RU2374520C1 - Dynamic damper - Google Patents
Dynamic damper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374520C1 RU2374520C1 RU2008122605/11A RU2008122605A RU2374520C1 RU 2374520 C1 RU2374520 C1 RU 2374520C1 RU 2008122605/11 A RU2008122605/11 A RU 2008122605/11A RU 2008122605 A RU2008122605 A RU 2008122605A RU 2374520 C1 RU2374520 C1 RU 2374520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control unit
- hydraulic cylinder
- channel
- base
- control assembly
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемый динамический гаситель относится к устройствам виброзащитной техники и может использоваться в системах виброзащиты транспортных средств, в частности в подвесках сидений тракторов, дорожных и сельскохозяйственных машин для защиты человека-оператора от действия случайных колебаний.The proposed dynamic damper relates to vibration protection devices and can be used in vibration protection systems of vehicles, in particular in the suspension of tractors, road and agricultural machines to protect the human operator from random vibrations.
Известен динамический гаситель [1], предназначенный для снижения интенсивности колебаний объекта, соединенного несущим упругим элементом с основанием, содержащий осциллятор, соединенный упругим элементом с объектом, блок управления и исполнительный орган, электрически связанный с блоком управления.Known dynamic damper [1], designed to reduce the oscillation intensity of an object connected by a bearing elastic element to the base, containing an oscillator connected by an elastic element to the object, a control unit and an actuator electrically connected to the control unit.
В данной конструкции динамического гасителя отсутствуют датчики для отслеживания компонент состояния системы виброзащиты - скоростей объекта и основания. Без соответствующей информации динамический гаситель не может формировать оптимальное компенсационное воздействие, обеспечивающее снижение интенсивности колебаний объекта. Оптимальное компенсационное воздействие реализуется только в случае стационарных противофазных колебаний осциллятора и основания, когда амплитуды колебаний осциллятора достигают достаточно большой величины.In this design of the dynamic damper, there are no sensors to track the components of the state of the vibration protection system - the speeds of the object and the base. Without appropriate information, a dynamic absorber cannot form an optimal compensatory effect, which ensures a decrease in the intensity of object vibrations. The optimal compensation effect is realized only in the case of stationary antiphase oscillations of the oscillator and the base, when the oscillation amplitudes of the oscillator reach a sufficiently large value.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является динамический гаситель [2], предназначенный для снижения интенсивности колебаний объекта, соединенного несущим упругим элементом с основанием, содержащий осциллятор, выполненный в виде массы, связанной с объектом упругим элементом, блок управления, первый датчик скорости, установленный на объекте и подключенный к первому входу блока управления, и исполнительный орган, электрически связанный с выходом блока управления.Closest to the proposed technical solution is a dynamic damper [2], designed to reduce the oscillation intensity of an object connected by a bearing elastic element with a base, containing an oscillator made in the form of mass associated with the object by an elastic element, a control unit, a first speed sensor mounted on the facility and connected to the first input of the control unit, and an actuator electrically connected to the output of the control unit.
Недостатком данного динамического гасителя является то, что компенсационное воздействие формируется без использования информации о компонентах состояния основания. Исполнительный орган, который установлен между объектом и осциллятором, блокирует осциллятор относительно объекта и выключает из работы динамический гаситель на первой и второй резонансных частотах системы, т.е. тогда, когда частота вынужденных колебаний основания совпадает с одной из собственных частот колебаний системы. Поскольку масса объекта намного превышает массу осциллятора, то интенсивность колебаний объекта совместно с осциллятором на первой резонансной частоте уменьшается незначительно. Кроме того, компенсационное воздействие формируется только под действием восстанавливающей силы упругого элемента, т.е. без учета диссипативной силы. Это не позволяет обеспечить необходимое максимальное значение компенсационного воздействия на интервалах движения, где смещение объекта относительно основания мало.The disadvantage of this dynamic damper is that the compensation effect is formed without using information about the components of the state of the base. The executive body, which is installed between the object and the oscillator, blocks the oscillator relative to the object and turns off the dynamic damper at the first and second resonant frequencies of the system, i.e. then, when the frequency of the forced oscillations of the base coincides with one of the natural frequencies of the oscillations of the system. Since the mass of the object is much greater than the mass of the oscillator, the intensity of the oscillations of the object together with the oscillator at the first resonant frequency decreases slightly. In addition, the compensation effect is formed only under the action of the restoring force of the elastic element, i.e. excluding dissipative power. This does not allow to provide the necessary maximum value of the compensation effect at intervals of movement, where the displacement of the object relative to the base is small.
Все это ухудшает качественные показатели данного динамического гасителя как устройства виброзащитной техники.All this worsens the quality indicators of this dynamic damper as a device for vibration protection technology.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении эффективности виброзащиты объекта за счет формирования динамическим гасителем оптимального компенсационного воздействия как суммы двух компонент - восстанавливающей силы и диссипативной силы, с учетом информации о компонентах состояния системы виброзащиты - скоростей объекта и основания.The problem to which the invention is directed is to increase the vibration protection efficiency of an object by forming an optimal damper as a sum of two components — a restoring force and a dissipative force — using a dynamic damper, taking into account information about the state components of the vibration protection system — object and base velocities.
Для этого динамический гаситель, предназначенный для снижения интенсивности колебаний объекта, соединенного несущим упругим элементом с основанием, содержащий осциллятор, выполненный в виде массы, связанной с объектом упругим элементом, блок управления, первый датчик скорости, установленный на объекте и подключенный к первому входу блока управления, и исполнительный орган, электрически связанный с выходом блока управления, дополнительно снабжен вторым датчиком скорости, установленным на основании и подключенным ко второму входу блока управления, а исполнительный орган выполнен в виде гидравлического цилиндра с поршнем и штоком, над- и подпоршневые полости гидравлического цилиндра соединены первым каналом со встроенным электроклапаном, электрически связанным с выходом блока управления, и вторым каналом со встроенным дросселем, причем гидравлический цилиндр шарнирно закреплен на объекте, а шток шарнирно закреплен на основании.For this, a dynamic damper designed to reduce the vibration intensity of an object connected by a bearing elastic element to the base, containing an oscillator made in the form of mass connected with the object by an elastic element, a control unit, a first speed sensor installed on the object and connected to the first input of the control unit and the actuator electrically connected to the output of the control unit is additionally equipped with a second speed sensor mounted on the base and connected to the second input of the unit and the control, and the actuator is made in the form of a hydraulic cylinder with a piston and rod, the over- and sub-piston cavities of the hydraulic cylinder are connected by the first channel with an integrated electrovalve electrically connected to the output of the control unit, and the second channel with an integrated throttle, and the hydraulic cylinder is pivotally mounted object, and the rod is pivotally mounted on the base.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид динамического гасителя, установленного в системе виброзащиты: объект - несущий упругий элемент - основание; на фиг.2 показаны графики колебаний объекта и основания при кинематическом возмущении, а также графики компенсационных воздействий.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a General view of a dynamic damper installed in the vibration protection system: object - bearing elastic element - base; figure 2 shows the graphs of the oscillations of the object and the base with a kinematic disturbance, as well as graphs of compensatory effects.
Динамический гаситель содержит осциллятор 1, исполнительный орган 2, блок управления 3, датчики скорости 4, 5 и кронштейны 6, 7.The dynamic damper contains an oscillator 1, an actuator 2, a control unit 3, speed sensors 4, 5 and brackets 6, 7.
Осциллятор 1 выполнен в виде массы 8, соединенной упругим элементом 9 с кронштейном 6.The oscillator 1 is made in the form of a mass 8 connected by an elastic element 9 with an arm 6.
Исполнительный орган 2 выполнен в виде гидравлического цилиндра 10 с поршнем 11 и штоком 12. Над- и подпоршневые полости гидравлического цилиндра 10 соединены каналами 13 и 14. В канал 13 встроен электроклапан 15, а в канал 14 встроен дроссель 16. Гидравлический цилиндр 10 шарнирно закреплен на кронштейне 7, а шток 12 шарнирно закреплен на кронштейне 6.The actuator 2 is made in the form of a hydraulic cylinder 10 with a piston 11 and a rod 12. The above- and sub-piston cavities of the hydraulic cylinder 10 are connected by channels 13 and 14. An electrovalve 15 is built into the channel 13, and a throttle is built into the channel 14. The hydraulic cylinder 10 is pivotally fixed on the bracket 7, and the rod 12 is pivotally mounted on the bracket 6.
Датчик скорости 4 установлен на кронштейне 6 и подключен к первому входу блока управления 3. Датчик скорости 5 установлен на кронштейне 7 и подключен ко второму входу блока управления 3. Электроклапан 15 электрически связан с выходом блока управления 3.The speed sensor 4 is installed on the bracket 6 and connected to the first input of the control unit 3. The speed sensor 5 is installed on the bracket 7 and connected to the second input of the control unit 3. The electrovalve 15 is electrically connected to the output of the control unit 3.
Кронштейн 6 закреплен на объекте 17, а кронштейн 7 - на основании 18. Объект 17 соединен с основанием 18 посредством несущего упругого элемента 19.The bracket 6 is mounted on the object 17, and the bracket 7 on the base 18. The object 17 is connected to the base 18 by means of a supporting elastic element 19.
В положении статического равновесия объекта 17 на несущем упругом элементе 19 или при равенстве смещений объекта 17 и основания 18 (когда х-у=0) поршень 11 находится в средней части гидравлического цилиндра 10.In the position of the static equilibrium of the object 17 on the supporting elastic element 19 or when the displacements of the object 17 and the base 18 are equal (when xy = 0), the piston 11 is located in the middle of the hydraulic cylinder 10.
На интервалах движения а…с и с…е объект 17 и масса 8 осциллятора 1 движутся в противофазе. При этом восстанавливающая сила упругого элемента 9 формирует компенсационное воздействие Pd, которое через кронштейн 6 передается на объект 17 и стремится сместить его к положению статического равновесия.At intervals of motion a ... c and c ... e, object 17 and mass 8 of oscillator 1 move in antiphase. In this case, the restoring force of the elastic element 9 forms a compensation effect P d , which is transmitted through the bracket 6 to the object 17 and tends to shift it to the position of static equilibrium.
На интервале движения а…с объект 17 и основание 18 сближаются друг с другом, и их относительная скорость отрицательна , а на интервале движения с…е они удаляются друг от друга, и их относительная скорость положительна .On the interval of movement a ... c, the object 17 and the base 18 are close to each other, and their relative speed is negative , and on the interval of motion with ... e they are removed from each other, and their relative velocity is positive .
Датчик скорости 4 преобразует колебания кронштейна 6 в электрический сигнал u1, который пропорционален скорости объекта 17 . Сигнал u1 подается на первый вход блока управления 3.The speed sensor 4 converts the vibrations of the bracket 6 into an electrical signal u 1 , which is proportional to the speed of the object 17 . The signal u 1 is fed to the first input of the control unit 3.
Датчик скорости 5 преобразует колебания кронштейна 7 в электрический сигнал u2, который пропорционален скорости основания 18 . Сигнал u2 подается на второй вход блока управления 3.The speed sensor 5 converts the vibrations of the bracket 7 into an electrical signal u 2 , which is proportional to the speed of the base 18 . The signal u 2 is fed to the second input of the control unit 3.
При помощи блока управления 3 сигналы u1 и u2 сравниваются по знаку и величине. Полученная информация в виде сигналаUsing the control unit 3, the signals u 1 and u 2 are compared in sign and magnitude. Received information in the form of a signal
подается с выхода блока управления 3 на электроклапан 15.fed from the output of the control unit 3 to the solenoid valve 15.
На интервале а…b скорость объекта 17 , а относительная скорость , поэтому блок управления 3 формирует сигнал u=u0, под действием которого электроклапан 15 перекрывает канал 13 и включает в работу исполнительный орган 2. Рабочая жидкость гидравлического цилиндра 10 выдавливается из его подпоршневой полости в надпоршневую полость по каналу 14. При этом дроссель 16, встроенный в канал 14, формирует диссипативную силу, которая передается через поршень 11, шток 12 и кронштейн 6 на объект 17. Данная диссипативная сила, как компенсационное воздействие Pu, направлена против движения объекта 17 и уменьшает его скорость по абсолютной величине.On the interval a ... b the speed of the object 17 , and relative velocity therefore, the control unit 3 generates a signal u = u 0 , under the action of which the solenoid valve 15 closes the channel 13 and turns on the actuator 2. The working fluid of the hydraulic cylinder 10 is squeezed out of its sub-piston cavity into the supra-piston cavity through channel 14. In this case, the throttle 16, built into the channel 14, forms a dissipative force, which is transmitted through the piston 11, the rod 12 and the bracket 6 to the object 17. This dissipative force, as a compensation effect P u , is directed against the movement of the object 17 and reduces its speed in absolute value.
Поскольку на интервале движения а…b смещение х и скорость объекта 17 отрицательны, то компенсационные воздействия Pd и Pu складываются и определяют оптимальное компенсационное воздействие Pk=Pd+Pu, направленное вверх.Since on the interval of motion a ... b the displacement x and speed object 17 are negative, then the compensation effects P d and P u add up and determine the optimal compensation effect P k = P d + P u directed upward.
На интервале b…с скорость объекта 17 , а относительная скорость , поэтому блок управления 3 формирует сигнал u=0, под действием которого электроклапан 15 обесточен и открывает канал 13. Рабочая жидкость гидравлического цилиндра 10 свободно перетекает из его подпоршневой полости в надпоршневую полость по каналу 13. Как следствие, исполнительный орган 2 выключен из работы, и компенсационное воздействие Pu=0. Таким образом, на интервале движения b…с формируется компенсационное воздействие Pk=Pd, направленное вверх.In the interval b ... with the speed of the object 17 , and relative velocity , therefore, the control unit 3 generates a signal u = 0, under the action of which the solenoid valve 15 is de-energized and opens the channel 13. The working fluid of the hydraulic cylinder 10 flows freely from its sub-piston cavity into the supra-piston cavity along the channel 13. As a result, the actuator 2 is shut down, and compensation effect P u = 0. Thus, in the interval of movement b ... c, a compensatory effect P k = P d is formed , directed upward.
На интервале c…d скорость объекта 17 , а относительная скорость , поэтому блок управления 3 формирует сигнал u=u0, под действием которого электроклапан 15 перекрывает канал 13 и включает в работу исполнительный орган 2. Рабочая жидкость гидравлического цилиндра 10 выдавливается из его подпоршневой полости в надпоршневую полость по каналу 14. При этом дроссель 16, встроенный в канал 14, формирует диссипативную силу, которая передается через поршень 11, шток 12 и кронштейн 6 на объект 17. Данная диссипативная сила, как компенсационное воздействие Pu, направлена против движения объекта 17 и уменьшает его скорость по абсолютной величине.On the interval c ... d the speed of the object 17 , and relative velocity therefore, the control unit 3 generates a signal u = u 0 , under the action of which the solenoid valve 15 closes the channel 13 and turns on the actuator 2. The working fluid of the hydraulic cylinder 10 is squeezed out of its sub-piston cavity into the supra-piston cavity through channel 14. In this case, the throttle 16, built into the channel 14, forms a dissipative force, which is transmitted through the piston 11, the rod 12 and the bracket 6 to the object 17. This dissipative force, as a compensation effect P u , is directed against the movement of the object 17 and reduces its speed in absolute value.
Поскольку на интервале движения c…d смещение х и скорость объекта 17 положительны, то компенсационные воздействия Pd и Pu складываются и определяют оптимальное компенсационное воздействие Pk=Pd+Pu, направленное вниз.Since in the interval of motion c ... d the displacement x and the velocity object 17 are positive, then the compensation effects P d and P u add up and determine the optimal compensation effect P k = P d + P u directed downward.
На интервале d…e скорость объекта 17 , а относительная скорость , поэтому блок управления 3 формирует сигнал u=0, под действием которого электроклапан 15 обесточен и открывает канал 13. Рабочая жидкость гидравлического цилиндра 10 свободно перетекает из его подпоршневой полости в надпоршневую полость по каналу 13. Как следствие, исполнительный орган 2 выключен из работы, и компенсационное воздействие Pu=0. Таким образом, на интервале движения d…e формируется компенсационное воздействие Pk=Pd, направленное вниз.On the interval d ... e the speed of the object 17 , and relative velocity , therefore, the control unit 3 generates a signal u = 0, under the action of which the solenoid valve 15 is de-energized and opens the channel 13. The working fluid of the hydraulic cylinder 10 flows freely from its sub-piston cavity into the supra-piston cavity along the channel 13. As a result, the actuator 2 is shut down, and compensation effect P u = 0. Thus, in the interval of movement d ... e, a compensation effect P k = P d is formed , directed downward.
При дальнейшем движении объекта 17 и основания 18 описанная последовательность работы динамического гасителя повторяется.With further movement of the object 17 and the base 18, the described sequence of the dynamic damper is repeated.
Описанная последовательность работы исполнительного органа 2 совместно с осциллятором 1, при наличии информации о компонентах состояния системы виброзащиты - скоростей объекта 17 и основания 18, обеспечивает формирование динамическим гасителем компенсационного воздействия как суммы восстанавливающей силы упругого элемента 9 и диссипативной силы, реализуемой дросселем 16. Поскольку неблагоприятные ситуации, когда диссипативная сила увеличивала бы скорость объекта 17, исключаются, то данное компенсационное воздействие является оптимальным и существенно повышает эффективность виброзащиты.The described sequence of operation of the executive body 2 together with the oscillator 1, if there is information about the components of the state of the vibration protection system - the velocities of the object 17 and the base 18, ensures the formation of the compensating effect by the dynamic damper as the sum of the restoring force of the elastic element 9 and the dissipative force realized by the inductor 16. Since the adverse situations where the dissipative force would increase the speed of the object 17 are excluded, then this compensation effect is optimal and significantly increases the effectiveness of vibration protection.
Данное устройство позволяет повысить эффективность виброзащиты объекта, улучшить качественные показатели виброзащитных технологий.This device allows you to increase the efficiency of vibration protection of the object, to improve the quality indicators of vibration protection technologies.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство 1469223, кл. F16F 15/03, 1989.1. Copyright certificate 1469223, cl. F16F 15/03, 1989.
2. Описание полезной модели к патенту РФ 48604, кл. F16F 15/00 - прототип.2. Description of the utility model to the patent of the Russian Federation 48604, cl. F16F 15/00 - prototype.
Заявитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный технический университет» (ОрелГТУ)Applicant: Oryol State Technical University (Orel State Technical University) State educational institution of higher professional education
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122605/11A RU2374520C1 (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Dynamic damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122605/11A RU2374520C1 (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Dynamic damper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374520C1 true RU2374520C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122605/11A RU2374520C1 (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Dynamic damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374520C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2677115C2 (en) * | 2013-09-27 | 2019-01-15 | Ман Трак Унд Бас Аг | Spring-damper system for use in bearings or as a damper |
-
2008
- 2008-06-04 RU RU2008122605/11A patent/RU2374520C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2677115C2 (en) * | 2013-09-27 | 2019-01-15 | Ман Трак Унд Бас Аг | Spring-damper system for use in bearings or as a damper |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101220845B (en) | Engine vibration isolation system based on combined suspension and its control method | |
Wang et al. | Modelling the hysteretic characteristics of a magnetorheological fluid damper | |
JPH08506167A (en) | Magnetorheological valve and device with magnetorheological element | |
CN104514833B (en) | For the spring cushion system in load-bearing part or as damper | |
US20160129750A1 (en) | Suspension with hydraulic preload adjust | |
DE69325172T2 (en) | HIGH FREQUENCY VIBRATION TEST DEVICE WITH HYDRAULIC SERVO VALVE AND ACTUATING PISTON | |
CN105276076A (en) | Novel high-precision hybrid vibration isolation device | |
Christie et al. | A highly stiffness-adjustable robot leg for enhancing locomotive performance | |
CN103423368A (en) | Variable mass dynamic vibration absorber control method | |
RU2426922C1 (en) | Procedure for damping oscillations of movable system and device for its implementation | |
CN101589245B (en) | Vibration energy absorber | |
RU2374520C1 (en) | Dynamic damper | |
Sarkar et al. | Magnetorheological smart automotive engine mount | |
CN107618408A (en) | Vehicle seat damping device and automobile based on magnetorheological fluid materials | |
RU2008127238A (en) | VERTICAL DAMAGE SYSTEM OF THE BODY OF A RAILWAY PASSENGER CAR | |
CN101660583A (en) | Speed self-sensing magnetorheological fluid damper | |
EP0819866A3 (en) | Vibration damper having oscillating force generating means | |
Azangbebil et al. | Experimental and numerical studies of a soft impact piezoelectric energy harvesting using an MR fluid | |
Freund et al. | Study of vibration of electric power steering systems using a continuous system model | |
RU122721U1 (en) | DYNAMIC Dampener | |
US10738863B2 (en) | Mechanical force generator and related kinematic chains | |
CN102152722B (en) | Vehicle suspension and vehicle | |
RU2382254C1 (en) | Vibration isolator | |
CN104607378A (en) | Magnetorheological fluid vibration excitation device for vibration machining | |
RU206649U1 (en) | Active vehicle seat suspension |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100605 |