RU1778387C - Устройство дл гашени колебаний - Google Patents

Abstract

Использование: в строительстве дл  гашени  колебаний фундаментов, перекрытий и др. конструкций. Сущность изобретени : устройство содержит ма тник с массой в виде магнита, прикрепл емые к объекту сердечник и электромагниты, электрически соединенные с последними две катушки индуктивности. Устройство имеет две вертикальные т ги и соедин ющий их концы горизонтальный стержень. Ма тник подвешен на стержне. Катушки выполнены в виде закрепленных на стержне колец, оси которых совмещены с осью стержн , а радиус их равен длине ма тника 6. 2 ил.

Description

Изобретение используетс  в строительстве дл  гашени  колебаний фундаментов, перекрытий, пролетных строений мостов и др,конструкций.

Установленные на фундаменты и перекрыти  машины и механизмы вызывают их колебани , часто превышающие допустимые либо по величине перемещений, либо по частоте. Така  же картина иногда наблюдаетс  при воздействии подвижной нагрузки на пролетные строени  мостов, ветра на башенные и другие сооружени .

Дл  ограничени  вредных и опасных дл  конструкций колебаний используют различные гасители колебаний, в том числе и динамические гасители с настройкой их параметров в св зи с изменением действующих на объект возмущений. При этом дл  регулировани  жесткости динамического гасител  часто используютс  электромагниты с собственными источниками энергии и сложные системы слежени  за изменением действующих на объект возмущений. Предлагаемое техническое решение направлено на упрощение системы слежени  за изменением возмущени , действующего на объект, и устранение обеспечени  электромагнита собственным источником питани .

Известны инерционные динамические гасители колебаний с активными элементами , включающие электромагниты в качестве регул тора эквивалентной жесткости динамического гаситэл  и различные схемы прикреплени  сердечника и корпуса с катушкой к демпфируемому объекту или неподвижному основанию.

Недостатками этих гасителей  вл ютс  относительна  сложность системы слежени  за изменением действующих на демпфируемый объект возмущений, что приводит к отказам, необходимость обеспечени  гасител  собственным источником энергии.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  устройство дл  гашени  колебаний , включающее размещенный на

сл

с

VI ч со со

00

VJ

демпфируемой конструкции обратный мачт- пик со спиральной пружиной и с массой в виде магнита, перемещающегос  при больших перемещени х внутри катушек индуктивности и генерирующего индукционный ток, подаваемый на обмотки возбуждени  электромагнитов, упруго подвешенных к демпфируемой конструкции. Возникающее в обмотках возбуждени  электромагнита магнитное поле, взаимодейству  с жестко под- вешенным к конструкции сердечником, обеспечивает гашение колебаний конструкции .

Недостатком этого устройства  вл етс  сложность, необходимость многократного повторени  настройки обратного ма тника на частоту возмущени .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности гашени  колебаний.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что устройство снабжено закрепл емыми на объекте двум  вертикальными т гами, длина которых больше длины ма тника, и горизонтально расположенным стержнем, соедин ющим концы т г, ма тник подве- шен шарнирно на стержне, катушки выполнены в виде закрепленных на стержне колец, оси которых совмещены с осью стержн , а радиус их равен длине ма тника.

На фиг.1 показан общий вид предлагав- мого устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

К демпфируемой конструкции 1 на жестких вертикальных снабженных горизонтальным стержнем 2 т гах 3 шарнирно подвешен в виде цилиндрической пружины 4 с магнитом 5 на конце ма тник 6. При этом длина вертикальных т г 3 превышает длину ма тника 6 (I).

Между т гами 3 симметрично относи- тельно плоскости колебани  (вращени ) ма тника 6 расположены две катушки 7 выполненные в виде закрепленных на стержне 2 колец, оси которых совмещены с осью стержн  2, а радиус их равен длине (I) ма .т- ника 6. Катушки 7 индуктивности соединены с обмотками 8 возбуждени  электромагнитов 9, подвешенных к демпфируемой конструкции 1 посредством упругих элементов 10 и  вл ющихс  одновременно и массами ди- намического гасител . Между электромагнитами 9 помещен сердечник 11, жестко соединенный с демпфируемой конструкцией 1 посредством упругих элементов 10 и  вл ющийс  одновременно и массами ди- намического гасител . Стойки 12 неподвижного креплени  секторных катушек 7 индуктивности к неподвижной горизонтальной оси 2 ма тника 6 выполнены из диэлектрика .

Согласно известным результатам исследовани  при отношении частоты возмущающей силы (DO к частоте колебаний ма тника

меньше 0,6 и более 2 и к # 0,25 ма тник не колеблетс . Происход т только продольные колебани  пружины с амплитудой Z. В случае, когда Б 0,25, а отношение частоты собственных колебаний ма тника

С|) к частоте колебаний пружины ( гт) равн етс  0,5 (Ј) при соотношени х частоты возбуждени  к частоте колебаний пружины ма тника 0,6-1 ма тник начинает колебатьс , При этом, в случае отношени  частоты возбуждени  к частоте колебаний пружины ма тника равном 1, возникает резонанс, который можно квалифицировать как потерю устойчивости колебаний, т.к. ма тник вращаетс  вокруг точки подвешиваний, соверша  большое число оборотов. При этом Т

-j- 1, т.е. пружина-не деформируетс .

На использовании этого свойства ма тника и осуществлен принцип действи  предлагаемого устройства.

Устройство работает следующим образом .

Дл  гашени  опасных колебаний конструкции на возмущающую частоту % настраиваетс  частота колебаний пружины путем подбора массы (М) магнита 5 и жесткости (К) пружины 4

(Оо

«- нгде (On - частота колебаний пружины. Затем из соотношени 

2 ОД,

2/IT

I Т

определ етс  длина ма тника I, где g - ускорение силы т жести; Ум - частота колебаний ма тника.

В случае выполнени  этих условий колебани  конструкции с опасной частотой OJb вызывают вращение ма тника 6 вокруг стержн  2, а магнит 5 перемещаетс  между катушками 7 индуктивности, в которых генерируетс  индуктивный ток, подаваемый на обмотки 8 возбуждени  электромагнитов 9. При этом в обмотках 8 возбуждени  электромагнитов 9, подвешенных к демпфируемой конструкции 1 посредством упругих элементов 10, возникает электромагнитное поле.

Помещенный между электромагнитами 9 и жестко соединенный с демпфируемой

конструкцией 1 сердечник 11 взаимодействуете электромагнитным полем электромагнитов 9. Возникающие при этом силы преп тствуют перемещению электромагнитов 9, т.е. осуществл ют гашение колебаний конструкции 1. При этом, как и в прототипе, дл  гашени  колебаний нет необходимости вводить в систему энергию извне и исключаетс  зависимость работы устройства от ее поступлени .

В предлагаемом техническом решении вместо обратного ма тника в качестве управл ющего механизма использован ма тник на цилиндрической пружине.

8 предложенном решении использует- с  свойство ма тника на цилиндрической пружине, которое при резонансе про вл етс  в переходе от вертикальных колебаний пружины к вращению ма тника вокруг точки (оси) подвешивани . Это свойство впервые обнаружено и исследовано авторами.

Важным свойством ма тника, используемого в решении,  вл етс  недеформируемость пружины при резонансном вращении ма тника вокруг точки (оси) под- вешивани .

Настройка ма тника на цилиндрической пружине гораздо проще, чем многократна  иттерационна  настройка обратного ма тника, использованного в прототипе в качестве управл ющего механизма.

Использование предложенного решени  значительно упрощает настройку управл ющего механизма на резонанс, упрощает конструкцию всего устройства дл  гашени  колебаний и, следовательно, повышает его надежность.

Экономическа  эффективность устройства заключаетс  в повышении надежности гашени  колебаний демпфируемой конструкции и в экономии электроэнергии, используемой в классических гасител х колебаний.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  гашени  колебаний, содержащее ма тник с массой в виде магнита, жестко прикрепл емый к объекту сердечник , предназначенные дл  взаимодействи  с ним электромагниты, упруго подвешиваемые к объекту, и две катушки индуктивности , расположенные по разные стороны ма тника и электрически соединенные с обмотками возбуждени  электромагнитов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности гашени  колебаний , оно снабжено закрепл емыми на объекте двум  вертикальными т гами, длина которых больше длины ма тника, и горизонтально расположенным стержнем, соедин ющим концы г г, ма тник подвешен шарнирно на стержне, катушки выполнены в виде закрепленных на стержне колец, оси которых совмещены с осью стержн , а радиус их равен длине ма тника.

   4

   V

   Фл 1