АМОРТИЗАТОР

Полезная модель относится к машиностроению, в том числе, к системам амортизации.
Известен пневматический упругий элемент, содержащий резинокордную оболочку с дроссельным отверстием в днище и демпферную камеру, соединенные между собой трубопроводом с соплом, размещенным соосно дроссельному отверстию. С целью упрощения конструкции и повышения надежности, сопло установлено с зазором относительно днища резиновой оболочки, а в последнем выполнено отверстие, сообщающееся с трубопроводом. [АС №724838 от 30.03.1980 г.]. Недостатком является невозможность регулирования демпфирующих свойств в процессе работы.
Наиболее близким к заявленному устройству является амортизатор [Патент №2277651 от 10.06.2006]. Сущность прототипа заключается в том, что амортизатор содержит основание и по крайней мере одну пару эластичных герметических оболочек (ЭГО). С одной стороны к каждой ЭГО в паре прикреплен поддон с упором, которым ЭГО обращены друг к другу с зазором для размещения амортизируемого объекта. С противоположной стороны к каждой ЭГО прикреплен ресивер, жестко связанный с основанием. Полости ресивера и ЭГО соединены между собой посредством сквозного канала и обратного клапана относительно ЭГО. Полость ресивера связана с источником рабочего газа, а также связана с внешней средой через перепускной клапан, заслонка которого снабжена закрепленным на основании сильфоном, полость которого посредством канала связана с полостью ресивера. Техническим результатом является увеличение быстродействия амортизатора и уменьшение ударных нагрузок на амортизируемый объект при минимальных ходах амортизатора.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности управления демпфирующей способностью.
Задачей полезной модели является возможность управления амортизатором в широком диапазоне перемещений при различных значениях частоты колебаний амортизируемого объекта АО, а также уменьшение тягового усилия в радиальном направлении.
Данный технический результат достигается тем, что, амортизатор, содержащий основание и, по крайней мере, одну пару эластичных герметичных оболочек, расположенных зеркально симметрично с зазором относительно друг друга. Каждая эластичная герметичная оболочка снабжена по крайней мере одним демпфером в виде магнитоэлектрического двигателя, размещенного внутри корпуса амортизирующего устройства с расположенным в нем неподвижным индуктором, содержащим внутренний и внешний цилиндрические магнитопроводы, на которых расположены обмотки, между обмотками расположен подвижный якорь, состоящий из внутреннего магнитопровода с размещенными на нем направляющими рейками, на внутреннем магнитопроводе размещен постоянный магнит, намагниченный в осевом направлении.
На фиг. 1 представлен внешний вид амортизатора в сборе.
На фиг. 2 представлена структурная схема блока управления.
Предложенный амортизатор, содержит основание 1 и, по крайней мере, одну пару эластичных герметичных оболочек ЭГО 2, расположенных зеркально симметрично с зазором относительно друг друга. С одной стороны к каждой эластичной герметичной оболочке ЭГО 2 в паре прикреплен поддон с упором 3, которым эластичные герметичные оболочки ЭГО 2 обращены друг к другу с зазором для размещения амортизируемого объекта АО. С противоположной стороны к каждой эластичной герметичной оболочке прикреплен ресивер 5, жестко связанный с основанием 1. Полости ресивера 5 и эластичной герметичной оболочки ЭГО 2 соединены между собой посредством сквозного канала 6 и обратного клапана 7 относительно эластичной герметичной оболочки ЭГО 2. Каждая эластичная герметичная оболочка ЭГО 2 снабжена, по крайней мере, одним демпфером в виде магнитоэлектрического двигателя 8, размещенного внутри корпуса 9 амортизирующего устройства АУ с расположенным в нем неподвижным индуктором, содержащим внутренний 10 и внешний 11 цилиндрические магнитопроводы, на которых расположены три обмотки - одна внутренняя 12 и две внешних 13. Внутри обмоток 12 и 13 располагается подвижный якорь, состоящий из внутреннего магнитопровода, на котором расположены направляющие рейки 14, на внутреннем магнитопроводе размещен постоянный магнит 15 диаметром D. Постоянный магнит 15, выполнен в виде кольца имеющего радиус R из сплава редкоземельных материалов и намагничен в осевом направлении. Направляющие рейки 14 прочно закреплены между собой посредством магнитопроводов 10 и 11 удерживающих постоянный магнит 15 внутри обмоток 12 и 13. внутри магнитопровода 11 и постоянного магнита расположена ось 16. На направляющих рейках 14 закреплены металлические опоры 17, одна из которых связана с основанием 1, а другая крепится к поддону эластичной герметичной оболочки 2. Обмотки 12 и 13 присоединены к блоку управления БУ 18. Металлические опоры 17 якоря магнитоэлектрического двигателя обращены к основанию 1 и жестко с ним связаны, например, посредством болтового соединения через втулку 21.
Рассматриваемый амортизатор снабжен стандартными оптическими датчиками перемещения 19 (например, TGM 133 производства "ЭлектроМашХолдинг") и управляется блоком управления БУ 18 (структурная схема блока управления представлена на Фиг. 3). В состав блока управления 18 входит преобразователь перемещения 22, работающий совместно с датчиком перемещения 19, формирователь сигнала скорости 23, контролирующий скорость перемещения амортизируемого объекта 1, устройство разделения управления 24, предназначенное для обеспечения тока разного направления по двум каналам в обмотках магнитоэлектрических двигателей 8 и усилитель мощности 25, непосредственно формирующий ток в обмотках магнитоэлектрических двигателей 8. Регулируемой выходной величиной блока управления 18 является ток. Блок управления 18 присоединен к стандартному блоку питания БП 20 (например, аккумулятор 6CT-210N). В качестве основного источника электроснабжения используется промышленная электрическая сеть 220 В переменного тока, бортовая сеть или аккумуляторное устройство, обеспечивающая мощность не менее 0,3 кВт.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Амортизируемый объект 1 закрепляется по крайней мере между двумя ЭГО 2, что соответствует среднему положению АО внутри заявленного амортизатора. При этом напряжение на обмотки магнитоэлектрических двигателей не подается. Колебания АО 1 измеряются при помощи оптических датчиков перемещения 19 и контролируются в блоке управления БУ 18. При незначительных колебаниях (высокочастотные колебания возле среднего положения АО) на обмотки магнитоэлектрических двигателей напряжения также не подается. Тяговое усилие, определяющее перемещение якоря, обусловлено взаимодействием магнитного поля постоянного магнита и внешнего магнитного поля обмоток магнитоэлектрического двигателя.
При значительных колебаниях АО выходное напряжение на оптических датчиках 19 увеличивается и при определенных значениях этого напряжения на обмотки 12 и 13 магнитоэлектрического двигателя от блока питания БП 20 через блок управления БУ 18 подается управляющее напряжение, что приводит к перемещению якоря магнитоэлектрического двигателя. В том случае если АО под действием внешней силы перемещается в ту или иную сторону, тяговое усилие, действующее на якорь магнитоэлектрического двигателя, направлено в противоположную сторону тем самым уменьшая колебания АО. Достигается это следующим образом. На обмотки подается напряжение такой величины, чтобы магнитный поток этих обмотках был одинаковым и направленным в сторону противоположную движению АО. При изменении направления движения АО полярность напряжения на обмотках двигателя также меняется на противоположную, что приводит к изменению направления тягового усилия на якорь магнитоэлектрического двигателя и, как следствие, происходит изменение направления движения якоря, что в свою очередь приводит к уменьшению колебаний АО. При уменьшении колебаний АО уменьшается выходное напряжение с датчиков перемещения 19 и соответственно уменьшается напряжения на обмотках магнитоэлектрического двигателя. В том случае если колебания АО не выходит за пределы значений около среднего положения якоря напряжение на обмотки двигателей не подается, что обуславливает энергосберегающий режим амортизатора.
В блоке управления БУ 18 используются замкнутый способ реализации широтно-импульсной модуляции (ШИМ), формируются два канала напряжений разной полярности. Таким образом, один канал напряжения подается на одну пару внутренней и внешней обмоток, а другой канал подается на другую пару.
Предлагаемое устройство содержит в качестве демпфирующего узла магнитоэлектрический двигатель, что обеспечивает улучшенные амортизирующие свойства, а использование блока управления позволяет производить сравнение опорного сигнала по перемещению с сигналами с датчиков, полученное возмущение подается на двигатель, что приводит к возможности увеличения скорости гашения колебаний.