RU2676116C2 - Method for control of dynamic damping oscillations and device for its implementation - Google Patents
Method for control of dynamic damping oscillations and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676116C2 RU2676116C2 RU2017104571A RU2017104571A RU2676116C2 RU 2676116 C2 RU2676116 C2 RU 2676116C2 RU 2017104571 A RU2017104571 A RU 2017104571A RU 2017104571 A RU2017104571 A RU 2017104571A RU 2676116 C2 RU2676116 C2 RU 2676116C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protection
- lever
- dynamic
- oscillations
- elastic element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/08—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах вибрационной защиты оборудования, приборов и аппаратуры, в том числе, в системах защиты и ударов человека оператора на сидениях строительно-дорожных и транспортных машин, а также для оценки динамических свойств систем железнодорожного и автомобильного транспорта.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in vibration protection systems of equipment, instruments and equipment, including in the protection and shock systems of a human operator on the seats of road-building and transport vehicles, as well as for assessing the dynamic properties of railway and road transport systems .
Изменение динамического состояния различных механических систем в настоящее время связано с введением в структуру виброзащитных систем различных упругих и диссипативных связей. Такие связи представляют собой различного рода пружины или демпферы; в некоторых случаях используются комбинации или блоки упругих и диссипативных элементов, соединенных между собой по определенным правилам. Возможности таких подходов достаточно хорошо изучены и основаны на использовании эффектов изменения жесткости пружин либо в сторону увеличения, либо уменьшения частот собственных колебаний виброзащитной системы. Для ограничения амплитуд колебаний при резонансных явлениях применяются диссипативные устройства, ограничивающие амплитуду колебаний объекта защиты при периодических внешних воздействиях.The change in the dynamic state of various mechanical systems is currently associated with the introduction of various elastic and dissipative bonds into the structure of vibration-protecting systems. Such connections are various kinds of springs or dampers; in some cases, combinations or blocks of elastic and dissipative elements are used, interconnected according to certain rules. The possibilities of such approaches are well studied and are based on the use of the effects of changing the stiffness of the springs either in the direction of increasing or decreasing the natural frequencies of the vibration protection system. To limit the amplitudes of oscillations in resonance phenomena, dissipative devices are used that limit the amplitude of oscillations of the object of protection under periodic external influences.
Известные решения, как правило, ориентированы на использование возможностей изменения и настройки динамических свойств за счет изменения жесткости пружин и параметров рассеяния энергии колебаний, но такие подходы можно расширить, опираясь на возможности изменения соотношений геометрических параметров и получения эффектов динамического гашения колебаний одновременно по двум координатам. Такие подходы обладают определенными преимуществами, так как не связаны с необходимостью изменения упругих и диссипативных характеристик систем вибрационной защиты.Known solutions, as a rule, are focused on using the possibilities of changing and adjusting dynamic properties by changing the stiffness of the springs and the parameters of dispersion of vibrational energy, but such approaches can be expanded based on the possibility of changing the ratios of geometric parameters and obtaining the effects of dynamic vibration damping simultaneously in two coordinates. Such approaches have certain advantages, since they are not related to the need to change the elastic and dissipative characteristics of vibration protection systems.
Известен способ регулирования жесткости виброзащитной системы и устройство для его осуществления [Хоменко А.П., Елисеев С.В., Белокобыльский С.В., Упырь Р.Ю., Трофимов А.Н., Паршута Е.А., Сорин В.В. «Способ регулирования жесткости виброзащитной системы и устройство для его осуществления», патент 2440523 С2 RU, МПК F16F 15/04, приоритет 20.01.2012]. Способ регулирования жесткости заключается в установке пружины с положительной жесткостью и дополнительного упругого элемента в виде вращающихся масс. Вращение масс вокруг вертикальной оси создает центробежные силы, обеспечивающие изменение суммарной жесткости устройства. Вращение масс создает «отрицательную» жесткость, которая зависит от угловой скорости вращения. Упругие дополнительные устройства представлены в виде отдельных масс, соединенных шарнирно с помощью рычагов с основанием и объектом защиты в возможность создания центробежных инерционных сил вращения, вокруг вертикальной оси.A known method of regulating the rigidity of a vibration protection system and a device for its implementation [Khomenko A.P., Eliseev S.V., Belokobylsky S.V., Upyr R.Yu., Trofimov A.N., Parshuta E.A., Sorin V .AT. "A method of controlling the rigidity of a vibration-protective system and a device for its implementation", patent 2440523 C2 RU, IPC F16F 15/04, priority 20.01.2012]. The method of controlling stiffness is to install a spring with positive stiffness and an additional elastic element in the form of rotating masses. The rotation of the masses around the vertical axis creates centrifugal forces, providing a change in the total rigidity of the device. The rotation of the masses creates a "negative" stiffness, which depends on the angular velocity of rotation. Elastic additional devices are presented in the form of separate masses pivotally connected by means of levers with a base and an object of protection to create centrifugal inertial forces of rotation around a vertical axis.
К недостаткам данного изобретения можно отнести сложность настройки процесса и необходимость обеспечения вращения дополнительных масс вокруг вертикальной оси с применением источников энергии.The disadvantages of this invention include the complexity of the process settings and the need to ensure the rotation of additional masses around a vertical axis using energy sources.
Известно устройство для гашения колебаний [Елисеев С.В., Савченко А.А., Трофимов А.Н., Паршута Е.А., Артюнин А.И., патент 133232 U1 RU, МПК F16F 7/10, F16F 15/04, приоритет от 10.10.2013]. Устройство для гашения колебаний, содержащее опорную пружину, дополнительную массу, звенья, кинематические пары, отличающееся тем, что объект защиты снабжен опорой, в виде звена, жестко закрепленного одним концом на объекте защиты, другим концом шарнирно опирается на плечо рычага, имеющего в средней части точку опоры, на другом конце рычага расположена дополнительная масса с возможностью перемещения вдоль оси рычага на его конце.A device for damping oscillations [Eliseev S.V., Savchenko A.A., Trofimov A.N., Parshuta E.A., Artyunin A.I., patent 133232 U1 RU, IPC F16F 7/10, F16F 15 / 04, priority dated 10/10/2013]. A device for damping oscillations containing a support spring, additional mass, links, kinematic pairs, characterized in that the object of protection is provided with a support, in the form of a link rigidly fixed at one end to the object of protection, with the other end pivotally resting on the shoulder of the lever having in the middle part fulcrum, at the other end of the lever is an additional mass with the ability to move along the axis of the lever at its end.
Недостатком данного устройства является гашение колебаний объекта защиты только по одной координате.The disadvantage of this device is the damping of the oscillations of the protected object in only one coordinate.
Известно изобретение «Способ и устройство для динамического гашения колебаний» [Хоменко А.П., Елисеев С.В., Артюнин А.И., Кинаш Н.Ж., Большаков Р.С., Каимов Е.В., патент 2604250, МПК F16F 15/027, F16F 7/112, приоритет 10.12.2016]. Колебания гасят со стороны основания с помощью инерционных масс, расположенных на стыках рычагов. Обеспечивают расширение диапазона частот гашения колебаний за счет инерционных сил дополнительных масс, установленных в местах соединений нижних рычагов с регулируемым пневмоэлементом. Устройство содержит пружину, расположенную перпендикулярно основанию. Ромбовидная система рычагов содержит шарниры в местах соединения нижних и верхних рычагов. Пружина соединяет нижние рычаги ромбовидной системы и расположена параллельно основанию. Пневмоэлемент регулирует общую жесткость системы и расположен параллельно основанию. Концы пневмоэлемента соединены с продолжениями нижних рычагов. Дополнительные массы расположены в местах соединений и обеспечивают создание инерционных сил, действующих во встречном направлении относительно возмущающих сил основания на всех частотах заданного диапазона.The invention is known "Method and device for the dynamic damping of oscillations" [Khomenko AP, Eliseev SV, Artyunin AI, Kinash N.Zh., Bolshakov RS, Kaimov EV, patent 2604250 , IPC F16F 15/027, F16F 7/112, priority 10.12.2016]. The vibrations are quenched from the side of the base with the help of inertial masses located at the joints of the levers. They provide an extension of the frequency range of damping oscillations due to the inertial forces of the additional masses installed at the junctions of the lower levers with an adjustable pneumatic element. The device contains a spring located perpendicular to the base. The diamond-shaped system of levers contains hinges at the junctions of the lower and upper levers. A spring connects the lower levers of the diamond-shaped system and is parallel to the base. The pneumatic element controls the overall rigidity of the system and is parallel to the base. The ends of the pneumatic element are connected with the extensions of the lower levers. Additional masses are located at the joints and provide the creation of inertial forces acting in the opposite direction relative to the disturbing forces of the base at all frequencies of a given range.
Недостатками данного изобретения являются сложность конструкции системы, а также гашение колебаний только по одной координате движения объекта защиты.The disadvantages of this invention are the complexity of the design of the system, as well as the damping of oscillations in only one coordinate of the movement of the object of protection.
К наиболее близкому изобретению следует отнести способ настройки режимов работы виброзащитной системы и устройство для его осуществления [Хоменко А.П., Елисеев С.В., Каимов Е.В., Большаков Р.С., Кинаш Н.Ж., патент 2595733, МПК F16F 15/04, F16F 7/08, B60N 2/54, приоритет 13.11.2014]. Способ включает регулировку колебаний рычажной системы путем установки между объектом защиты и основанием пружины и шарнирно-рычажного механизма из двух звеньев, которые одним концом соединяют в центральном шарнире. К центральному шарниру закрепляют дополнительную массу, фиксируют показания акселерометров, обеспечивая настройку режимов работы виброзащитной системы. Виброзащитное устройство для настройки режимов работы виброзащитной системы содержит пружину, дополнительную массу и систему рычагов. Рычажная система выполнена из двух рычагов со скользящими по ним ползунами. Одним концом рычаги соединены между собой в центральном шарнире и снабжены дополнительной массой. Верхний рычаг другим концом соединен с объектом защиты, а нижний рычаг другим концом соединен с основанием. На рычагах помещены акселерометры, соединенные с блоком управления, которые настраивают угол между рычагами, изменяя массу виброзащитной системы. Изобретение позволяет упростить настройку виброзащитной системы с помощью виброзащитного устройства без применения дополнительных источников энергии.The closest invention should include a method of setting the operating modes of the vibration protection system and a device for its implementation [Khomenko A.P., Eliseev S.V., Kaimov E.V., Bolshakov R.S., Kinash N.Zh., patent 2595733 , IPC F16F 15/04, F16F 7/08, B60N 2/54, priority 13.11.2014]. The method includes adjusting the oscillations of the lever system by installing between the object of protection and the base of the spring and the articulated lever mechanism of two links, which are connected at one end in a central hinge. An additional mass is fixed to the central hinge, the readings of the accelerometers are recorded, providing the adjustment of the vibration protection system operating modes. The vibration protection device for adjusting the operating modes of the vibration protection system comprises a spring, additional mass and a system of levers. The lever system is made of two levers with sliders sliding on them. At one end, the levers are interconnected in a central hinge and provided with additional mass. The upper lever at the other end is connected to the object of protection, and the lower lever at the other end is connected to the base. On the levers are placed accelerometers connected to the control unit, which adjust the angle between the levers, changing the mass of the vibration protection system. The invention allows to simplify the configuration of the vibration protection system using a vibration protection device without the use of additional energy sources.
К недостатку данного изобретения следует отнести сложный механизм регулирования динамического состояния виброзащитной системы.The disadvantage of this invention should include a complex mechanism for regulating the dynamic state of the vibration protection system.
Целью данного изобретения является упрощение конструкции управления динамическим состоянием виброзащитной системы, а также достижение эффекта динамического гашения колебаний объекта защиты одновременно по двум координатам.The aim of this invention is to simplify the control structure of the dynamic state of the vibration protection system, as well as to achieve the effect of dynamic damping of vibrations of the protection object simultaneously in two coordinates.
Способ управления формированием режимов динамического гашения колебаний в механических системах с несколькими степенями свободы, состоящих из двух массоинерционных элементов, соединенных между собой пружинами по цепному типу, опирающихся на вибрирующую поверхность, заключающийся во введении в систему дополнительной связи в виде рычажного механизма, опорная точка которого закреплена на объекте защиты с одним концом рычага, закрепленным на опорной поверхности, а другим концом через дополнительный упругий элемент соединяют с динамическим гасителем, отличающийся возможностью изменения передаточного отношения рычажного механизма с помощью управляемых устройств.A method of controlling the formation of dynamic vibration damping modes in mechanical systems with several degrees of freedom, consisting of two mass inertia elements interconnected by springs of a chain type, supported by a vibrating surface, which consists in introducing additional communication into the system in the form of a lever mechanism, the reference point of which is fixed on the object of protection with one end of the lever mounted on a supporting surface, and the other end through an additional elastic element connected to the speaker skim absorber, characterized by the possibility of changing the gear ratio of the lever mechanism using controlled devices.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема для управления режимами динамического гашения колебаний.In FIG. 1 is a schematic diagram for controlling dynamic damping modes.
На фиг. 2 показана зависимость частоты колебаний объекта защиты от передаточного отношения длин плеч рычага.In FIG. 2 shows the dependence of the frequency of oscillations of the object of protection on the gear ratio of the lengths of the arm levers.
На фиг. 1 отмечены: 1, 2 - объекты защиты; 3, 4, 5 - упругие элементы; 6 - рычаг; 7, 8 - сервоприводы; 9 - блок управления; 10 - основание.In FIG. 1 marked: 1, 2 - objects of protection; 3, 4, 5 - elastic elements; 6 - lever; 7, 8 - servos; 9 - control unit; 10 - base.
Приняты следующие обозначения: m1 - масса объекта защиты 1; m2 - масса объекта защиты 2; y1 - колебания объекта защиты 1; y2 - колебания объекта защиты 2; k1 - жесткость упругого элемента 3; k2 - жесткость упругого элемента 4; k3 - жесткость упругого элемента 5; z(t) - кинематическое возмущение основания 10; - длины плеч рычага 6; Q - силовое возмущение; т. А - точка крепления упругого элемента 3 и рычага 6 в основании 10; т. В - точка крепления объекта защиты 1 с упругим элементом 3; т. С - точка вращения рычага 6; т. D - точка крепления упругого элемента 5 с рычагом 6; т. Е - точка крепления объекта защиты 2 с упругим элементом 5; т. С1 - точка крепления объекта защиты 1 и упругого элемента 4; т. Е1 - точка крепления объекта защиты 2 и упругого элемента 4.The following designations are accepted: m 1 - mass of the object of
Сущность способа заключается в следующем. Предполагается, что в зависимости от решаемых задач исследуемым объектом защиты могут выступить как элементы m1, так и m2. Со стороны основания 10 на объекты защиты 1, 2 подают кинематическое возмущение z(t), определяемое известным гармоническим законом, упругие элементы 3, 4, 5 воспринимают динамическую нагрузку и под действием инерционных сил, которые создают массы m1 и m2, воздействуют на рычаг 6, по которому перемещают сервоприводы 7 и 8, которыми регулируют длины и Для достижения необходимого эффекта управления режимами динамического гашения колебаний устанавливают блок управления 9, по которому передают команды для сервоприводов 7, 8.The essence of the method is as follows. It is assumed that, depending on the tasks to be solved, the investigated object of protection can be both elements m 1 and m 2 . From the
Предлагаемый способ по сравнению с известными аналогичными предложениями позволяет упростить конструкцию виброзащитной системы, при этом расширить возможности гашения колебаний объектов защиты одновременно по двум координатам.The proposed method in comparison with the known similar proposals allows us to simplify the design of the vibration protection system, while expanding the possibilities of damping the vibrations of protection objects simultaneously in two coordinates.
Для апробации данного способа было проведено математическое моделирование виброзащитной системы, по результатам которого получены зависимости, представленные на фиг. 2. По данному графику можно сделать вывод о том, что при изменении передаточного отношения i в пределах до единицы наблюдается совпадение частот собственных колебаний объектов защиты m1 и m2, что говорит об одновременном гашении амплитуды колебаний данных объектов защиты и способности данного изобретения выполнять управление режимами динамического гашения.To test this method, mathematical modeling of the vibration-proof system was carried out, according to the results of which the dependences shown in FIG. 2. According to this graph, we can conclude that when the gear ratio i is changed to within unity, the frequencies of the natural oscillations of the objects of protection m 1 and m 2 coincide, which indicates the simultaneous damping of the amplitude of the oscillations of these objects of protection and the ability of this invention to perform control dynamic blanking modes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104571A RU2676116C2 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method for control of dynamic damping oscillations and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104571A RU2676116C2 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method for control of dynamic damping oscillations and device for its implementation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017104571A3 RU2017104571A3 (en) | 2018-08-20 |
RU2017104571A RU2017104571A (en) | 2018-08-20 |
RU2676116C2 true RU2676116C2 (en) | 2018-12-26 |
Family
ID=63177132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017104571A RU2676116C2 (en) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Method for control of dynamic damping oscillations and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2676116C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4793653A (en) * | 1986-12-29 | 1988-12-27 | Ikeda Bussan Co., Ltd. | Reclining device for automotive seat |
RU2282075C1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-08-20 | Олег Савельевич Кочетов | Spring-type vibration insulator with dry friction damper |
JP2007247733A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Takanori Sato | Damper set |
RU2595733C2 (en) * | 2014-11-13 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" ФГБОУ ВО ИрГУПС | Method of adjusting operating modes of anti-vibration system and device therefor |
-
2017
- 2017-02-13 RU RU2017104571A patent/RU2676116C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4793653A (en) * | 1986-12-29 | 1988-12-27 | Ikeda Bussan Co., Ltd. | Reclining device for automotive seat |
RU2282075C1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-08-20 | Олег Савельевич Кочетов | Spring-type vibration insulator with dry friction damper |
JP2007247733A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Takanori Sato | Damper set |
RU2595733C2 (en) * | 2014-11-13 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" ФГБОУ ВО ИрГУПС | Method of adjusting operating modes of anti-vibration system and device therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017104571A3 (en) | 2018-08-20 |
RU2017104571A (en) | 2018-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8044629B2 (en) | Self-tuning vibration absorber | |
US9169894B2 (en) | Device for vibration control of a structure | |
KR101353281B1 (en) | Device for damping vibrations in a bridge or a building | |
AU2014382295B2 (en) | High load vibration arrestor | |
RU2475658C2 (en) | Control method of stiffness of anti-vibration system, and device for its implementation | |
RU2595733C2 (en) | Method of adjusting operating modes of anti-vibration system and device therefor | |
CN103758028B (en) | A kind of tuning vibration absorber of low frequency mass and control method thereof | |
RU2676116C2 (en) | Method for control of dynamic damping oscillations and device for its implementation | |
RU142137U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE ELASTIC DISSIPATIVE PROPERTIES OF THE VIBRATION PROTECTIVE SYSTEM | |
JP2019536966A (en) | Compact elliptical spatial mass pendulum | |
JP2001349094A (en) | Synchronous pendulum type vibration control device | |
RU2668933C1 (en) | Oscillation damping device | |
KR101522862B1 (en) | Dynamic Vibration Absorber | |
CN204107827U (en) | A kind of many vibration type screens | |
JP4771642B2 (en) | Method and apparatus for setting natural frequency of damping body in damping device | |
ELMADANY | Ride performance potential of active fast load leveling systems | |
CN104070009A (en) | Multi-vibration type vibrating screen | |
JP2002048191A (en) | Anti-vibration apparatus for vertical vibration of structure | |
RU2700942C1 (en) | Method and device for simultaneous dynamic damping of oscillations of a protection object by two degrees of freedom | |
JP2003336683A6 (en) | Method for setting natural frequency of vibration damper in vibration damping device | |
RU2689901C2 (en) | Device for controlling vibration field of processing machine | |
RU2654890C1 (en) | Method of protected object dynamic oscillations damping and device for its implementation | |
KR101484087B1 (en) | Bi-directional pendulum-rail type vibration control device | |
JPH0228021B2 (en) | SHINDOKYUSHUSOCHI | |
JPS6246042A (en) | Spring loaded pendulum-type dynamic vibration reducer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HC9A | Changing information about inventors | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200214 |