SU1065551A1

SU1065551A1 - Apparatus for damping oscillation of metallic structures of machines for open-mine work

Info

Publication number: SU1065551A1
Application number: SU823440351A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Константинович Гришин
Original assignee: Университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы
Priority date: 1982-05-14
Filing date: 1982-05-14
Publication date: 1984-01-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ МАШИН ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНБ1Х РАБОТ , содержащее датчик колебаний, подключенный через формирователь управл ющего воздействи к системе управлени гидроцилиндром , отличающеес тем, что, с целью повыщени эффективности гашени главных форм колебаний без увеличени массы и габаритов металлоконструкций, оно снабжено механическим фильтром, выполненным в виде упругов зкого узла с инерционным элементом, установленным на металлоконструкции , причем коэффициент жесткости упругов зкого узла выбран из услови равенства частоты колебаний инерционного элемента и одной из собственных частот колебаний металлоконструкции, а коэффициент в зкого сопротивлени - из услови обеспечени величины логарифмического декремента колебаний инерционного элемента в пределах 0,65-0,8, причем дат (Л чик колебаний установлен на инерционном элементе, а гидроцилиндр - в подвеске роторной стрелы.Device for vibration damping STEEL MACHINES FOR OPEN GORNB1H WORKS, comprising sensor oscillations connected via driver control exposure to the control system of the hydraulic cylinder, characterized in that, with a view to the Enhance efficiency quench main vibration modes without increasing the weight and dimensions of steel structures, it is provided with a mechanical filter made in the form of an elastic viscous assembly with an inertial element mounted on the metalwork, with the stiffness coefficient of the elasticity the node is chosen from the condition of equality of the oscillation frequency of the inertial element and one of the natural oscillation frequencies of the metalwork, and the viscous resistance coefficient is based on the condition of providing the magnitude of the logarithmic decrement of oscillations of the inertial element within 0.65–0.8, and the date (the oscillation frequency is set to inertial element, and the cylinder - in the suspension of the rotary boom.

Description

xLxL

О5 СЛ ОТ СПO5 SL OT SP

//////////////////f////////////////// f

Изобретение относитс к горному машиностроению и может быть использовано в роторных экскаваторах и отвалообразовател х .The invention relates to mining machinery and can be used in rotary excavators and spreaders.

Известно устройство, содержащее дополнительную массу, св занную с металлоконструкцией посредством гидроцилиндра, а также установленный на металлоконструкции датчик колебаний, подключенный к системе управлени гидроцилиндром 1.A device is known that contains additional mass associated with a metal structure by means of a hydraulic cylinder, as well as an oscillation sensor mounted on the metalwork, connected to the control system of the hydraulic cylinder 1.

В устройстве гашение колебаний осуществл етс управл емым силовым воздействием На металлоконструкцию, пропорциональный величине дополнительной (реактивной) массы и амплитуде ее перемещени .In the device, the oscillation suppression is carried out by a controlled force action on the metal structure, which is proportional to the magnitude of the additional (reactive) mass and the amplitude of its displacement.

Однако эффективность гащени колебаний недостаточна из-за ограничений, накладываемых на величину дополнительной массы и амплитуду ее перемещени исход из конструктивных и экономических соображений (увеличени металлоемкости, габаритов, стоимости конструкции).However, the effectiveness of the shaking of vibrations is insufficient due to the limitations imposed on the amount of additional mass and the amplitude of its displacement based on structural and economic considerations (increased metal consumption, size, construction cost).

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл гашени колебаний металлоконструкций машин дл открытых горных работ, содержащее датчик колебаний, подключенный через формирователь управл ющего воздействи к системе управлени гидроцилиндром 2,СЗЗ.Closest to the invention is a device for damping oscillations of metal structures of open-pit mining machines, comprising an oscillation sensor connected via a control driver to the hydraulic cylinder control system 2, the SPZ.

Однако эффективность гашени колебаний с помощью известного устройства недостаточна из-за ограничений, накладываемых на величину коэффициента усилени электрического сигнала, поступающего от датчика колебаний на вход системы управлени гидроцилиндром , поскольку при большом усилении , необходимом дл эффективного гашени колебаний, нар ду с полезным сигналом , пропорциональным амплитуде главных форм колебаний металлоконструкций, возрастает уровень помех, к которым в роторных экскаваторах относ тс , например, высокочастотные колебани от воздействи транспортера, высшие формы колебаний металлоконструкций и т.д. Высокий уровень помех на входе системы управлени гидроцилиндром приводит к потере устойчивости устройства и снижению эффективности ташени главных форм колебаний металлоконструкций .However, the effectiveness of damping using a known device is not sufficient due to the limitations imposed on the magnitude of the gain of the electrical signal from the oscillation sensor to the input of the hydraulic cylinder control system, since with a large gain needed for effective damping, along with the useful signal proportional to the amplitude of the main forms of oscillations of metal structures, the level of interference increases, which in a rotary excavator include, for example, high-frequency frigged from the conveyor exposure, the highest forms of metal structures and vibrations etc. A high level of interference at the input of the hydraulic cylinder control system leads to a loss of stability of the device and a decrease in the efficiency of damping of the main forms of oscillation of the metal structures.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности гашени главных форм колебаний без увеличени массы и габаритов металлоконструкций.The aim of the invention is to increase the efficiency of damping of the main vibration shapes without increasing the mass and dimensions of the metal structures.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл колебаний металлоконструкций .маншн дл открытых горных работ, содержащее датчик колебаний, подключенный через формирователь управл юmeio воздействи к системе управлени гидр ()Ц11Линдром, снабжено механическим фильтром , выполненным в виде упругов зкого узла с инерционным элементом,установленным па метал.чоконструкции, причем коэффициент жесткости упругов зкого узла выбран из услови равенства частоты колебаний инерционного элемента и одной из собственных частот колебаний металлоконструкции, а коэффициент в зкого сопротивлени - из услови обеспечени величины логарифмического декремента колебаний инерционного элемента в пределах 0,65-0,8 причем датчик колебаний установлен на инерционном элементе, а гидроцилиндр - в подвеске роторной стрелы.This goal is achieved by the fact that a device for oscillation of metal structures for open pit mining, containing an oscillation sensor, connected via a shaper control of the action to the hydraulic control system () C11Lyndrome, is equipped with a mechanical filter made in the form of an elastic node with an inertial element installed pas metal constructions, moreover, the stiffness coefficient of the elastic node is chosen from the condition of equality of the oscillation frequency of the inertial element and one of the natural oscillation frequencies of the meta lokonstruktsii, and a viscous drag coefficient - a condition for the magnitude of the logarithmic decrement of oscillations of the inertial body within 0,65-0,8 wherein oscillation sensor mounted on the inertial element, and the hydraulic cylinder - the suspension rotor arrows.

На фиг. 1 представлена схема устройства дл гашени колебаний металлоконструкций машин дл открытых горных работ; на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики , иллюстрирующие эффективность применени предлагаемого устройства.FIG. 1 shows a schematic of an apparatus for damping metal machine oscillations for open pit mining; in fig. 2 - amplitude-frequency characteristics illustrating the effectiveness of the application of the proposed device.

Устройство включает гидроцилиндр 1, встроенный в подвеску 2 роторной стрелы 3. Инерционный элемент 4, имеющий массу 1-2 кг, присоединен к металлоконструкции роторной стрелы 3 посредством упругов зкого узла 5, коэффициент жесткости с которого выбран из услови равенства частоты колебаний инерционного элемента одной из собственных частот колебаний металлоконструкций , а коэффициент низкого сопротивлени К - из услови обеспечени величины логарифмического декремента колебаний инерционного элемента в пределах 0,65-0,8. Датчик 6 колебаний установлен на инерционном элементе 4 и через усилитель 7 и формирователь 8 управл ющего воздействи подключен к системе 9 управлени гидроцилиндром 1.The device includes a hydraulic cylinder 1 embedded in the suspension 2 of the rotor boom 3. An inertial element 4, having a mass of 1-2 kg, is attached to the metalwork of the rotor boom 3 by means of an elastic node 5, the stiffness coefficient of which is chosen from the condition that the inertial element oscillates at one of the eigenfrequencies of metal structure oscillations, and the low resistance coefficient K is based on the condition of providing the value of the logarithmic decrement of oscillations of the inertial element in the range of 0.65-0.8. The oscillation sensor 6 is mounted on the inertial element 4 and through the amplifier 7 and the driver control driver 8 is connected to the hydraulic cylinder control system 9 1.

При работе экскаватора под действием переменных нагрузок, приложенных к рабочему органу, возникают колебани металлоконструкции и в том числе вертикальные колебани роторной стрелы 3 за счет деформации подвески 2. Под вли нием кинематического возмущени со стороны роторной стрелы происход т резонансные колебани инерционного элемента 4, фиксируемые датчиком 6 колебаний. Электрический сигнал от датчика 6 после усилени в усилителе 7 поступает на формирователь 8 управл ющего воздействи , вырабатывающий управл ющее воздействие дл системы 9 управлени гидроцилиндром 1.When the excavator operates under the action of variable loads applied to the working member, oscillations of the metal structure occur, including vertical oscillations of the rotor boom 3 due to deformation of the suspension 2. Under the influence of the kinematic disturbance from the side of the rotary boom, resonant oscillations of the inertial element 4 are detected by the sensor 6 vibrations. The electrical signal from the sensor 6 after amplification in the amplifier 7 is fed to a control driver 8 that produces a control action for the hydraulic cylinder control system 9 1.

При движении штока гидроцилиндра 1 в подвеске 2 возникают переменные усили , преп тствующие колебани м роторной стрелы , что приводит к гашению главных форм колебаний металлоконструкций экскаватора.When the rod of the hydraulic cylinder 1 moves in the suspension 2, alternating forces arise that prevent oscillations of the rotary boom, which leads to damping of the main forms of oscillations of the metalwork of the excavator.

В качестве датчика колебаний используетс , например, аксолерометр. Алгоритм работы формировател управл ющего воздействи определ етс на основе методики 3 из услови обеспечени заданной степени гащени главных форм колебаний металлоконструкций .An oscilometer, for example, is used as an oscillation sensor. The algorithm of operation of the control action generator is determined on the basis of method 3 from the condition of providing a given degree of enrichment of the main forms of oscillations of metal structures.

Установка датчика колебаний на инерционном элементе, частота колебаний котоInstalling the vibration sensor on the inertial element, the oscillation frequency of which

Claims

DEVICE FOR EXTINGUISHING VIBRATIONS OF METAL STRUCTURES OF MACHINES FOR OPEN MOUNTAIN

BOT containing an oscillation sensor connected through a control action generator to the hydraulic cylinder control system, characterized in that, in order to increase the efficiency of damping the main vibration modes without increasing the mass and dimensions of the metal structures, it is equipped with a mechanical filter made in the form of an elastic-viscous unit with an inertial element, mounted on metal structures, and the stiffness coefficient of the visco-elastic node is selected from the condition of equality of the oscillation frequency of the inertial element and one of the sobs the frequency of oscillations of the metal structure, and the coefficient of viscous resistance - from the condition of ensuring the value of the logarithmic decrement of vibration of the inertial element in the range of 0.65-0.8, and the vibration sensor is mounted on the inertial element, and the hydraulic cylinder in the suspension of the rotary boom.

FIG. 7