close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6611

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6611
(13) C1
(19)
7
(51) F 16F 15/00, 9/53
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УПРАВЛЯЕМОЕ ВИБРОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО
(21) Номер заявки: a 20020041
(22) 2002.01.18
(46) 2004.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт тепло- и
массообмена им. А.В. Лыкова" НАН
Беларуси (BY)
(72) Авторы: Коробко Евгения Викторовна;
Колик Валентин Львович; Глеб Владимир Константинович; Городкин Рафаил Геннадьевич; Гончарова Наталья
Александровна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт теплои массообмена им. А.В. Лыкова" НАН
Беларуси (BY)
(57)
Управляемое виброзащитное устройство, содержащее упругие электроды для восприятия вибровозмущений, подключенные к источнику питания, электрореологическую жидкость, отличающееся тем, что содержит связанный с источником питания датчик, выполненный в виде вибропреобразователя, между электродами расположена диэлектрическая
ткань капрон, пропитанная электрореологической жидкостью, а объект защиты прикрепляется к электродам.
BY 6611 C1
(56)
SU 1116242 A, 1984.
DE 4134354 A1, 1993.
GB 2205920 A, 1988.
DE 3709447 A1, 1988.
WO 94/21938 A1.
EP 0211173 A2, 1987.
JP 02159437 A, 1990.
JP 01046036 A, 1989.
Фиг. 1
BY 6611 C1
Изобретение относится к устройствам для гашения механических колебаний и может
найти применение для виброзащиты навигационных, оптических приборов, радиотехнического оборудования, установленного на летательных аппаратах, судах морского и речного флота и других транспортных средствах.
Известны виброизоляторы типа АП, АЧ [1], относящиеся к пассивным (неуправляемым) устройствам. Им присущи недостатки - низкая эффективность в области низких частот, при вибрации с широким спектром частот, старение резины, недостаточная маслобензостойкость.
Известен гидропневматический амортизатор [2], содержащий упругий элемент в виде
сильфона, и пневмогидравлический аккумулятор, разделенный эластичной мембраной на
полости с сжатым газом и жидкостью, и соединенный с сильфоном посредством трубопровода и вентиля, управляемого механически. Недостатком гидропневматического амортизатора является сложность конструкции, большой вес, ручная настройка системы виброгашения.
Устройство [3] представляет аналог активной виброзащиты. Оно содержит две камеры, заполненные электрореологической жидкостью (ЭРЖ), соединенные плоским каналом, верхняя и нижняя пластины которого являются электродами, подключенными к
источнику питания. При наложении электрического поля меняется вязкость ЭРЖ, что вызывает изменение жесткости устройства. Недостатками устройства являются сложность и
ненадежность, обусловленная возможностью седиментации ЭРЖ с последующей закупоркой канала, нестабильность работы во времени.
Известна виброизоляционная опора [4], содержащая опорный болт и корпус с размещенными в нем пористой и жесткой резиной, между которыми расположены металлические пластинки, соединенные с источником питания по схеме конденсатора; опору, имеющую резервуар, заполненный магнитным маслом и закрытый крышкой, взаимодействующей с опорным болтом; размещенную вокруг резервуара электрическую катушку и,
включенное в схему конденсатора и катушки, реле времени.
Недостатками виброизоляционной опоры, по нашему мнению, являются: сложность
конструкции вследствие наличия двух чувствительных и двух управляющих элементов
(резиновые шайбы с металлическими пластинами и магнитное масло в резервуаре, на которое воздействует магнитное поле).
Известно, что наличие двух регуляторов вызывает взаимные помехи и не обеспечивает четкой работы системы регулирования. Возможность седиментации магнитной жидкости в закрытом объеме приводит к сложностям при использовании.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническому решению является
способ регулирования упругих характеристик системы путем наложения на жидкость физического поля [5], выбранный нами в качестве прототипа. Устройство представляет собой коаксиально расположенные электроды, попарно подсоединенные к источнику питания, между которыми размещена электрореологическая жидкость. Устройству присущи
недостатки: наличие трения электродов об элементы конструкции при возвратно-поступательном движении, сложность обеспечения герметичности конструкции, возможность седиментации электрореологической жидкости, необходимость наличия в устройстве специального упругого элемента.
Предлагаемое нами управляемое виброзащитное устройство, содержащие упругие
электроды для восприятия вибровозмущений, подключенные к источнику питания, электрореологическую жидкость, отличающееся тем, что содержит связанный с источником
питания датчик, выполненный в виде вибропреобразователя, между электродами расположена диэлектрическая ткань капрон, пропитанная электрореологической жидкостью, а
объект защиты прикрепляется к электродам.
Целью предлагаемого изобретения является создание максимально простого конструкторского решения и его осуществления в устройстве виброзащиты, надежном в эксплуатации, с потреблением незначительных энергозатрат.
2
BY 6611 C1
Изобретение иллюстрируется фиг. 1-4. На фиг. 1 представлена схема управляемого
виброзащитного устройства.
На фиг. 2 изображена дистанционная прокладка.
На фиг. 3 показана ячейка: до деформации (фиг. 3а), после деформации (фиг. 3б).
На фиг. 4 показана графическая зависимость относительных амплитуд вибросмещения
от частоты возбуждения и напряженности электрического поля для балки длиной 95 мм.
Зажимное устройство (1) предназначено для крепления электродов (2) и передачи на них
вибровозмущений. Электроды (2) изготовлены из упругого токопроводящего материала,
например стали, бронзы, плакированного текстолита и др. Геометрию и размеры электродов выбирают исходя из конкретной характеристики объекта защиты: массы, габаритов,
технических характеристик и условий эксплуатации. Диэлектрическая ткань (3), размещенная между электродами, изготовлена из диэлектрического материала капрона и пропитана адаптивным демпфирующем материалом, например электрореологической жидкостью (40 %-й суспензией диатомита в трансформаторном масле). Ячейка (4), образованная поверхностью электродов (нижнего и верхнего) и волокном диэлектрической ткани
капрона, заполнена ЭРЖ. Дистанционная прокладка (5) окантовывает периметр электродов, формируя зазор между ними и обеспечивает герметичность пакета. Она изготовлена
из эластичного диэлектрического материала, например, фторопласта. Датчики (6) укреплены на объекте виброзащиты (9). Проводники (7) и (10) электрически связывают источник
питания (8) с электродами и датчиками. В качестве датчиков используются пьезоэлектрические вибропреобразователи типа ABC-117-02, КД-33 или инерционные типа Д21-А.
Принцип действия устройства основан на способности ЭРЖ под воздействием электрического поля обратимо изменять свои вязкоупругие характеристики. Устройство работает следующим образом: колебания объекта, вызванные возмущающей силой любого
происхождения, воспринимаются электродами, и устройство вибрирует с частотой возбуждения, а амплитуды перемещения, скорости, ускорения зависят от силы возбуждения и
жесткости системы виброзащиты. Электроды при этом испытывают деформацию изгиба,
как упругий элемент, а продольный сдвиг, сопровождающийся возникновением касательных напряжений τ, воспринимается силами внутреннего трения, определяющими вязкоупругие характеристики демпфера вязкого трения. На фиг. 3 представлена ячейка (4),
сформированная поверхностями электродов и волокнами диэлектрической ткани капрона,
и заполненная ЭРЖ. На фиг. 3 изображена ячейка до ("а") и после ("б") деформации. Под
воздействием электрического поля поляризованные частицы твердой фазы выстраиваются
в "мостики", образуя каркас, жестко связанный с электродами. Величина сил сцепления
определяется составом ЭРЖ и напряженностью электрического поля - Е (В/мм). При колебаниях объекта защиты, датчик, укрепленный на нем, выдает соответствующий электрический сигнал на источник питания, который создает на электродах разность потенU
циалов - U (В), формируя электрическое поле с напряженностью - E = [В / мм] , где h h
величина зазора между электродами. Полная жесткость устройства складывается из жесткости упругих электродов и ЭРЖ, расположенной между ними. Прокладка (4) из диэлектрической ткани капрона предотвращает седиментацию ЭРЖ и возможный электрический
пробой между электродами. Проведенные авторами эксперименты подтверждают работоспосбность и эффективность устройства. На фиг. 4 представлена полученная эксперименA
тально зависимость относительной амплитуды вибросмещения объекта виброзащиты 0
AT
от частоты возбуждения ω [Гц] для разных значений электрического поля - Е, где А0 вибросмещение при отсутствии электрического поля, а Ат - вибросмещения при текущих
значениях электрического поля.
3
BY 6611 C1
Эксперимент проведен при следующих условиях: электроды выполнены из плакированного текстолита, длина электродов L = 95 мм, ширина В = 30 мм, толщина 1 мм, зазор
между электродами h = 0,2 мм.
Эксперимент проведен на вибрационном электродинамическом стенде ВЭДС-10. РеA
зонансный режим определен по максимальному значению отношения 0 . Для данных
AT
условий он равен 12,4 Гц. Кривые 1-5 представляют собой зависимость относительной
амплитуды вибросмещения для различных напряженностей электрического поля. Из анализа приведенных зависимостей можно заключить, что:
1. Для Е = 0 В/мм относительная величина вибросмещения постоянна и равна 1 по исследуемому спектру частоты возбуждения.
A
2. При напряженности электрического поля Е = 7500 В/мм, отношение 0 = 3,5 , т.е.
AT
коэффициент эффективности виброзащиты возрос в 3,5 раза.
Приведенные данные свидетельствуют о работоспособности и эффективности предлагаемого управляемого (активного) виброзащитного устройства, которое обеспечивает надежность и точность работы объекта защиты в условиях вибрации и особенно на резонансных режимах.
Источники информации:
1. Челомей В.М. Вибрации в технике: Справочник. Т. 6. - С. 200.
2. А.с. CCCP 239808, 1969.
3. Патент ФРГ 3336965, 1985.
4. А.с. CCCP 485253, 1975.
5. А. с. CCCP 1116242, 1984.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
171 Кб
Теги
by6611, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа