KR20140127909A - 유압 작동 시스템에 의한 진동 감쇠 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유압 작동 시스템에 의한 진동 감쇠 시스템에 관한 것으로, 특히 압연기를 위한 것으로, 가동부(11)를 구비하는 적어도 하나의 유압 액츄에이터(1)와 대응되는 유압 공급 회로(2), 및 유압 액츄에이터(1)의 가동부(11) 상에 작용하는 진동력을 위한 유압 감쇠 수단(3)을 포함하며, 감쇠 수단(3)은 진동력의 감쇠를 동작시키도록 유압 회로(2)에 연결되며, 감쇠 수단(3)은 유압 회로(2)에 유압식으로 연결된 제 1 챔버(34)를 구비하는 이중 챔버 실린더(31)와 전기 감쇠부(32)에 연결된 가동부(35)를 포함하며, 제 1 챔버(34)는 교정 파이프(36)에 의하여 이중 챔버 실린더(31)의 제 2 챔버(33)와 유압식으로 연결된다.
Description
본 발명은 유압 작동 시스템에 의한 감쇠 시스템에 관한 것이다.
종래에는 힘(force)을 전달하기 위하여 유압 시스템을 사용하는 전자기 또는 압전 액츄에이터에 의한 기계 장치 또는 시스템을 위한 진동 감쇠 시스템이 부족하다. (유압 회로를 운동 전달 시스템으로 사용하는 전자기 액츄에이터에 의한 부하 제어를 기초로 하는) 정전기 기술은 주로 항공 분야에서 비행 시스템을 제어하기 위하여 사용된다. 동력 전달은 이러한 응용에 필요하고, 따라서 상류 동력원은 일반적으로 회전하는 기계(유압 펌프에 연결된 전기 모터)이다. 항공 응용을 위한 상술된 시스템은 최근에 금속가공 기계 도구(프레스, 펀치)에서의 작동 시스템으로, 해군 섹터에서 작동 시스템으로, 그리고 동적 특성 시험 지그 상의 충전 장치로 제안되었다. 이러한 응용의 개발은 상기 주제에 대해 게시된 과학 기사에 의해 확인된다.
본 발명의 주요 목적은 종래 기술의 시스템을 개선하고 더 나은 전반적 시스템의 단순성을 보장하는 대안적인 진동 감쇠 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 매우 높은 압력의 존재 하에서도 효율적으로 작동할 수 있는 진동 감쇠 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미리 결정된 임계 주파수보다 낮은 주파수에 있어서는 비활성 상태로 유지되고, 이러한 임계 주파수보다 높은 주파수의 진동을 위해서 동작하기 시작하여 이에 따라 미리 결정된 주파수 밴드의 감쇠를 보장하는 감쇠 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 유압 작동 시스템에 의한 진동 감쇠 시스템으로 도달되며 이는 제 1 항에 따르면:
-가동부를 갖는 적어도 하나의 유압 액츄에이터,
-이에 대응되는 유압 공급 회로, 및
-상기 유압 회로의 가동부에 작용하는 진동력을 위한 유압 감쇠 수단;을 포함하며, 상기 진동력의 감쇠를 작동하도록 상기 감쇠 수단은 상기 유압 회로에 연결되며,
상기 감쇠 수단은 상기 유압 회로에 유압식으로 연결된 제 1 챔버와 전기 감쇠부에 연결된 가동부를 갖는 이중 챔버 실린더를 포함하며, 교정된 파이프에 의하여 제 1 챔버는 이중 챔버의 제 2 챔버에 유압식으로 연결 및 연통되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 교정된 파이프는 유압 작동 시스템의 주파수를 동작시키기 위하여 투명하지만, 진동력을 감쇠시키는 데에 동등하게 효과적인 로우-패스(low-pass) 필터로 작동한다.
본 발명의 진동 감쇠 시스템은 이중 챔버 실린더를 갖는 적어도 하나의 유압 피스톤을 기초로 하며, 챔버 중 하나는 유압 액츄에이터의 공급 회로에 연결되고 연통된다.
이것은 이중 챔버 실린더보다 가동부가 상호연결된 두 개의 단일 챔버 실린더를 사용하는 것과 동일하다.
이중 챔버 실린더에서 유압 피스톤의 감쇠 및/또는 작동은 능동 또는 수동 전기 및/또는 자기적인 부품에 의하여 얻어진다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 이러한 전기 부품은 본 발명의 각 변형 대상인 다양한 기술에 따라 예압될 수 있는 압전 액츄에이터이다.
이러한 예압에 의하여 본 발명의 시스템 대상은 동일한 유압 작동 회로에 연결되지만 미리 결정된 주파수부다 낮은 주파수 속도에서 작동하는 액추에이터와 간섭하지 않으면서 주어진 주파수에 걸쳐 작동할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따르는 진동 감쇠 시스템을 포함하는 압연기(rolling mill)를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 교정된 파이프의 임계 주파수를 식별하는 방법을 가르쳐준다.
청구항은 본 명세서의 불가분의 일부를 구성한다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은, 첨부된 도면을 참조하여, 배타적이지 않는 실시예로 설명되며, 바람직하나 제한적이지 않은 아래의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다:
도 1은 본 발명에 따르는 감쇠 장치를 포함하는 감쇠 시스템을 개략적으로 도시한다;
도 2는 도 1에서의 감쇠 장치의 부분적인 확대를 도시한다;
도 3 내지 도 7은 도 2에 도시된 감쇠 장치 부분의 변형예를 도시한다;
도 8은 부품 자체의 치수 파라미터가 변하면서 그려진 선행하는 수치들에 따르는 감쇠 시스템의 부품의 전달 함수도를 도시한다;
도 9는 압연기 스탠드(rolling mill stand)의 초크(chocks)에 있는 감쇠 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타낸다;
도 10은 본 발명에 따르는 감쇠 장치의 일실시예의 종단면을 나타낸다.
도면에서 동일한 참조 번호와 문자는 동일한 부재 또는 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명에 따르는 감쇠 장치를 포함하는 감쇠 시스템을 개략적으로 도시한다;
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도 8은 부품 자체의 치수 파라미터가 변하면서 그려진 선행하는 수치들에 따르는 감쇠 시스템의 부품의 전달 함수도를 도시한다;
도 9는 압연기 스탠드(rolling mill stand)의 초크(chocks)에 있는 감쇠 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타낸다;
도 10은 본 발명에 따르는 감쇠 장치의 일실시예의 종단면을 나타낸다.
도면에서 동일한 참조 번호와 문자는 동일한 부재 또는 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명에 따르는 진동 감쇠 시스템을 개략적으로 나타낸다. 이는 가동부(11)를 구비하는 유압 액츄에이터(1) 및 유압 감쇠 장치(3)를 포함하며, 일반적으로 유압 액츄에이터(1)는 단일-작동 액츄에이터로서, 대응하는 (부분적으로만 도면에 도시된) 유압 회로(2)에 의하여 공급되며, 유압 감쇠 장치(3)는 또한 예를 들면 분기를 통하여 유압 회로(2)에 분기(21)를 통하여 연결된다.
유압 액츄에이터(1)는 유압 액츄에이터(1)의 미는 방향에 따라 진동 현상에 의하여 영향을 받아 본 발명이 감쇠하고자 하는 일반 대상(4)을 밀어낸다.
시프트 및/또는 속도 및/또는 가속도 센서(5)는 선택적으로 대상(4)에 연결되며, 이의 신호는 유압 감쇠 장치(3)를 제어하는 전기 제어 유닛(6)으로 라우팅된다. 대안적으로, 센서(5)는 일반적으로 유압 회로(2)에 배치된 압력 센서로 대체될 수도 있다.
유압 제동 장치(3)는 적어도 하나의 유압부(31) 및 하나의 전기 감쇠부(32)를 포함한다.
도 2에 개략적으로 도시된 유압부(31)는 이의 사이에 전기 감쇠부(32) 슬라이드에 피스톤(35)이 연결된 적어도 두 개의 챔버(33 및 34)를 구비한 유압 실린더(37)를 포함한다.
챔버(33 및 34)는 파이프(36)를 통하여 연통된다.
이러한 파이프는 교정부를 가지며 이하에서는 바이패스 또는 디커플러로 지칭될 수 있다.
이는 대부분의 도면에서 유압부(31)의 유압 실린더 외부에 도시되지만, 실린더 자체의 주변 벽에 일체화될 수 있거나, 도 7에서 도시된 바와 같이 피스톤(35) 자체 내부에 존재할 수 있다.
전기 감쇠부(32)는 감쇠 장치가 작동해야 하는 주파수 영역 및 생성해야하는 힘(force)의 강도에 따라 압전 액츄에이터, 자기 변형의(magnetostrictive), 또는 전자기 액츄에이터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 후술되는 바와 같이, 일반적으로 능동, 수동, 또는 반 수동형 중 어느 하나의 전기 액츄에이터가 사용될 수 있다.
예를 들면, 능동 구성에 따르면, 액츄에이터는 전동이며 센서(5)로부터 수신되는 신호에 기초하여 전자 제어 유닛(6)에 의하여 제어된다.
반 능동 구성에서는, 전기 감쇠부(32)는 전자기 감쇠기로서, 전기 파라미터는 감쇠 작용 요청의 기능으로 전자 제어 유닛(6)에 의하여 제어된다. 이러한 구성에서는 전기 감쇠부(32)를 구동하기 위한 전원 모듈이 제어 유닛(6)에 필요하지 않다.
대신, 수동 구성에서 전기 감쇠부(32)는 전자기 감쇠기를 포함하며, 이의 전기 파라미터는 고정된다. 따라서, 전자 제어 유닛(6) 및 센서(5)는 없다.
바이패스(36)의 미리 결정된 교정 주파수보다 낮은 주파수의 가능 힘(possible force)은 유압 회로(2)를 통하여 직접 챔버(34)로, 그리고 바이패스(36)을 통하여 간접적으로 챔버(33)에 동등한 크기로 피스톤(35)에 전달되며; 이 경우에서 바이패스는 정상적인 유로 파이프처럼 행동하여 두 개의 챔버(33 및 34)에 있는 압력을 보완하도록 한다. 이런 경우에는 넘으면 개입이 요구되는 임계 주파수(critical frequency)보다 주파수가 낮기 때문에 전자 제어 유닛(6)은 전기 감쇠부(32)로 제어를 전달하지 않는다.
예시는, 모든 경우에서 동일한 유압 액츄에이터(1)를 수단으로 보완될 수 있는 유압 액츄에이터(1) 자체의 작동 또는 느린 진동을 포함한다.
미리 결정된 주파수보다 높은 가능 힘의 경우에서 전자 제어 유닛(6)은 이러한 힘을 대비하도록 전기 감쇠부(32)를 제어한다. 바이패스(36) 교정 주파수(calibration frequency)보다 높은 주파수를 갖는 압력파는 그러므로 유압 회로(2)에서 생성되며, 여기서 바이패스가 필터로 작동하여 챔버(33)와 챔버(34)에 있는 압력이 동일하게 되는 것을 허용하지 않기 때문에 파동은 챔버(33)로 전달되지 않는다.
고주파수에 대칭적으로, 디커플러 조정주파수(decoupler tuning frequency)보다 낮은 주파수에서 작동하는 액츄에이터(1)의 유압 제어 시스템의 활성화는 감쇠 장치의 동작과 간섭할 수 있는 압력파를 생성하지 않으며, 챔버(33)에 있는 감쇠 장치(3) 상에 추가 부하를 생성할 수 있다. 따라서, 감쇠 시스템은 반응하지 않으며, 디커플러 또는 바이패스의 임계 주파수보다 낮은 주파수에 있어서 비활성 상태로 유지된다.
디커플러의 필터링 임계 주파수는 적절하게 선택될 수 있다.
제어 유닛(6)은 데이터를 처리하며 액츄에이터(1)를 위한 감쇠작용을 제공하기 위해 전기 감쇠부(32)가 언제 그리고 어떻게 개입하게 할지를 설정한다.
디커플러의 입계 주파수보다 높은 주파수의 경우, 제어 유닛(6)은 전기 감쇠부(32)를 활성화하는 전압 신호를 전송한다.
바람직하게는, 이러한 전기 감쇠부(32)는 압전 액츄에이터를 포함한다.
이하에서는, 이러한 일반성의 상실 때문에 없이 압전 액츄에이터가 참조될 것이다.
압전 액츄에이터(32)는 피스톤(35)을 이동시키는 결과로 연장 또는 후퇴되며 챔버(34)에 있는 임계 주파수보다 높은 주파수로 전파되는 양 또는 음의 압력 파를 생성하며, 유압 회로(2)와 직접 연결 및 연통된 이러한 압력파의 진폭 및 시간범위는 압전 액츄에이터(32)를 구동시키는 제어 유닛(6)의 제어 신호의 진폭 및 주파수에 따라 달라진다.
교정되는 디커플러(36)는 피스톤(35)에 의하여 생성된 압력파가 챔버(33)에서 닫히는 것을 방지하는 필터로 작동하여, 이에 따라 국부적으로 보완한다. 이러한 압력파는 전자 제어 유닛(6)을 개입하게 한 힘을 보완하도록 유압 액츄에이터(1)로 회로(2)를 따라 전파된다.
따라서, 대상(4)은 디커플러 및 제어 유닛의 상기 (임계 주파수라고도 하는)교정 주파수보다 높은 주파수를 갖는 응력에 면역된 상태로 남아 있다.
유압 액츄에이터(1)에 작용하는 압력파의 진폭은 전체 유압 및 기계적 시스템의 역학 관계에 따라 달라진다.
바람직하게는, 바이패스 파이프(36)의 사용은 압전 액츄에이터(32)가 임의의 방식으로 손상되지 않으면서 감쇠 장치(3)가 매우 높은 압력에서 작동할 수 있도록 허용한다. 이는 피스톤(35)이 0인 주파수 또는 모든 경우에서 상기 임계 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 힘을 위하여 지속적으로 균형잡혀있기 때문이다.
바람직하게는, 압전 액츄에이터(32)가 개입하면, 이는 유압 회로(2)에서 설정된 환경에 대한 상대 압력이 아닌 피스톤(35)을 위한 대상에 유도된/대상에 의해 유도된 진동력에 의해 결정된 압력파만을 대비하도록 불리어, 이에 따라 감쇠 시스템의 고효율이 유지된다.
압전 액츄에이터는 도 1, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이 감쇠 장치(3)의 유압부(31) 외측에 또는 도 3에서, 도 4, 도 7까지 도시된 바와 같이 내측에 설치될 수 있다. 이는 두 챔버(33 및 34) 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
바람직하게는, 작업 영역이 동일하면, 챔버(34)의 부피는 챔버(33)보다 작다. 본 발명의 바람직한 일 실시예(미도시)에 따라 액츄에이터(32)는 챔버(34)에 어셈블될 수 있다. 바람직하게는, 챔버(34)의 부피는 가능한 한 작다. 이와 같이, 피스톤(35)의 이동은 진동을 보완하도록 유압 회로(2)에 있는 압력 변동(pressure variation)에 더 큰 효과로 변환된다. 역으로, 바람직하게는, 챔버(33)의 부피는 가능한 한 큼으로써 피스톤(35) 활성화 과정에서 챔버 자체에 의한 덜한 반응을 갖도록 한다. 이런 식으로, 액츄에이터(32)에 의하여 남게 된 에너지의 최소한의 일부만 챔버(33)에 의하여 소멸되며, 이의 대부분은 유압 회로(2) 내부로 주입되는 압력파로 변환된다. 이는 감쇠 시스템을 특별히 효과적으로 만드는데에 상승적으로 기여한다.
챔버 간의 치수 비는 바람직하게는 적어도 10이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 이러한 압전 액츄에이터가 아래 도시된 본 발명의 대응되는 변형의 대상인 다양한 기술들에 따라 예압될 수 있다. 이는 압전 액츄에이터의 경우에서 특히 유용하며, 이는 이러한 액츄에이터가 최적의 방식으로 작동하기 위해서는 사전 압축을 필요로 하기 때문이다.
제 1 변형예에 따르면, 압전 액츄에이터 상의 예압은 반대 챔버(33)와 챔버(34)를 대향하는 피스톤(35)의 표면을 구별함으로써 얻어진다. 제 2 변형예에 따르면 예압 스프링에 의하여 예압이 얻어진다. 제 3 변형예는 제 1 및 제 2 변형예의 조합으로 얻어진다.
도 3을 특별히 참조하면, 압전 액츄에이터(32)는 챔버(33) 내로 삽입된다. 챔버(34)의 부피가 챔버(33)의 부피보다 작으면서 두 개의 챔버(34 및 33) 각각을 대향하는 피스톤의 표면(35A) 및 표면(35B)은 동일하다.
도 4는 챔버(34)의 부피가 챔버(33)의 부피보다 작을 뿐만 아니라 챔버(34)를 대향하는 피스톤의 표면(35A)이 챔버(33)을 대향하는 표면(35B)보다 큰 변형예를 도시한다.
또한, 도 5 및 도 6에 대응하는 변형예에서, 챔버(33)을 대향하는 표면(35B)는 챔버(34)를 대향하는 표면(35A)보다 작다.
표면(35A) 및 표면(35B)는 피스톤/실린더 커플링(coupling)의 동등한 능동 표면(active surface)이다.
도 5에서, 압전 액츄에이터는 챔버(33)의 외측에 있으며, 예압 스프링(9)이 더 사용되며, 예를 들면 챔버(34)에 삽입되고 실린더의 벽과 피스톤의 면(35A)에서 얻어진 벽 또는 틈 사이에 놓인다. 예압 스프링(9)의 존재는 표면(35A) 및 표면(35B)의 진폭 간의 차이의 존재로부터 독립적이다.
도 5A는 도 5에 따른 다른 변형예를 도시한다. 교정된 파이프(36)는 실린더/피스톤 커플링 자체에서 형성된 통로에 의하여 만들어진다. 바람직한 변형예에 따르면, 이러한 통로는 커플링의 각 섹터에 위치한다(도 5A 참조). 다른 바람직한 변형예(미도시)에 따르면 통로는 가동부의 전체 주변부(둘레)를 따라 분배된다.
실린더-피스톤 커플링 자체에 의하여 만들어진 파이프(34)의 특징은 본 발명에 기재된 변형예 중 어느 하나와 조합될 수 있다. 따라서, 이하에서는 파이프 및 통로라는 단어들이 상호교환될 수 있다.
상기 도 5에 관하여서 도 6에서 예압은 피스톤(35)의 표면(35A) 및 표면(35B)의 진폭의 차로만 보장된다.
도 7을 참조하여, 액츄에이터(32)는 피스톤(35)에서 얻어진 특정 캐비티에서 설치된다. 디커플러(36)도 피스톤(35)에서 얻어진다. 액츄에이터 상의 예압은 피스톤(35) 상의 영역(35A) 및 영역(35A) 간의 차를 수단으로 하여 얻어질 수 있다. 이러한 장치의 높은 힘 밀도 때문에, 그리고 치수가 액츄에이터의 치수와 밀접하게 연관되어 있기 때문에 압전 액츄에이터(32)는 이러한 변혀예를 위하여 특별히 표시된다.
도 8은 감쇠 장치에 있는 유압부의 두 개의 챔버(33 및 34)에 있는 압력 비를 그린다. 두 압력 간의 이러한 비는 디커플러(36)의 동적 성능에 따라 달라지며, 이는 이의 기하학적 특징(주로 길이와 직경)에 따라 달라진다. 이러한 동적 성능은 주로 고유 주파수 또는 공명 피크에 의하여 결정된다. 도 8은 디커플러의 기하학적 특징, 특히 길이/직경 제곱이 달라짐에 따른 디커플러 전달 함수를 도시한다.
이러한 파라미터가 증가함에 따라 전달 함수는 차트의 좌측으로, 즉 낮은 주파수를 향하여 이동한다. 각각 40, 20, 2 및 1Hz의 공진 주파수를 갖는 네 개의 전달 함수가 그려져 있다.
두 개의 챔버(33 및 34)에 있는 압력이 공진 주파수보다 낮은 주파수에서 동등하도록 각 전달 함수표는 단계 패턴을 나타내며, 횡축 상에서의 이들의 비가 
이고, 동시에 이러한 비는 크게 감소하고 공진 주파수보다 높은 압력에서 1/50의 값에서 안정화된다. 이 패턴은 디커플러(36)의 로우-패스 필터와 같은 동작에 용이하게 연관될 수 있다. 두 개의 평평한 세그먼트 사이에서 함수는 이 경우에서는 더블 커스프(double cusp)를 특징으로 하는 짧은 트랜션트(transient)를 결국 나타낸다: 좌우로, 첫 번째 커스프는 상향이며, 하양 커스프가 따른다.
상기된 바와 같이, 디커플러의 길이 및 직경 특징이 공진 주파수를 결정하며, 즉, 유압부(31)의 실린더(37)의 두 개의 챔버(33 및 34) 간의 동등화가 더 이상 얻어지지 않는 한계 주파수를 결정하며, 즉, 압전 액츄에이터의 개입에 의해 생성된 압력파의 통과가 방지된다.
판별 파라미터는 바이패스 파이프의 길이와 직경 제곱 간의 비: 
이다. 이 파라미터가 증가함에 따라 디커플러가 점진적으로 낮은 주파수를 필터링할 수 있음을 도 8은 다시 나타낸다. 따라서, 미리 결정된 임계 주파수에 따라 이 비를 적절히 결정함으로써, 디커플러의 로우-패스 필터 특징들이 결정된다.
응용 예
본 발명의 다양한 응용예는 강재 스트립을 위한 냉간 압연기 스탠드(cold rolling mill stand)의 유압 회로에 유리한 응용을 포함한다. 이러한 유형의 압연기 스탠드는, 모든 기계 요소와 마찬가지로, 고유 공진 주파수를 갖는다. 스트립 자체 또는 그 외의 해짐, 마찰 또는 구성에 의한 힘이 고유 공진 주파수와 근접하거나 일치하는 주파수를 가질 경우에 진동 현상이 유도될 수 있다. 이와 같은 현상은 압연 방향에 직각인 방향, 즉 수직방향으로의 롤(roll)들의 움직임으로 나타나며, 압연 과정에 적합하지 않은 지나친 진폭에 도달할 수 있다. 이는 “채터링(chattering)”으로 알려져 있으며, 스트립 상에 밝은/어두운 흔적과 같은, 또는 압연된 스트립의 폐기를 야기하는 두께의 변동과 같은 표면 결함을 생성할 수 있으며, 결함은 압연 스탠드의 진동 모드에 따라 달라진다.
피해야되는 공진 주파수가 공지되어, 여기에 상술된 장치를 압연기 스탠드에 있는 이러한 문제를 해결하도록 사용하는 것이 가능하다. 이 특정 경우에서, 본 발명에 따른 진동 감쇠 시스템의 목적은 100Hz 이상의 주파수를 특징으로 하는 진동을 감쇠하는 데에 있으며; 따라서 이러한 주파수에서 작동하기 적합한 전기 액츄에이터(32)가 제공되고, 액츄에이터는 압연 스탠드의 롤(들) 1, 1' 1", 1"'초크(20) 상에 위치된 가속도계(5)의 측정에 따라 활성화된다. 유압 ? 실린더1-1'"들의 챔버에서 압력을 제어하는 서보 밸브(servo valve)가 50Hz보다 높은 주파수에서 작동하지 않기 때문에 요구되는 롤의 탄성 변형을 얻기 위해서 100Hz의 임계 주파수가 여기서 확인된다. 물론, 이러한 값은 경우마다 달라질 수 있다. 따라서, 100Hz을 감쇠 시스템의 임계 작동 주파수로 선택하는 것은 감쇠 시스템과 롤의 탄성 변형의 제어 시스템 간의 간섭이 없도록 보장한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 유형의 응용에서는 능동적으로 압연기 스탠드의 진동을 감쇠하기 위하여 휨 피스톤의 개수와 동일한 개수의 감쇠 장치(3), 전형적으로 여덟 개의 피스톤(1), 그리고 따라서 여덟 개의 감쇠 실린더(3)가 적절하다. 센서(5)와 제어 유닛(6)은 대응되는 전기 감쇠기(32)를 제어하도록 둘 또는 그 이상의 감쇠 장치(3)와 공유될 수 있다.
진동 감쇠 시스템의
실시예
진동 감쇠 시스템의 예시적인 일 실시예는 도 10에 도시된 바와 같이, 압전 액츄에이터(132) 및 디커플러(136)와 감쇠 실린더(131)를 포함한다.
낮은 주파수에서는 디커플러(136)가 정상적인 연결 파이프처럼 작용하고, 두 챔버에 있는 압력을 동일화시키는 것, 즉 피스톤(135)의 두 면(135A 및 135B) 사이에서 압전 액츄에이터(132)로부터의 유압 회로 압력을 완화하도록 허용한다.
감쇠 시스템의 활동 단계들에서 동일한 개체의 당기고 미는 부하를 적용하기 위해서 압전 액츄에이터(132)는 스프링 팩(138)을 사용하여 얻을 수 있는 힘으로 반 예압된다. 예압은 끼움새(shim)를 설정함으로써 변할 수 있다. 이러한 방식으로 작동 챔버(134)를 향한 피스톤(135)의 변위를 유도하여 이 챔버에 있는 압력의 증가와, 결론적으로는 회로(12)에서 전파되는 양 압력파를 발생시키는 압전 액츄에이터(132)의 연장과, 스프링 팩(138)의 미는 방향으로 수축하며 챔버(133)를 항하여 피스톤(135)을 이동시켜 작동 챔버(134)에 있는 압력의 감소와 결론적으로는 회로(12)를 따라 전파되는 음 압력파를 발생시키는 압전 액츄에이터 길이(132)의 길이 감소 모두의 활용이 가능하다.
도 10에 도시된 예시적인 일 실시예는 압전 액츄에이더(132)의 팽창-수축 축에 따른 이의 양단에 볼 조인트(141 및 142)들을 더 포함하여 압전 액츄에이터(132)가 저항이 '0'인 것에 대해 가능한 축견인 하중(axial traction load)을 받는 것을 피하도록 한다. 물론, 챔버(134)로 피스톤(135)이 당겨지도록 음 압력파가 유압 실린더(12)에 의하여 챔버(2a)에 도달하면 볼 조인트(142)는 압전 액츄에이터(132)가 스프링 팩(138)으로부터 분리되도록 허용한다.
압전 액츄에이터는 일반적으로 다양할 전기 전압으로 활성화될 수 있으며, 예를 들면 0에서 1000V까지, 그리고 감지된 전압에 기초하여, 비례하는 신장, 예를 들면 최소 0에서 최대 80μM이 얻어진다. 유리하게는, 정지 위치에 있는 압전 액츄에이터(132)는 이미 최소 및 최대 전압 사이에 있는 중간 전압, 즉 500V를 받게 되고, 따라서 최댓값의 절반, 즉 40μM와 동일한 개체의 신장 또는 수축을 거칠 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 유닛(6)은 센서(5)에 의하여 얻어진 측정값에 기초하여 전기 전압을 증가 또는 감소시킴으로써 압전 액츄에이터(132)를 제어할 수 있으며, 이에 따라 압전 액츄에이터(132)를 연장 또는 수축하여 챔버(132)에 양 또는 음 압력파를 필요에 따라 발생시킨다.
다양한 실시예에서 도시된 요소 및 특징들은 본 발명의 보호 범위로부터 벗어남이 없이 조합될 수 있다.
Claims (15)
- 유압 작동 시스템에 의한 진동 감쇠 시스템은:
- 가동부(11)를 구비한 적어도 하나의 유압 액츄에이터(1),
- 대응하는 유압 공급 회로(2), 및
- 상기 유압 액츄에이터(1)의 상기 가동부(11)에 작용하는 진동력을 위한 유압 진동 감쇠 수단 (3)을 포함하며; 상기 진동력의 감쇠를 활성화하도록 상기 감쇠 수단(3)이 상기 유압 회로(2)에 연결되고,
상기 감쇠 수단(3)은 상기 유압 회로(2)에 유압식으로 연결된 제 1 챔버(34, 134)와 전기 감쇠부(32, 132)에 연결된 가동부(35, 135)를 구비한 이중 챔버 실린더(31)를 포함하며, 그리고 교정된 파이프/통로(36, 136)에 의하여 상기 제 1 챔버(34, 134)는 상기 이중 챔버(31)의 제 2 챔버(33, 133)에 유압식으로 연결 및 연통되는 것을 특징으로 하는, 감쇠시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 챔버(34)를 향한 압력파의 전파는 상기 교정 파이프(36)의 임계 주파수와 관련하여 허용/금지되는, 감쇠 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 챔버(34)는 상기 제 2 챔버(33)의 부피보다 작은 부피를 갖는, 감쇠 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 챔버(34)의 부피에 대한 상기 제 2 챔버(33)의 비는 적어도 10인, 감쇠 시스템.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동부(35)는 상기 제 1 챔버(34) 내부로 향하는 제 1 면(35A) 및 상기 제 2 챔버(33) 내부로 향하는 제 2 면(35A)을 포함하며, 상기 제 1 면(35A)의 표면은 상기 제 2 면(35B)보다 큰, 감쇠 시스템.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 감쇠부(32)는 상기 두 챔버(33, 34) 중 어느 하나의 내측에 배치된, 감쇠 시스템.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 감쇠 시스템(32)은 수동 전자기 유형인, 감쇠 시스템.
- 제 7 항에 있어서,
상기 전기 감쇠부(32)의 동작 파라미터는 제어 가능하며, 상기 감쇠 시스템은
-상기 유압 액츄에이터(1)의 상기 가동부(11)의 이동 및/또는 속도 및/또는 가속도 및/또는
-상기 유압 회로(2)에 있는 압력의 측정을 위한 수단(5)에 연결된 처리 수단(6)을 더 포함하여 상기 동작 파라미터를 제어하는 시스템.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 감쇠부(32)는 능동 전기 액츄에이터를 포함하며, 상기 감쇠 시스템은
-상기 유압 액츄에이터(1)의 상기 가동부(11)의 이동 및/또는 속도 및/또는 가속도 및/ 또는
-상기 유압 회로(2)에 있는 압력을 측정하기 위한 수단(5)과 연결된 처리 수단(6)을 더 포함하는 시스템.
- 제 9 항에 있어서,
상기 전기 감쇠부(32)는 압전 액츄에이터를 포함하며, 상기 표면(35A, 35B)의 차이는 상기 압전 액츄에이터(32)를 위한 예압을 규정하기에 적합한, 감쇠 시스템.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 전기 감쇠부(32)는 압전 액츄에이터를 포함하며, 상기 압전 액츄에이터(32)에 작용하여 이의 예압을 규정하도록 상기 시스템은 예압 스프링(9)을 포함하는, 감쇠 시스템.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 처리 수단은 상기 측정 수단(5)이 상기 임계 주파수보다 높은 진동 주파수를 감지하면 상기 전기 감쇠부(32)의 감쇠 효과를 제어하도록 프로그램되는, 감쇠 시스템
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통로(34)는 상기 이중 챔버 실린더 (31) 및 상기 가동부(35, 135)의 커플링에서 형성된, 감쇠 시스템.
- 제 13 항에 있어서,
상기 통로는 상기 커플링의 각 섹터에 위치하거나, 또는 상기 가동부(25, 135)의 전체 둘레를 따라 분배된, 시스템.
- 적어도 하나의 압연 스탠드(mill stand) 및 휨 제어를 위한 적어도 하나의 유압 액츄에이터(1), 및 제 1 항 내지 제14 항 중 어느 하나에 따르는 적어도 하나의 대응되는 감쇠 시스템을 포함하는 압연기.
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