RU2125961C1

RU2125961C1 - Vibrational amplitude stabilizer

Info

Publication number: RU2125961C1
Application number: RU94023961A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Харитонов; В.А. Сурков
Original assignee: Институт проблем машиноведения РАН
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1999-02-10
Also published as: RU94023961A

Abstract

FIELD: mechanical engineering; devices to control and stabilize vibrating objects for maintaining preset amplitudes of forced vibrations. SUBSTANCE: stabilizer has pendulum suspension with fitted on weight and viscoelastic member. Weight is secured to suspension for displacement along suspension lever. parameters of mass and viscoelastic member are chosen to provide aperiodical character of weight movement along suspension lever. EFFECT: provision of stabilization of amplitude of forced vibrations of object at change of value of driving force. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области регулирования и стабилизации колеблющихся объектов и может быть использовано в горно-обогатительной, металлургической и пищевой промышленности для поддержания заданной амплитуды колебаний объекта. The invention relates to the field of regulation and stabilization of oscillating objects and can be used in the mining, processing, metallurgical and food industries to maintain a given amplitude of oscillation of the object.

Известны устройства, содержащие приспособления для регулирования частоты или амплитуды колебаний, содержащие, например, набор грузов с возможностью качания вокруг точки подвеса [1], рычаги, установленные с возможностью изменения длины плеча и поворота на опорных цапфах [2], пружины подвески с возможностью изменения их предварительного сжатия [3]. Known devices containing devices for controlling the frequency or amplitude of oscillations, containing, for example, a set of weights with the possibility of swinging around the suspension point [1], levers installed with the possibility of changing the length of the shoulder and rotation on the support pins [2], suspension springs with the possibility of change their preliminary compression [3].

Однако указанные конструкции позволяют регулировать частоту или амплитуду вынужденных колебаний объекта, не обеспечивая при этом стабильность указанных параметров. However, these designs allow you to adjust the frequency or amplitude of the forced vibrations of the object, while not ensuring the stability of these parameters.

За прототип принимает устройство для регулирования амплитуды вынужденных колебаний объекта, содержащие упругие элементы в виде пружин подвески. Регулирование амплитуды колебаний объекта обеспечивается изменением предварительного сжатия пружины подвески [3]. Недостаток устройства заключается в том, что оно не обеспечивает стабилизацию заданной амплитуды колебаний при изменении внешних факторов воздействия. The prototype is a device for regulating the amplitude of the forced vibrations of an object containing elastic elements in the form of suspension springs. The regulation of the amplitude of the oscillations of the object is provided by changing the preliminary compression of the suspension spring [3]. The disadvantage of this device is that it does not provide stabilization of a given amplitude of oscillations when changing external factors of influence.

Задача, решаемая изобретением, - создание устройства, обеспечивающего стабилизацию амплитуды вынужденных колебаний объекта при изменении величины вынуждающей силы. The problem solved by the invention is the creation of a device that provides stabilization of the amplitude of the forced vibrations of the object when the magnitude of the driving force.

Технический результат достигается тем, что стабилизатор выполнен в виде маятникового подвеса с закрепленным на нем грузом и упругого элемента, при этом груз крепится к подвесу через вязкоупругий элемент с возможностью перемещения вдоль вдоль подвеса, а параметры груза и вязкоупругого элемента выбраны из условия обеспечения апериодического характера движения груза вдоль подвеса. The technical result is achieved by the fact that the stabilizer is made in the form of a pendulum suspension with a load fixed on it and an elastic element, while the load is attached to the suspension through a viscoelastic element with the ability to move along along the suspension, and the parameters of the load and viscoelastic element are selected from the condition of ensuring an aperiodic nature of movement cargo along the suspension.

Сущность изобретения подтверждается фиг. 1 и 2, где на фиг. 1 изображена схема стабилизируемого по амплитуде колебаний объекта и предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 - зависимость амплитуды колебаний объекта при изменении амплитуды возмущающей силы и наличии стабилизатора. The invention is confirmed by FIG. 1 and 2, where in FIG. 1 shows a diagram of an object stabilized by the amplitude of oscillations and the proposed stabilizer; in FIG. 2 - dependence of the amplitude of the oscillations of the object when the amplitude of the disturbing force and the presence of the stabilizer.

Стабилизируемый объект связан с неподвижным основанием упругим элементов 2 и вязкостным элементом 3. Чтобы сохранить амплитуду объекта 1 в заданном диапазоне при изменении амплитуды возбуждающей силы, может быть использован предлагаемый стабилизатор колебаний. The stabilized object is connected with the fixed base of the elastic elements 2 and the viscous element 3. In order to maintain the amplitude of the object 1 in a given range when the amplitude of the exciting force changes, the proposed oscillation stabilizer can be used.

Стабилизатор колебаний состоит из маятникового подвеса 4, крепящегося к стабилизируемой конструкции с помощью упругого элемента 5, выполненного в виде шарнира, вдоль подвеса может перемещаться груз 6, связанный с подвесом через вязкостной элемент 7 и упругий элемент 8. Конструктивно последние два элемента могут быть выполнены в едином узле, например гидравлический амортизатор 7 внутри цилиндрической пружины 8, и далее именуются "вязкоупругий элемент". The oscillation stabilizer consists of a pendulum suspension 4, attached to the stabilized structure using an elastic element 5 made in the form of a hinge, a load 6 can be moved along the suspension, connected with the suspension through a viscous element 7 and an elastic element 8. Structurally, the last two elements can be made in a single unit, for example a hydraulic shock absorber 7 inside the coil spring 8, and hereinafter referred to as "viscoelastic element".

Выбор параметров стабилизатора, а именно жесткостных характеристик упругого элемента 5, массы груза 6, жесткостных и вязкостных характеристик элементов 7 и 8, расстояния перемещения груза 6 от элемента 5 осуществляется расчетным путем. При этом заданными параметрами являются масса объекта 1, характеристики элементов 2 и 3, рабочие частоты и диапазон возможных изменений амплитуды возмущающей силы. The choice of stabilizer parameters, namely the stiffness characteristics of the elastic element 5, the mass of the load 6, the stiffness and viscosity characteristics of the elements 7 and 8, the distance of the movement of the load 6 from the element 5 is carried out by calculation. In this case, the specified parameters are the mass of the object 1, the characteristics of the elements 2 and 3, the operating frequencies and the range of possible changes in the amplitude of the disturbing force.

Характерной особенностью соотношения параметров, обеспечивающей стабилизации, является апериодический характер движения груза 6 вдоль подвеса 4, т. е. изменение длины маятникового подвеса 4 происходит только при изменении режимов колебаний объекта 1 и практически постоянно на установившихся режимах. A characteristic feature of the correlation of parameters providing stabilization is the aperiodic nature of the movement of the load 6 along the suspension 4, i.e., a change in the length of the pendulum suspension 4 occurs only when the vibration modes of the object 1 change and it is almost constant at steady-state conditions.

Таким образом, изменение амплитуды колебаний объекта 1 приводит в системе объект - стабилизатор к смещению груза 6, что соответствует изменению длины маятника. Thus, a change in the amplitude of oscillations of object 1 leads in the object-stabilizer system to a shift of load 6, which corresponds to a change in the length of the pendulum.

После смещения груза 6 стабилизатор гасит приращение амплитуды вынужденных колебаний объекта и работает как обычный гаситель колебаний. After the displacement of the load 6, the stabilizer dampens the increment of the amplitude of the forced vibrations of the object and works like a normal vibration damper.

Соответствующий выбор параметров стабилизатора позволяет настроить систему на стабилизацию приращения амплитуды колебаний объекта как при возможном увеличении, так и при возможном снижении амплитуды возмущающей силы. An appropriate choice of stabilizer parameters allows you to configure the system to stabilize the increment of the amplitude of the object’s vibrations both with a possible increase and with a possible decrease in the amplitude of the disturbing force.

Как видно из фиг. 2, при изменении возмущающей силы в диапазоне от F_A до F_C, различающихся в 3 и более раза, амплитуда колебаний объекта остается неизменной.As can be seen from FIG. 2, when the disturbing force varies in the range from F _A to F _C , differing by 3 or more times, the amplitude of the object’s oscillations remains unchanged.

Использованная литература
1. Авторское свидетельство СССР N 1438859, B 07 B 1/42, 1988.References
1. USSR author's certificate N 1438859, B 07 B 1/42, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР N 1645035, B 07 B 1/42, 1991. 2. Copyright certificate of the USSR N 1645035, B 07 B 1/42, 1991.

3. Авторское свидетельство СССР N 1327999, B 07 B 1/42, 1987. 3. Copyright certificate of the USSR N 1327999, B 07 B 1/42, 1987.

Claims

An oscillation stabilizer containing a pendulum suspension with a load fixed on it and an elastic element, characterized in that the load is attached to the suspension through a viscoelastic element with the ability to move along the suspension, and the parameters of the load and viscoelastic element are selected from the condition of ensuring the aperiodic nature of the movement of the load along the suspension.