Виброизолирующая опора

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК 100 А 15/ 51)5 Е ЕТ И К АВТ во СССР987.во СССР988 (прототип)ОПОРАстроении, дляных объектов,тор и регулятор фазь элемент и скреплен управляемых динам мирователь регули подключенный к ре виброизолирующая тотип изобретения. улято опора ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Использование: в машинозащиты от вибраций различ Изобретение относится к технике виброзащиты и может быть использовано для защиты различных объектов от вибрации.Известна виброизолирующая опора, содержащая два последовательно установлен н ых ви брои.зол ятора, в узле скрепления которых установлен динамический гаситель 1.Недостатком этой виброизолирующей опоры является сильная зависимость эффекта динамического гашения вибрации от частоты. В связи с этим, использование известной виброизолирующей опоры для гашения нескольких составляющих вибрации даже с близкими частотами оказь 1 вается нецелесообразным, т.к. эффективное гашение осуществляется только той из них, частота которой совпадает с частотой настройки динамического гасителя,Известна виброизолирующая опора, содержащая устанавливаемые между защищаемым и виброактивным объектами последовательно соединенные виброизоляСущность изобретения; виброизолирующая опора содержит последовательно соединенные виброизолятор 4, регулятор 3 фазы и формирователь 9, Регулятор фазы включает массу 8, основной упругий элемент 5 и два дополнительных упругих элемента 6, 7. Последние имеют одинаковую жесткость, соединены последовательно и установлены между виброактивньм объектом 1 и виброизолятором 4. Масса 8 установлена в месте скрепления дополнительных упругих элементов 6 и 7, Жесткости основного упругого элемента 5 или дополнительных упругих элементов 6, 7 переменны. 7 ил,включающий упругии ые с его концами два ческих гасителя, форующих воздействий,ру фазы 2. Этапринята за проНедостатком виброизолирующей опоры-прототипа является ее сложность и пониженная эффективность в диапазоне вибрации. Первое обусловлено использованием в регуляторе фазы двух синхронно перестраиваемых динамических гасителей колебаний (являющихся достаточно сложными устройствами), второе - действием на защищаемым объект значительных сил, обусловленных резонансными колебаниями масс динамических гасителей по другим (кроме продольной оси опоры) направлениям,Целью изобретения является повышение эффективности виброизоляции.1774100 6 1/2,э Ь,Л 7,Лу.э й) К 7 К .э Кви + а ф жесткости 6 и 7 упыть пред- плексных ьциент тствен Кви Ку./Кви у.э/Кви + ая может ения ко 35 М о Риол А+) О рующи , в кото Кви 9 систерыхв пенс (зал в носи возм дейст ином счет комействия пора отя тройств), во нулю ента йп А(2)Я параметрами и приЛ считая а, Ку,в, Лу.в нимая Кб = К 7 Л 6 Поставленная цель достигается тем, что в виброизолирующей опоре, содержащей установленные между защищаемым и виброактивным объектами последовательно соединенные виброизолятор и регулятор 5 фазы, включающий массу, основной упругий элемент, установленный между виброактивным объектом и виброизолятором, и два дополнительных упругих элемента, и формирователь, подключенный к регулято ру фазы, дополнительные упругие элементы имеют одинаковую жесткость, соединены последовательио и предназначены для установки между виброактивным объектом и виброизолятором, масса установлена в ме сте скрепления дополнительных упругих элементов, жесткости или дополнительных упругих элементов, или основного упругого элемента переменны, а при отключенном формирователе коэффициент демпфирова ния Л и жесткость К дополнительных упругих элементов определены из соотношений Ку.в - коэффициенты демпфировасткости основного упругого элеКви. - жесткость виброизолятора;М - величина массы;ц - ускорение силы тяжести;вг - заданная частота вибрации;Р Оль - номинальная весовая нагрузка.На фиг, 1 изображена функциональная схема виброизолирующей опоры; на фиг, 2 и 3 - соответственно амплитудно- и фазочастотные характеристики коэффициента передачи силы виброизолирующей системы с использованием предлагаемого устройства с переменной жесткостью основного упругого элемента; на фиг. 4 и 5 - соответственно амплитудно- и фазочастотные характеристики коэффициента передачи силы при отличных от заявляемых (выбраны для сравнения) параметрах; на фиг. 6 и 7 - амплитудно- и фазочастотные характеристики коэффициента передачи силы виброизолируюцьей системы с дополнительными упругими элементами с переменной жесткостью,Предлагаемая виброизолирующая опора содеркит установленные между виброактивным 1 и виброзащищаемььм 2 объектами, регулятор 3 Фазы и последовательно соедиььенный с ним виброизолятор 4. Регулятор фазы содержит основной упругий элемент 5 и два дополнительных последовательно соединенных упругих элемента 6 и 7, в узле скреплеььия которььх установлена масса О. К регулятору фазы подключен формирователь 9 регулирующих воздействий.Предлагаемое устройство работает следующим образом.При отключенном формирователе 9 регулирующих воздействий коэффициент передачи силы системы виброизоляции (фиг.1), выполненной с использованием заявляемой опоры, определяется функцией где кб, к 7, Ла, Л 7 - коэфф и демпфирования. соотв ругих элементов, котора ставлена в вице отнош гьолиномов: звестно, что для виброизоли м со сложной структурой опо иброизоляция достигается за ации вибрационного возд пяемая виброизолирующая отся именно к этому типу усокно одновременное равенст вьлтельной (А) и мнимой (В) чаа числителя функции (1).Найдем рещение системы; Решение относительно параметров упугих элементов 6, 7 может быть записано в ледующем виде(3) КуКви 1/2Ку.э/Кви + ав 10 Ы - К 7/КвиГк + куз 5 тквипри этом Ле =Л 7 Л =Луэ 1 д/Кви 12Ку,/К+ а Ж 1/2; (4) При выполнении соотношений (3), ,4) виброизолирующая система обладает на частоте 4 максимальной эффективностью и фазовой характеристикой необходимой для эффективного регулирования фазы силы, действующей на защищаемый обьект 2. На фиг. 2, 3 приведены амплитудо-. и фазочастотные характеристики коэффициента передачи силы виброизолирующей системы, выполненной на основе заявляемой виброизолирующей системы с переменной жесткостью основного упругого элемента, Для номинального (при отсутствии регулирующего воздействия на входе фазового регулятора) значения коэффициента жесткости основного упругого элемента Ку.э = 5 были определены значения Кб = К 7 = 3,66, Л 6 =Л 7 = 0,02 при значениях параметров Я =10, а = 0,1, Лу.э =0,1 и Кви =1,Включение формирователя регулирующих воздействий позволяет управлять жесткостью основного упругого элемента Ку,э, При этом амплитудофазочастотные характеристики смещаются параллельно самим себе относительно положения, соответствующего отсутствию регулирующего воздействия на входе фазового регулятора 3 (кривая 3 на фиг. 2,3).На фиг. 2, 3 кривая 1 соответствует значению Ку,э, = 4,5, кривая 2 соответствует значению Ку,э. = 5,4.Смещение фазочастотной характеристики приводит к изменению фазы силы, действующей на защищаемый обьект с частотой й на необходимую для осуществления способа виброизоляции величину(2.Реали, ация фазовых характеристик. обеспечивающих требуемое регулирование фазы силы, действующей через опору возможно лишь при определении параметров заявляемой виброизолирующей опоры по соотношенлям (3), (4).Традиционный расчет жесткостей Кг, и К 7 на основе равенства нулю действительной части А коэффициента передачи силы ВИ на частоте Йв приводит к бесконечному множеству пар жесткостей (Кв, К 7),При А=О Эти пары обеспечивают минимум амплитудочастотной характеристики коэффициента передачи, силы Я на частоте Йв,однако не позволяют получить необходимый вид фазочастотной характеристики.На фиг, 4 приведены аплитудочастотные, а на фиг, 5 фазочастотные характеристики коэффициента передачи силвиброизолирующей системы с использованием виброизолирующей поры, призначениях параметров определяемыхтрадиционным способом.,Цля номинально 25го значения Ку.э = 10 определены Кб = 3, К 7== 5,4, при Кви = 1, 4 = 10, а = 0,1 Лу,э = 0,1,4 =Л 7= 0,02.Кривая 1 на фиг, 4 и 5 соответствуетзначению Ку.э = 9, кривая 2 соответствуетзначению Ку.э =- 12.При включении формирователя 9 регулирующих воздействий жесткость Ку,э будетизменяться, что приведет к перемещениюамплитудо- и фазочастотной характеристики параллельно самим себе. Однако, какследует из фиг. 4 и 5, достигаемое изменение фазочастотной характеристики является недостаточным для эффективной40 реализации способа виброизоляции 21.На фиг, 6, 7 приведены соответственноамплитудо- и фазочастотная характеристики коэффициента передачи сил виброизолирующей системы с использованием45 дополнительных упругих элементов с переменной жесткостью при значениях параметров, равных: Йв = 5, а = 0,1, Ку.э = 10, Лу.э =0,1, Лб =Л 7 = 0,02, Кви = 1 п-,.и Кв = О,(кривая 1 фиг. 6,7) жесткость К 7 определяет 50 ся выражением К;= 3 аКви,при К 7 = О, (кривая 2 фиг. 6,7) жесткость Кбопределяется выражением Кб = Я а Кви,Управление жесткостями дополнительных упругих элементов в противофазе с помощью Формирователя регулирующих воздействий позволяет преобразовывать кривую 1 в кривую 2 (фиг. 6,7) и наоборот, что обеспечивает необходимую величину1774100 К I Ку,э Кви + а3 Л =у.э 1/2; К,э/Кви Ку.э/Кви+а Й 3 К = Квий 63 У д Ри Кв коэффициенты деь основного упру 4.э, Ку.э - сревмпфирования и жестого элемента;и; узка. 1 изменения фазы силы, действующей на защищаемый объект,Формула иЗобретенияВиброизолирующая опора, содержа щая устанавливаемые между защищаемым и виброактивным объектами последовательно соединенные виброизолятор и регулятор фазы, включающий массу, основной упругий элемент, устанавливаемый между 10 виброактивным объектом и виброизолятором, и два дополнительнь 1 х упругих элемента, и формирователь, подключенный к регулятору фазы, отл и ча ю щ а я ся тем, что, с целью повышения эффективности, до полнительные упругие элементы имеют одинаковую жесткость, соединены последовательно и предназначены для установки между виброактивным обьектом и виброизолятором, масса установлена в месте 20 скрепления дополнительных упругих элементов, жесткости или дополнительных упругих элементов, или основного упругого элемента переменны, а при отключенном формирователе коэффициент демпфироаа ния А и жесткость К дополнительных упругих элементов определены из соотношений Кви - жесткость виброизолятоМ - величина массы;. вг - заданная частота вибрацРи - номинальная весовая наг.0 ставитель Л.Былинихред М,Моргентал Редактор лакова орректор Т.Пали изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 3916 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5