ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩАЯ ОПОРА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам виброзащиты.
Известно устройство виброизолирующей опоры, описанное в патенте на изобретение DE №4127917 А1, М. кл. F16F 9/06, содержащее грузовую платформу, связанную с демпфером и упругим элементом, последовательно связанным с гидравлическим элементом, выполненным в виде буферной полости, образованной гидравлическим поршнем и цилиндром и заполненной находящейся в движении жидкостью. При этом упругий элемент выполнен в виде газовой пружины, содержащей цилиндр, наполненный сжатым газом, и помещенный в нем поршень, связанный центральным штоком с гидравлическим поршнем с одной стороны и грузовой платформой с другой.
Основным недостатком устройства является ограниченность демпфирующих свойств, что приводит к недостаточной стабилизации амортизируемого объекта, отсутствие возможности регулировать параметры виброизолирующей опоры в ходе работы.
Известно устройство электромагнитной гидравлической виброизолирующей опоры, описанное в патенте на изобретение №2262623 РФ, М. кл. F16F 6/00 (прототип), содержащее упругий элемент в виде пружины, грузовую платформу, связанную штоком с гидравлическим поршнем с дросселирующими отверстия и установленным в гидравлической камере, имеющей катушки индуктивности, магнитосвязанные со штоком и снабженные схемой управления.
Основным недостатком устройства является малая несущая способность виброизолирующей опоры в связи с использованием пружины в качестве упругого элемента.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности виброизолирующей опоры и обеспечение регулирования ее параметров во всем частотном диапазоне внешнего воздействия.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитной виброизолирующей опоре, содержащей упругий элемент, грузовую платформу, связанную штоком с гидравлическим поршнем с дросселирующими отверстия и установленным в гидравлической камере, имеющей катушки индуктивности, магнитосвязанные со штоком и снабженные блоком управления, согласно полезной модели, упругий элемент является пневматическим и размещен между грузовой платформой и гидравлической камерой.
Блок управления содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения объекта, формирователь сигнала скорости объекта, устройство разделения сигнала управления, а также устройства управления силовыми ключами и силовые ключи для подключения катушек индуктивности к источнику питания, причем устройство разделения сигнала управления соединено параллельно с устройствами управления силовыми ключами, выходы которых соединены с управляющими входами силовых ключей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
- на фиг.1 представлена предложенная электромагнитная виброизолирующая опора;
- на фиг.2 приведена структурная схема блока управления.
Электромагнитная виброизолирующая опора содержит грузовую платформу 1, связанную штоком 2 с гидравлическим поршнем 3. Гидравлический поршень 3 снабжен дросселирующими отверстиями 4 и торцевыми уплотнениями 5. Гидравлический поршень 3 помещен в цилиндр 6, заполненный рабочей жидкостью. В верхней и нижней части цилиндра 6 размещены катушки индуктивности 7 и 8 с полюсами 9, отделенными от цилиндра 6 крышками 10. Шток 2, поршень 3, цилиндр 6, катушки 7 и 8 размещены в корпусе 11. Между корпусом 11 и грузовой платформой 1 размещен упругий пневматический элемент 12 в виде резинокордной оболочки, заправленной газом под давлением, и обеспечивающий несущую способность виброизолирующей опоры. Нижняя катушка индуктивности 8 имеет сердечник 13 для обеспечения одинакового режима работы с верхней катушкой индуктивности 7. Катушки индуктивности 7 и 8 вместе с полюсами 9 выполняют роль электромагнитов и управляются блоком управления 14.
Блок управления 14 содержит соединенные последовательно преобразователь перемещения 15 объекта, формирователь 16 сигнала скорости объекта, устройство разделения 17 сигнала управления, а также устройства управления 18 и 19 силовыми ключами и силовые ключи 20 и 21 для подключения катушек индуктивности 7 и 8 к источнику питания, причем устройство разделения 17 сигнала управления соединено с устройствами управления 18 и 19 силовыми ключами, выходы которых соединены соответственно с управляющими входами силовых ключей 20 и 21. Силовые ключи 20 и 21 подключают к источнику питания или отключают от него соответственно катушки индуктивности 7 и 8.
Электромагнитная виброизолирующая опора работает следующим образом.
ст
сум
В состоянии покоя упругий пневматический элемент 12 создает избыточную силу F, уравновешивающую массу амортизируемого объекта и массу подвижных частей виброизолирующей опоры М (грузовой платформы 1 и присоединенных к ней элементов):
Mсум
ст.
g=F
При незначительных колебаниях амортизируемого объекта вблизи статического положения изменяющаяся нагрузка на грузовую платформу приводит к перемещениям штока 2 с поршнем 3, при этом перетекание рабочей жидкости через дросселирующие отверстия 4 и торцевые уплотнения 5 ведет к демпфированию колебаний амортизируемого объекта. При значительных колебаниях амортизируемого объекта одновременно с демпфированием за счет дросселирования рабочей жидкости начинают работать катушки индуктивности 7 и 8 за счет блока управления 14, корректирующие эквивалентную жесткость виброизолирующей опоры. При движении вниз амортизируемого объекта на ходе сжатия для пневматического элемента 12 включается катушка индуктивности 7, препятствующая перемещения вниз грузовой платформы, катушка 8 при этом обесточена. При движении вверх амортизируемого объекта на ходе отбоя для пневматического элемента 12 включается катушка индуктивности 8, препятствующая перемещения вверх грузовой платформы, катушка 7 при этом обесточена. Путем изменения величины тока в катушках можно регулировать электромагнитную силу притяжения электромагнитов 7 и 8 и, таким образом, параметры виброизолирующей опоры во всем частотном диапазоне внешнего воздействия.
Блок управления 14 работает следующим образом. В соответствие с сигналом преобразователя перемещения 15 объекта формирователь 16 сигнала скорости объекта образует разнополярные сигналы, при перемещении объекта вниз формируется сигнал отрицательной полярности, а при перемещении объекта вверх - сигнал положительной полярности. Устройство разделения управления 17 в зависимости от знака сигнала формирует управляющее воздействие на подключение разных катушек индуктивности (электромагнитов). При расширении сжатого газа упругого элемента 12 формируется положительный сигнал и устройство разделения управления 17 подключает к источнику питания нижнюю катушку 8 с помощью устройства управления 19 силовым ключом и силового ключа 21, при сжатии газа упругого элемента 12 формируется отрицательный сигнал и устройство разделения управления 17 подключает к источнику питания верхнюю катушку 7 с помощью устройства управления 18 силовым ключом и силового ключа 20.
Таким образом, применение упругого пневматического элемента позволяет повысить несущую способность виброизолирующей опоры, а, введение раздельного управления катушками индуктивности в зависимости от режима работы виброизолирующей опоры позволяет снизить размах колебаний амортизируемого объекта. При изменении тока в катушках индуктивности можно получать разные усилия электромагнитов и регулировать, таким образом, параметры виброизолирующей опоры во всем частотном диапазоне внешнего воздействия.
Использование предлагаемой электромагнитной виброизолирующей опоры позволяет повысить несущую способность, эффективность гашения колебаний, а в случае применения на транспортном средстве позволяет повысить плавность хода транспортного средства, улучшает условия работы экипажа и обеспечивает требуемую сохранность спецгрузов при транспортировке.