SU1737184A1 - Управл емое устройство дл гашени колебаний - Google Patents

Abstract

Использование: демпфирование ударных воздействий объектов большой массы. 5 rj wfjJF I П V Сущность изобретени : управл емое устройство содержит упругие элементы, один из которых выполнен в виде резервуара 2, заполоненного упругов зким наполнителем 3 и соединен с исполнительным органом, другой - в виде м гких проточных оболочек 5, заполненных воздухом. Резервуар и оболочки разделены платформой 4. Изменени  импульса добиваютс  регулированием давлени  воздуха в оболочках 5 посредством регул тора 21 расхода воздуха и изменением с помощью привода 9 массы 7 жидкости в цилиндрах 6. обращенные к резервуару 2, полости которых св заны с гидроаккумул тором 10. Дл  согласовани  регулировани  давлени  и изменени  массы 7 жидкости предусмотрена система управлени , включающа  блок 16 переналаживаемых реле времени. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. сл С х| W VI 00 ь.

Description

0

Фиг. 1

Изобретение относитс  к демпфированию ударных воздействий объектов большой массы.

Известно устройство дл  демпфировани  ударных воздействий от испытуемых объектов о наковальню с упругой подвеской , где характеристики ударного импульса мен ют за счет начальной скорости соударени , изменени  соотношени  масс ударной платформы с закрепленным объектом и наковальни и их абсолютных значений .

Недостатком устройства  вл етс  то, что его наладка производитс  до начала испытаний и изменение его виброгас щих характеристик в течение колебательного процесса невозможно.

Известно также устройство дл  гашени  колебаний, обеспечивающее наложение дополнительной св зи, котора  измен ет упругость, массу или число степеней свободы приемной системы в процессе колебаний.

Недостатком  вл етс  то, что устройство не обеспечивает сохранности объекта ис- пытаний, так как не защищает его от соударени  с приемной системой, не исключает сосредоточенных нагрузок на опорную поверхность и не снижает их величины. Кроме того, изменение амплитудно-частотных характеристик его приемной системы происходит дискретно.

Цель изобретени  - повышение эффективности за счет снижени  сейсмичности при сбросе испытуемого объекта.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в управл емом устройстве дл  гашени  колебаний , содержащем платформу, упругие элементы и систему управлени , включающую датчик, св зываемый с перемещающимс  объектом и исполнительным органом, обеспечивающим изменение массы упругих элементов, последние разделены платформой, один из них выполнен в виде резервуара, заполненного упругов з- ким наполнителем, и соединен с исполнительным органом, а другой - в виде м гких проточных оболочек, заполненных воздухом , св зываемых с источником сжатого воздуха посредством регул тора расхода воздуха и прижимаемых к опорной поверхности посредством регулируемой по длине т ги, соединенной с опорной поверхностью посредством замка, св занного с исполнительным органом и регул тором расхода воздуха датчиком, представл ющим собой блок переналаживаемых реле времени.

Исполнительный орган выполнен в виде расположенных по обе стороны от резервуара цилиндров разделенных

соединенными с одним приводом поршн ми на полости, из которых обращенные к резервуару заполнены жидкостью и св заны с гидроаккумул тором.

На фиг.1 представлено устройство дл 

демпфировани  ударных воздействий при взаимодействии испытуемого объекта с платформой (условно показаны следующие линии св зи: электрическа  - штрихпунк0 тирной, гидравлическа  -основной одинарной , пневматическа  - основной двойной); на фиг.2 - график изменени  во времени перемещени  испытуемого, объекта (штрихова  лини ) и приемной системы (сплош5 на  лини ).

Управл емое устройство дл  гашени  содержит приемную систему 1, состо щую из резервуара 2, заполненного упругов з- ким наполнителем 3 (например, пенополиу0 ретаном), и платформы 4 с закрепленным на ней упругим элементом в виде м гких про- точньТх оболочек 5, заполн емых воздухом, а платформа 4 раздел ет упругие элементы: резервуар 2 с наполнителем 3 и м гкие обо5 лочки 5. Резервуар 2 соединен с исполнительным органом, обеспечивающим изменение массы приемной системы, который выполнен в виде цилиндров 6, расположенных по обе стороны резервуара 2 и

0 наполненных жидкостью 7. Цилиндры б разделены поршн ми 8, соединенными с одним общим приводом 9 (например, пневматическим ), на полости, из которых жидкостью 7 наполнены обращенные к резервуару 2. Эти

5 же полости св заны с гидроаккумул тором 10, который может быть выполнен аналогично цилиндрам 6.

Кроме того, приемна  система снабжена т гой 11 регулируемой длины с замком

0 12, соедин ющей платформу 4 с опорной поверхностью 13. Сила прит гивани  платформы 4 контролируетс  динамометром 14, который установлен на т ге 11.

Исполнительный орган, состо щий из

5 цилиндров 6, привода 9 и гидроаккумул тора 10, и замок 12 св заны с системой 15 управлени  сбросом испытуемого объекта. Система включает в себ  датчик, представл ющий собой блок 16 переналаживаемых

0 реле времени, реагирующих на отсоединение испытуемого объекта 17 от узла 18 подвеса подъемного механизма (на фиг.1 подъемный механизм не показан). Отсоединение испытуемого объекта фиксируетс 

5 при размыкании замка 19, который св зан с блоком 16.

Блок 16 св зан с замком 12 т ги 11, исполнительным органом, осуществл ющим изменение массы приемной системы, и источником 20 сжатого воздуха. Св зь с послед ним осуществл етс  через регул тор 21 расхода воздуха, управл ющий поступлением воздуха в м гкие проточные оболочки 5.

Регул тор 21 и привод 9 выполнены как система отсасывающе-нагнетающих блоков и снабжены индивидуальным реле времени, вход щим в блок 16. Дл  согласовани  работы элементов общего привода 9 от источника 20 сжатого воздуха может быть установлен стабилизатор 22 давлени .

Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы производ т следующие действи .

Приемную систему 1, состо щую из ре- зервуара 2 с наполнителем 3, размещенного на платформе 4 с упругими элементами в виде м гких проточных оболочек, с помощью последних устанавливают под системой 15 сброса, где на узле 18 подвеса через замок 19 закреплен испытуемый объект 17.

Перемещение приемной системы на м гких проточных оболочках происходит следующим образом. От источника 20 подают сжатый воздух в полости, ограниченные м гкими оболочками 5. Оболочки раздуваютс , приподнима  систему над опорной поверхностью 13 и ограничива  Зону повы- шейного давлени . При этом, поскольку оболочки проточные, избыток сжатого воздуха из зоны повышенного давлени  истекает в атмосферу, образу  зазор между раздутыми оболочками 5 и опорной поверх- ностью 13. Истечение воздуха в этот зазор обеспечивает низкой коэффициент трени  при перемещении приемной системы в нужном направлении.

После установки приемной системы 1 под системой 15 сброса платформу 4 прикрепл ют к опорной поверхности 13 при помощи замка 12. Увеличивают подачу воздуха от источника 20 к платформе 4, При этом м гкие оболочки 5 платформы 4 разду- ваютс  и стрем тс  приподн ть последнюю над опорной поверхностью 13, чему преп тствует т га 11. Одновременно наполн ют жидкостью 7 цилиндры 6. Жидкость 7 отбирают из гидроаккумул тора 10 при гЮмощи горизонтально расположенных поршней б, приводимых в движение единым пневматическим приводом 9, выполненным как отса- сывающе-нагнетающий блок. Силу прит гивани  платформы 4 контролируют динамометром 14. Величину этой силы регулируют давлением и расходом воздуха от источника 20, а также изменением длины т ги 11 (например, при помощи винтового механизма). Система готова к работе.

К началу работы устройства производ т расчет колебательного процесса объекта относительно платформы 4. При известных высоте сброса объекта 17 и коэффициенте восстановлени  импульса упругов зким наполнителем 3 определ ют скорости и импульсы при соударении, а также промежутки времени между взаимодействи ми (на фиг.2 tni, tna- tnn...). После этого осуществл ют подбор параметров приемной системы 1. При максимальной массе платформы 4 (цилиндры 6 наполнены жидкостью 7) о предел   ют усилие прит гивани  платформы 4 к опорной поверхности 13 дл  обеспечени  соотношени 

MlVl M2V2,(1)

где Mi.Ma - массы соответственно сбрасываемого объекта 17 и приемной системы 1, состо щей из массы резервуара 2 с наполнителем 3, массы жидкости 7 в цилиндрах 6 и массы платформы 4;

Vi,V2 - скорости в момент соударени  соответственно сбрасываемого объекта 17 и приемной системы 1.

Дл  выполнени  услови  (1) при первом соударении требуемое соотношение скоростей Vi и V2 достигаетс  величиной силы предварительного нат жени  т ги 11 и временным согласованием размыкани  замков 12 и 19 По характеристикам платформы 4 с м гкими проточными оболочками 5 и определенной из соотношени  (1) потребной скорости приемной системы 1 в момент соударени  можно определить врем  всплыти  tucnn 2 до соударени  при любом начальном давлении в м гких оболочках 5 платформы 4 Если известны tpi и tP2 врем  размыкани  замков 19 и 12, можно согласованием времени выдержки до включени  замков 1ы - tb2 . где tbi - врем  выдержки замка 19. a tba замка 12. и соответствующей настройкой соответствующего реле времени блока 16 включени  замков обеспечить условие (1) при первом взаимодействии .

Если в качестве наполнител  3 используетс  упругов зкий материал, например пенополиуретан, после взаимодействи  объект 17 подбрасываетс , но уже на меньшую высоту, что определ ет врем  его свободного полета tn2 и величину непогашенного импульса К MiVn MiVi2, где Vi2 - скорость объекта 17 при втором соударении.

Таким образом, дл  каждого последующего соударени  выражение (1) приобретает вид

Kn-1MiVi-M2nV2n где п - номер соударени ;

(2)

К - коэффициент восстановлени  ударного импульса после взаимодействи  с уп- ругов зким наполнителем.

Дл  обеспечени  необходимой величины импульса приемной системы 1 права  часть формулы 2 уменьшаетс  с каждым новым взаимодействием, причем измен ют один из сомножителей или оба одновременно . Величину М2п измен ют, откачива  жидкость 7 из цилиндров б в гидроаккумул тор 10. Это осуществл етс  включением при помощи заранее настроенного на tn-1 реле времени блока 16 привода 9 отсасывающе- нагнетательных блоков, вытесн ющих жидкость 7 посредством поршней 8 из цилиндров б в гидроаккумул тор 10.

Дл  эффективного демпфировани  необходимо обеспечить кратность промежутков времени между взаимодействи ми tnn периоду колебаний приемной системы 1, причем таким образом, чтобы взаимодействие происходило в момент достижени  объектом 17 скорости, направленной вверх и обеспечивающей величину V2n, удовлетвор ющую выражению (2), Дл  этого измен ют после каждого взаимодействи  собственную частоту колебаний приемной системы 1. Этого достигают как изменением (уменьшением) массы М2п приемной системы 1 изложенным выше способом; так и изменением (снижением) расхода воздуха в м гких оболочках 5. Дл  этого реле времени блока 16, управл ющее работой регул тора 21 расхода воздуха в м гких оболочках 5. и настроенное на врем  начала полета объекта 17, включает регул тор 21. который уменьшает подачу воздуха в м гкие оболочки 5 и тем самым обеспечивает сокращение собственных колебаний приемной системы 1. Блок 16 реле времени обеспечивает через каждый заранее определенный промежуток времени tnn включение откачки жидкости 7 дл  уменьшени  массы и собственной частоты колебаний приемной системы 1 и сокращени  расхода воздуха в м гких оболочках 5 на заранее рассчитанные величины . При этом горизонтальное расположение поршней 8 цилиндров 6 исключает нагрузки на них при вертикальных колебани х приемной системы 1, а также предотвращает болтание жидкости 7 в цилиндрах 6. Когда вес объекта 17 уравновеситс  упругими силами наполнител  3, прекращаетс  и колебательный процесс приемной системы 1.

Применение предлагаемого устройства позвол ет исключить сосредоточенные нагрузки на опорную поверхность, повысить за счет проточности м гких оболочек демпфирующие качества и снизить сейсмичность устройства; обеспечить сохранность испытуемого объекта и приемной системы; расширить диапазон масс испытуемых объектов , причем путем распределенного нагружени  опорной поверхности существенно увеличить их массу, что может сократить номенклатуру испытательных стендов, а следовательно, материальные затраты на их создание.

Предлагаемое устройство расшир ет диапазон моделируемых взаимодействий, что позвол ет получить более достоверные результаты меньшими материальными затратами (на создание нового стенда, переналадку существующего, пересчет результатов моделировани  на реальный процесс) и т.д.

Claims (2)

1..Управл емое устройство дл  гашени 

колебаний, содержащее платформу, упругие элементы и систему управлени , включающую датчик, св зываемый с перемещающимс  объектом и исполнительным органом, обеспечивающим изменение

массы упругих элементов, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  эффективности за счет снижени  сейсмичности при сбросе испытуемого объекта, упругие элементы разделены платформой, один из них

выполнен в виде резервуара, заполненного упругов зким наполнителем и соединен с исполнительным органом, а другой - в виде м гких проточных оболочек, заполненных воздухом, св зываемых с источником сжатого воздуха посредством регул тора расхода воздуха и прижимаемых к опорной поверхности посредством регулируемой по длине т ги, соединенной с опорной поверхностью посредством замка, св занного с исполнительным органом и регул тором

расхода воздуха датчиком, представл ющим

собой блок переналаживаемых реле времени.

2. Устройство поп.1,отличающеес   тем, что исполнительный орган выполнен в виде расположенных по обе стороны от резервуара цилиндров, разделенных соединенными с одним приводом поршн ми на полости, из которых обращенные к резервуару заполнены жидкостью и св заны с

гидроаккумул тором.

t i., tlM

t,e

Out. 2.