RU2827752C1

RU2827752C1 - Method of dynamic damping of vibrations of vibration test bench body

Info

Publication number: RU2827752C1
Application number: RU2023133011A
Authority: RU
Inventors: Вадим Вениаминович Кропочев; Виктор Анатольевич Курсаков
Original assignee: Общество ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ямбург"
Filing date: 2023-12-13
Publication date: 2024-10-01

Abstract

FIELD: vibration equipment.

SUBSTANCE: invention can be used in electrodynamic vibration test benches used for calibration of sensors of relative vibration displacement. Method of dynamic damping of vibrations consists in installation in a single housing in addition to a working balancing vibration table, identical to the working table in terms of suspension and mass and moving in antiphase.

EFFECT: providing significant reduction of vibrations of the vibration test bench body, which enables to use the vibration test bench for calibration of sensors of relative vibration displacement without using a massive foundation; avoiding the need to use a foundation will make it possible to make a portable vibration test bench suitable for operation in field conditions.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в электродинамических вибростендах, применяемых для калибровки датчиков относительного виброперемещения.The invention relates to vibration technology and can be used in electrodynamic vibration stands used to calibrate relative vibration displacement sensors.

Известен электродинамический возбудитель (SU 1222322 A1, 1986) содержащий замкнутый шихтованный сердечник с центральным и боковыми стержнями, короткозамкнутый подвижный элемент, установленный в зазоре между центральным стержнем и полюсными наконечниками, и неподвижно установленные на сердечнике вне воздушного зазора согласно включенные обмотки возбуждения переменного тока, а также встречно включенные обмотки подмагничивания.An electrodynamic exciter is known (SU 1222322 A1, 1986) containing a closed laminated core with central and lateral rods, a short-circuited movable element installed in the gap between the central rod and the pole pieces, and alternating current excitation windings fixedly installed on the core outside the air gap, connected in accordance with each other, as well as oppositely connected magnetization windings.

Известен электродинамический вибростенд (RU 50 303 U1, 2005) содержащий магнитопровод, образованный постоянным магнитом, полюсными наконечниками и керном, подвижную систему, включающую катушки возбуждения, размещенные в рабочем зазоре и жестко связанные переходником с виброплатформой, подвеску подвижной системы, выполненную в виде мембран или торсионов, отличающийся тем, что в качестве переходника между катушками возбуждения и виброплатформой использован керн магнитопровода, на котором закреплены катушки возбуждения, при этом керн установлен симметрично относительно мембран или торсионов подвески и жестко соединен с ними.An electrodynamic vibration stand is known (RU 50 303 U1, 2005) containing a magnetic circuit formed by a permanent magnet, pole pieces and a core, a movable system including excitation coils placed in a working gap and rigidly connected by an adapter to a vibration platform, a suspension of the movable system made in the form of membranes or torsions, characterized in that the core of the magnetic circuit, on which the excitation coils are fixed, is used as an adapter between the excitation coils and the vibration platform, wherein the core is installed symmetrically relative to the membranes or torsions of the suspension and rigidly connected to them.

Недостатком данных устройств является то, что для калибровки датчиков относительной вибрации, для которых важно воспроизводимость относительного перемещения вибростола и датчика, необходимо корпус вибростенда закреплять на массивном жестком фундаменте, что исключает применение в полевых условиях.The disadvantage of these devices is that in order to calibrate the relative vibration sensors, for which the reproducibility of the relative movement of the vibration table and the sensor is important, it is necessary to secure the vibration table body to a massive rigid foundation, which excludes use in field conditions.

Известен также способ, выбранный в качестве прототипа (Патент US № 9689453B2, 2017), в котором для предложено для снижения вибрации позиционирующей системы включать в состав системы активный поглотитель вибрации, содержащий инертную массу приводимую в контролируемое движение в соответствии с профилем выполняемой операции так чтоб компенсировать возникающие вибрации.Also known is a method selected as a prototype (US Patent No. 9689453B2, 2017), in which it is proposed to include in the system an active vibration absorber containing an inert mass set in controlled motion in accordance with the profile of the operation being performed in order to compensate for the vibrations that arise in order to reduce the vibration of the positioning system.

Недостатком известного способа является то, что он предназначен для снижения вибрации в устройствах, имеющих движущиеся части и требует для реализации знания профиля перемещения в течении цикла работы. Способ предназначен для использования в позиционирующих системах в полупроводниковой промышленности не адаптирован для использования в вибростендах.The disadvantage of the known method is that it is intended to reduce vibration in devices with moving parts and requires knowledge of the profile of movement during the work cycle for implementation. The method is intended for use in positioning systems in the semiconductor industry and is not adapted for use in vibration stands.

Задачей, решаемой изобретением, является снижение амплитуды вибрации корпуса электродинамического вибростенда без применения массивного основания.The problem solved by the invention is to reduce the vibration amplitude of the body of an electrodynamic vibration stand without using a massive base.

Технический результат заключается в получении возможности воспроизводить относительные перемещения вибростола и калибруемого датчика относительного виброперемещения без закрепления корпуса вибростенда на массивном основании.The technical result consists in obtaining the ability to reproduce the relative movements of the vibration table and the calibrated relative vibration displacement sensor without fixing the vibration table body to a massive base.

Указанный технический результат достигается тем, что в общем корпусе вибростенда помещаются два вибростола выполненные идентичным образом с равными массами и одинаковыми упругими элементами подвеса, но двигающиеся в противоположных направлениях, рабочий и уравновешивающий. При этом на рабочем столе располагается датчик сравнения, используемый для задания величины перемещений рабочего вибростола, на корпусе вибростенда располагается виброакселерометр контроля. Катушка уравновешивающего вибростола питается от того же задающего генератора, что и рабочего через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления в диапазоне 0,9-1,1. После установления заданной амплитуды колебаний рабочего вибростола, оператор путем изменения коэффициента усиления усилителя добивается минимальных колебаний корпуса вибростенда, контролируя их величину по показаниям виброакселерометра контроля.The specified technical result is achieved by the fact that in the common body of the vibration stand there are two vibration tables made identically with equal masses and identical elastic suspension elements, but moving in opposite directions, the working and balancing. In this case, on the working table there is a comparison sensor used to set the magnitude of the movements of the working vibration table, on the body of the vibration stand there is a vibration accelerometer for monitoring. The coil of the balancing vibration table is fed from the same master oscillator as the working one through an amplifier with an adjustable gain in the range of 0.9-1.1. After establishing the specified amplitude of oscillations of the working vibration table, the operator, by changing the gain of the amplifier, achieves minimal oscillations of the vibration stand body, monitoring their magnitude according to the readings of the vibration accelerometer for monitoring.

На фиг.1 показан разрез устройства, реализующего способ динамического гашения колебаний корпуса вибростенда. На фиг.2 показана блок-схема контрольно-измерительного оборудования.Fig. 1 shows a section of the device implementing the method of dynamic damping of vibrations of the vibration stand housing. Fig. 2 shows a block diagram of the control and measuring equipment.

Устройство, в общем корпусе 4, содержит два вибростола рабочий 1 с датчиком сравнения 2, и уравновешивающий 7 с грузом 8, электромагнитные катушки столов 3 и 6 размещенные в рабочих зазорах магнитного сердечника образованным корпусом, к корпусу вибростенда жестко прикреплен виброакселерометр контроля 5. Испытуемый датчик 9 размещается над рабочим столом. Генератор 10 питает катушку рабочего стола током синусоидальной формы, кроме того сигнал с него полается на вход регулируемого усилителя 11, с выхода которого запитана катушка уравновешивающего стола.The device, in a common housing 4, contains two vibration tables, a working one 1 with a comparison sensor 2, and a balancing one 7 with a load 8, electromagnetic coils of tables 3 and 6 placed in the working gaps of the magnetic core formed by the housing, a vibration accelerometer of control 5 is rigidly attached to the housing of the vibration stand. The tested sensor 9 is placed above the working table. The generator 10 feeds the coil of the working table with a current of a sinusoidal shape, in addition, the signal from it is sent to the input of the adjustable amplifier 11, from the output of which the coil of the balancing table is fed.

Способ осуществляется следующим способом. Выход генератора 10, представляющий собой напряжение синусоидальной формы, подается на электродинамическую систему рабочего стола, одновременно через усилитель 11 напряжение подается на электродинамическую систему уравновешивающего стола, катушки 3 и 6. Продольные колебаний рабочего и уравновешивающего стола и электромагнитные силы от системы возбуждения колебаний, действующие на корпус вибростенда в любой момент времени в силу симметрии конструкции направлены в противоположные стороны и в идеальном случае уравновешивают друг друга при коэффициенте усиления усилителя 11 равном 1. Для компенсации отклонений оператор, пользуясь показаниями виброакселерометра 5 изменяя коэффициент усиления усилителя 11 добивается минимальных колебаний корпуса вибростенда, что позволяет отказаться от установки жесткого фундамента для крепления вибростенда при калибровке или поверке датчиков относительной вибрации.The method is implemented in the following way. The output of the generator 10, which is a sinusoidal voltage, is fed to the electrodynamic system of the working table, while the voltage is simultaneously fed through the amplifier 11 to the electrodynamic system of the balancing table, coils 3 and 6. The longitudinal oscillations of the working and balancing table and the electromagnetic forces from the oscillation excitation system acting on the body of the vibration table at any time due to the symmetry of the structure are directed in opposite directions and, in the ideal case, balance each other with the gain of the amplifier 11 equal to 1. To compensate for deviations, the operator, using the readings of the vibration accelerometer 5 by changing the gain of the amplifier 11, achieves minimal vibrations of the vibration table body, which makes it possible to avoid installing a rigid foundation for fastening the vibration table during calibration or verification of relative vibration sensors.

Способ был проведен на макете, авторам удалось добиться снижения вибрации корпуса вибростенда до 1% от первоначальной при работе в диапазоне частот колебаний 10-400 Гц.The method was carried out on a model, and the authors managed to reduce the vibration of the vibration stand body to 1% of the original when operating in the vibration frequency range of 10-400 Hz.

Claims

A method for dynamically damping vibrations of a vibration stand, characterized in that in addition to the working vibration table, a balancing vibration table is installed coaxially in the common housing, identical to the working table in suspension and mass and moving in antiphase to the working table.