходит колебание подвижных платФорм 4-.7. Цилиндр 10 с системой 12 управления, 15 включающей программный блок 14 и датчики 17 и.18, моделируют. работу сис-. тевы гашения колебаний кабины машиниста роторного экскаватора (защищаемого от вибраций объекта). 20В частном случае в качестве датчи,ков 17 и 18 колебаний.и программного .блока 14 могут быть использованы соответственно датчики ускорения и интегрирующий блок, 2 фВибратор 24 воспроизводит высоко;частотные колебайия, соответствующие в рассматриваемом примере дополнительным возмущениям со стороны привода роторного колеса и вращающихся эле-ментов ленточного конвейера.На Фиг.3 приведены результаты исследования. Кривая 1 представляет собой перемещение подвижной платФорьи 7, кривая .2 - перемещение платФорьы 5, а кривая 3 - перемещение груза 8, моделирующего защищаемый от вибраций объект. Несмотря на то, что платФорма 5 подвергается резонансным колебаниям о двум Формам, а также высокочастотному воздействию (с момента включения,внбратора 24, обозначенного фВкл.". ),.амплитуда колебаний эащнщаеиого от вибрации объекта ограничена заданными значениями, так как соответствующие параметры виброэащитной системы (ее чувствительность, коэФФициенты передачи звеньев .и т.д.) являются оптимальными, поскольку они обеспечивают заданную степень демпФирования всех Форм колебаний.Использование предлагаемого уст-. ройства позволяет эа счет повьааения точности моделирования повысить надежность конструкции горных машйн на 10-15% и в такой же степени увеличить эксплуатационную производйтельрость этих машин.1008517 фиа СостРедактор С.Пекарь Техр итель З.Пимах Ж.Кастелевич орректор С.Шек Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна 3 2307/48 .Тираж 715 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.