EA201401061A1 20150227 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2015\PDF/201401061 Полный текст описания [**] EA201401061 20130326 Регистрационный номер и дата заявки ITMI2012A000476 20120326 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок IB2013/052386 Номер международной заявки (PCT) WO2013/144831 20131003 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [pdf] eaa21502 Номер бюллетеня [**] СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА Название документа [8] F15B 21/00 Индексы МПК [IT] Де Лука Андреа, [IT] Вергано Карло, [IT] Дель Тедеско Стефано, [IT] Тоноли Андреа, [IT] Пристера Кармине, [IT] Амати Никола Сведения об авторах [IT] ДАНИЕЛИ И КО ОФФИЧИНЕ МЕККАНИКЕ С.П.А. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201401061a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Система демпфирования колебаний с гидравлическим приводом, в частности для прокатных станов, которая содержит по меньшей мере один гидравлический привод (1) с подвижным элементом (11), соответствующий гидравлический контур (2) подачи и гидравлические устройства (3) демпфирования силы колебаний, действующей на подвижный элемент (11) гидравлического привода (1); причем для обеспечения демпфирования силы колебаний данные устройства (3) демпфирования соединены с гидравлическим контуром (2). Устройства (3) демпфирования включают в себя двухкамерный цилиндр (31) с первой камерой (34), гидравлически соединенной с гидравлическим контуром (2), и подвижным элементом (35), соединенным с электрическим элементом (32) демпфирования, при этом первая камера (34) также гидравлически соединена и сообщается со второй камерой (33) двухкамерного цилиндра (31) через откалиброванную трубку (36).


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Система демпфирования колебаний с гидравлическим приводом, в частности для прокатных станов, которая содержит по меньшей мере один гидравлический привод (1) с подвижным элементом (11), соответствующий гидравлический контур (2) подачи и гидравлические устройства (3) демпфирования силы колебаний, действующей на подвижный элемент (11) гидравлического привода (1); причем для обеспечения демпфирования силы колебаний данные устройства (3) демпфирования соединены с гидравлическим контуром (2). Устройства (3) демпфирования включают в себя двухкамерный цилиндр (31) с первой камерой (34), гидравлически соединенной с гидравлическим контуром (2), и подвижным элементом (35), соединенным с электрическим элементом (32) демпфирования, при этом первая камера (34) также гидравлически соединена и сообщается со второй камерой (33) двухкамерного цилиндра (31) через откалиброванную трубку (36).


Описание изобретения СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе демпфирования с помощью гидравлического привода.
Предшествующий уровень техники
Известно мало систем демпфирования колебаний с электромагнитными или пьезоэлектрическими приводами, использующими для передачи усилия гидравлическую систему, которые можно было бы применять в механических устройствах или системах. Электростатические системы (основанные на регулировке нагрузки с помощью электромагнитных приводов, которые используют гидравлический контур в качестве системы передачи движения) используют, в основном, в авиационной технике для систем управления полетом. В подобных системах необходимо обеспечить подачу электропитания, в связи с чем первичный источник питания обычно представляет собой вращающуюся машину (электродвигатель, соединенный с гидравлическим насосом). Недавно было предложено адаптировать описанную выше систему, используемую в авиационной промышленности, для применения в качестве системы привода в оснастке (прессах, пуансонах) металлообрабатывающих станков, в качестве системы привода в судостроительной промышленности и в качестве устройств подачи питания на испытательных стендах для определения динамических характеристик. Развитие подобных вариантов применения подтверждено в научных статьях на данную тему.
Сущность изобретения
Основной целью настоящего изобретения является создание альтернативной системы демпфирования, позволяющей усовершенствовать известные системы и снизить их сложность.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание системы демпфирования колебаний, которая сможет эффективно работать даже при очень высоких уровнях давления.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание системы демпфирования, которая будет оставаться неактивной при частотах ниже заранее заданной критической частоты и начинать работать при колебаниях с частотой выше указанной критической частоты, что позволит обеспечить демпфирование в заранее заданных диапазонах частот.
Данные цели могут быть достигнуты за счет использования системы демпфирования колебаний с гидравлическим приводом, которая содержит
- по меньшей мере один гидравлический привод с подвижным элементом,
- соответствующий гидравлический контур подачи, и
- гидравлические устройства демпфирования силы колебаний, действующей на подвижный элемент гидравлического привода; при этом для обеспечения демпфирования силы колебаний указанные устройства демпфирования соединены с гидравлическим контуром,
причем устройства демпфирования включают в себя двухкамерный цилиндр, имеющий первую камеру, гидравлически соединенную с указанным гидравлическим контуром, и подвижный элемент, соединенный с электрическим элементом демпфирования, при этом первая камера также гидравлически соединена и сообщается со второй камерой двухкамерного цилиндра через откалиброванную трубку
В предпочтительном варианте откалиброванные трубки работают в качестве фильтра низких частот, пропускающего рабочие частоты гидравлического привода и обеспечивающего демпфирование силы колебаний.
В системе демпфирования колебаний в соответствии с настоящим изобретением используется по меньшей мере один гидравлический
поршень с двухкамерным цилиндром, причем одна из камер соединена и сообщается с контуром подачи гидравлического привода.
Данная конфигурация аналогична системе с двумя однокамерными цилиндрами, в которой подвижные элементы соединяются друг с другом вместо того, чтобы образовывать двухкамерный цилиндр.
Демпфирование и/или привод гидравлического поршня в двухкамерном цилиндре обеспечивают за счет активного или пассивного электрического и/или магнитного компонента.
Такой электрический компонент представляет собой пьезоэлектрический привод, который может быть предварительно нагружен в соответствии с различными технологиями, представляющими собой варианты реализации настоящего изобретения.
Указанная предварительная нагрузка позволит системе, соответствующей настоящему изобретению, работать при заданной частоте и не влиять на работу приводов, соединенных с тем же гидравлическим контуром управления, но работающих с частотой ниже заранее заданной частоты.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание прокатного стана, который содержит систему демпфирования колебаний в соответствии с настоящим изобретением.
Также заявлен способ определения критической частоты откалиброванной трубки.
Перечень фигур чертежей
Дополнительные отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидны после ознакомления с подробным описанием предпочтительных, но не исключающих, вариантов реализации системы демпфирования колебаний с гидравлическим приводом, представленных в качестве неограничивающего примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематически изображена система демпфирования с
устройством демпфирования, соответствующая настоящему изобретению;
на фиг. 2 показано увеличенное изображение части устройства демпфирования по фиг. 1;
на фиг. 3-7 показаны варианты части устройства демпфирования по фиг. 2;
на фиг. 8 показан график передаточной функции для компонента системы демпфирования, изображенного на предыдущих фигурах, который демонстрирует изменение размерного параметра данного компонента;
на фиг. 9 схематически изображена система демпфирования для опорных подшипников клети прокатного стана;
на фиг. 10 показано продольное сечение варианта реализации устройства демпфирования в соответствии с изобретением.
Одинаковыми ссылочными позициями на фигурах обозначены одинаковые элементы или компоненты.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 схематически показана система демпфирования колебаний, соответствующая настоящему изобретению. Указанная система содержит гидравлический привод 1 с подвижным элементом 11, например, привод одностороннего действия, управляемый с помощью соответствующего гидравлического контура 2 (показан частично) и гидравлического устройства 3 демпфирования, также соединенного, например, с помощью отвода 21, с гидравлическим контуром 2.
Гидравлический привод 1 толкает объект 4, находящийся под действием колебаний, в направлении толкания гидравлического привода 1, при этом настоящее решение обеспечивает демпфирование данных колебаний.
Кроме того, к объекту 4 может быть подключен датчик 5 смещения, скорости и/или ускорения, сигналы от которого поступают на электронный блок 6 управления, управляющий гидравлическим устройством 3 демпфирования. Вместо датчика 5 может быть использован датчик
давления, обычно располагаемый в гидравлическом контуре 2.
Гидравлическое устройство 3 демпфирования содержит по меньшей мере один гидравлический элемент 31 и один электрический элемент 32 демпфирования.
Гидравлический элемент 31, схематически изображенный на фиг. 2, содержит гидроцилиндр 37 по меньшей мере с двумя камерами 33 и 34, между которыми перемещается поршень 35, соединенный с электрическим элементом 32 демпфирования.
Камеры 33 и 34 сообщаются друг с другом через трубку 36.
Такая трубка имеет откалиброванное сечение и в данном описании для ее обозначения используются термины "перепускная трубка" и "разделительная трубка".
На большинстве фигур указанная трубка изображена снаружи гидроцилиндра гидравлического элемента 31, однако может быть встроена в наружную стенку самого цилиндра или находиться в самом поршне 35, как показано на фиг. 7.
В зависимости от диапазона частот, в котором устройство демпфирования должно работать, и от силы, которую должен создавать электрический элемент 32 демпфирования, данный элемент демпфирования может содержать пьезоэлектрический привод или магнитострикционный (электромагнитный) привод. Таким образом, как будет описано ниже, может быть использован любой электрический привод: активный, пассивный или полуактивный.
Например, в активной конфигурации привод получает электрическую энергию и управляется электронным блоком 6 управления в соответствии с сигналами, принимаемыми от датчика 5.
В полуактивной конфигурации электрический элемент 32 демпфирования представляет собой электромагнитный демпфер, в котором электрические параметры регулируются электронным блоком 6 управления в виде функции зависимости от необходимой величины демпфирования. В
данной конфигурации использование блока питания в блоке 6 управления для привода электрического элемента демпфирования 32 не требуется.
В пассивной конфигурации электрический элемент 32 демпфирования содержит электромагнитный демпфер, электрические параметры которого являются постоянными. Соответственно, в данном случае не используется ни электронный блок 6 управления, ни датчик 5.
Силы, частота которых ниже заранее заданной калибровочной частоты перепускной трубки 36, передаются на поршень 35 через гидравлический контур 2 и напрямую в камеру 34, а также в обход через перепускную трубку 36 в камеру 33; в данном случае перепускная трубка работает как обычный проточный канал и устанавливает одинаковое давление в обеих камерах 33 и 34. В данном случае электронный блок 6 управления не передает команды на электрический элемент 32 демпфирования из-за того, что частоты ниже критической частоты, только при превышении которой нужно выполнять корректирующие действия.
В качестве примера данные силы могут представлять собой перемещение гидравлического привода 1 или медленные колебания, которые во всех случаях могут быть скомпенсированы с помощью того же гидравлического привода 1.
При возникновении сил, превышающих заранее заданное значение, электронный блок 6 управления включает электрический элемент 32 демпфирования, чтобы компенсировать данные силы. В результате в гидравлическом контуре 2 возникают скачки давления с частотой выше калибровочного значения частоты для перепускной трубки 36, при этом данные скачки не передаются в камеру 33 из-за того, что перепускная трубка работает в качестве фильтра и не позволяет установить одинаковое давление в камерах 33 и 34.
Аналогично высоким частотам включение гидравлической системы управления приводом 1, который работает с частотой ниже калибровочной частоты разделительной трубки, также не создает скачки давления,
которые могли бы повлиять на работу устройства демпфирования и создать дополнительные нагрузки на устройство 3 демпфирования в камере 33. Следовательно, система демпфирования не выполняет ответные действия, оставаясь неактивной при частотах ниже критической частоты разделительной трубки или перепускной трубки.
Критическая фильтрующая частота для разделительной трубки может быть выбрана соответствующим образом.
Блок 6 управления обрабатывает данные и определяет, когда и как нужно скорректировать работу электрического элемента 32 демпфирования для обеспечения демпфирования для гидравлического привода 1.
При частотах, превышающих критическую частоту для разделительной трубки, блок 6 управления посылает сигнал напряжения, включающий электрический элемент 32 демпфирования.
В предпочтительном варианте такой электрический элемент 32 демпфирования содержит пьезоэлектрический привод. В настоящем документе описание будет приведено со ссылкой на пьезоэлектрический привод, но это не ограничивает возможность применения других устройств.
Пьезоэлектрический привод 32 выдвигается либо втягивается, перемещая поршень 35 и создавая положительные или отрицательные скачки давления, которые также распространяются с частотой, превышающей критическую частоту в камере 34, напрямую соединенной и сообщающейся с гидравлическим контуром 2. Амплитуда и длительность таких скачков давления зависят от амплитуды и частоты сигналов управления от блока 6 управления, приводящего пьезоэлектрический привод 32 в движение.
В соответствии с калибровкой разделительная трубка 36 работает как фильтр, предотвращающий "запирание" скачков давления, создаваемых поршнем 35, в камере 33, что позволяет скомпенсировать давление в данной области. Такие скачки давления распространяются по контуру 2 к
гидравлическому приводу 1, чтобы компенсировать силу, влияющую на работу электронного блока 6 управления.
Соответственно, объект 4 выдерживает воздействие механических напряжений с частотой, превышающей указанное выше калибровочное значение частоты (так называемую критическую частоту) для разделительной трубки и блока управления.
Амплитуда скачков давления, которые действуют на гидравлический привод 1, зависит от динамических характеристик всей гидравлической и механической системы.
В предпочтительном варианте использование перепускной трубки 36 позволяет устройству 3 демпфирования работать при очень высоких давлениях без повреждения пьезоэлектрического привода 32. Это связано с тем, что поршень 35 постоянно компенсирует воздействие сил с частотой, равной нулю или меньшей по сравнению с критической частотой.
В предпочтительном варианте при обнаружении воздействия на работу пьезоэлектрического привода 32 он активируется таким образом, чтобы компенсировать только скачки давления, определяемые силой колебаний, которые действуют на объект или создаются объектом для поршня 35, и не зависящие от давления среды внутри гидравлического контура 2, что позволяет обеспечить высокую эффективность системы демпфирования.
Пьезоэлектрический привод может быть установлен снаружи гидравлического элемента 31 устройства 3 демпфирования, как показано на фиг. 1, 5 и 6, или внутри, как показано на фиг. 3, 4-7. Он может быть установлен в любой из камер 33 и 34.
В предпочтительном варианте рабочая область, соответствующая объему камеры 34, меньше, чем объем камеры 33. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения (не показан) привод 32 может быть установлен в камере 34. В предпочтительном варианте объем камеры 34 является минимально возможным. В данном случае
перемещения поршня 35 будут сильнее влиять на изменение давления в гидравлическом контуре 2 для компенсации колебаний. В качестве альтернативы в предпочтительном варианте объем камеры 33 является максимально возможным, что позволяет обеспечить меньшую силу реакции камеры во время использования поршня 35. Таким образом, камера 33 обеспечивает рассеивание лишь минимальной части энергии, создаваемой приводом 32, при этом большая ее часть преобразуется в скачки давления, передаваемые в гидравлический контур 2. Все вместе это позволяет значительно увеличить эффективность системы демпфирования.
Соотношение между размерами камер предпочтительно должно быть равно по меньшей мере 10.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения такой пьезоэлектрический привод может быть предварительно нагружен при помощи различных технологий, соответствующих разным вариантам реализации изобретения. Данный подход особенно эффективен при использовании пьезоэлектрического привода, поскольку для обеспечения оптимальной производительности такие приводы требуют предварительного сжатия.
В соответствии с первым вариантом предварительную нагрузку пьезоэлектрического привода 32 создают за счет разных граней поршня 35, направленных к камерам 33 и 34. В соответствии со вторым вариантом предварительная нагрузка может быть создана при помощи предварительно нагруженной пружины. Третий вариант является сочетанием первых двух вариантов.
В частности, на фиг. 3 показано, что пьезоэлектрический привод 32 вставлен в камеру 33. Грани 35А и 35В поршня, направленные к двум камерам 34 и 33 соответственно, являются одинаковыми, при этом объем камеры 34 меньше объема камеры 33.
На фиг. 4 показан вариант, в котором не только объем камеры 34 меньше объема камеры 33, но и грань 35А поршня, направленная в сторону
камеры 34, больше грани 35В, направленной в сторону камеры 33.
В вариантах по фиг. 5 и 6 грань 35В, направленная в сторону камеры 33, также меньше грани 35А, направленной в сторону камеры 34.
Грани 35А и 35В являются одинаковыми активными гранями узла "поршень-цилиндр".
На фиг. 5 показано, что пьезоэлектрический привод расположен снаружи камеры 33 и что используется предварительно нагруженная пружина 9, например, вставленная в камеру 34 и проходящая между стенкой или зазором в стенке и гранью 35А поршня. Наличие предварительно нагруженной пружины 9 не зависит от разницы между размерами граней 35А и 35В.
На фиг. 5А представлен дополнительный вариант, соответствующий фиг. 5. Откалиброванная трубка 36 представляет собой канал внутри узла "цилиндр-поршень". В соответствии с предпочтительным вариантом такой канал расположен в боковой части узла (см. фиг. 5А). В соответствии с другим предпочтительным вариантом (не показан) канал проходит по всему периметру (окружности) подвижного элемента.
Особенность, в соответствии с которой трубка 34 формируется с помощью самого узла "цилиндр-поршень", может быть объединена с любым вариантом, описанным в настоящем документе. Следовательно, в данном контексте слова "трубка" и "канал" являются взаимозаменяемыми.
Что касается фиг. 6, в отличие от фиг. 5 в данном случае предварительная нагрузка создается только за счет разных размеров граней 35А и 35В поршня 35.
На фиг. 7 привод 32 установлен в специальной полости в поршне 35. В поршне 35 также установлена разделительная трубка 36. Предварительная нагрузка, действующая на привод, может быть достигнута за счет разных граней 35А и 35В поршня 35. Для данного варианта выбран пьезоэлектрический привод 32, поскольку данные устройства отличаются высокой плотностью силы и близкой корреляцией
их размеров с размерами привода.
На фиг. 8 показан график соотношений давлений в двух камерах 33 и 34 гидравлического элемента в устройстве демпфирования. Данное соотношение между двумя значениями давления зависит от динамических характеристик разделительной трубки 36, определяемых геометрическими параметрами (в основном, длиной и диаметром). Главным образом, такие динамические характеристики определяются собственной частотой или резонансным пиком. На фиг. 8 показана передаточная функция разделительной трубки при изменении геометрических параметров разделительной трубки, в частности, отношения длины к квадрату диаметра разделительной трубки.
При увеличении данного соотношения передаточная функция смещается влево, то есть в сторону меньших частот. Изображено четыре графика передаточных функций с резонансными частотами, равными 40, 20, 2 и 1 Гц.
Каждый график передаточной функции иллюстрирует скачкообразное изменение параметра, при этом при частотах ниже уровня резонанса значения давлений в двух камерах 33 и 34 эквивалентны (когда соотношение на оси абсцисс равно 10°=1), а для давлений выше резонансной частоты данное соотношение резко снижается и стабилизируется в значении 1/50. Данная модель может быть легко сопоставлена с изменением характеристик фильтра низких частот разделительной трубки 36. Между двумя плоскими участками функция имеет небольшой переход, представленный в данном случае в виде двух выступов: если двигаться слева направо, то первый выступ направлен вверх, а второй выступ вниз.
Как описано выше, длина и диаметр разделительной трубки определяют уровень резонансной частоты, то есть пороговое значение частоты, при превышении которого не обеспечивается выравнивание давлений в двух камерах 33 и 34 цилиндра 37 гидравлического элемента
31, то есть исключается прохождение скачков давления, образующихся при изменении работы пьезоэлектрического привода.
Основным параметром является соотношение между длиной перепускной трубки и ее диаметром в квадрате: 1/d . На фиг. 8 также показано, что разделительная трубка может постепенно отфильтровывать низкие частоты по мере увеличения значения данного параметра. Следовательно, определив данное соотношение в соответствии с заранее заданной критической частотой, можно узнать характеристики фильтра низких частот разделительной трубки.
Различные варианты применения содержат предпочтительный вариант реализации в гидравлическом контуре клети прокатного стана холодной прокатки для стальных полос. Данный тип клетей прокатного стана, как и все механические компоненты, имеет собственные резонансные частоты. Колебания могут возникать при возникновении сил, вызванных износом, трением, приданием формы стальной полосе и так далее, частота которых близка или совпадает с собственными резонансными частотами. Это может происходить при перемещении валков в направлении, перпендикулярном направлению прокатки, то есть в вертикальном направлении, и достигать неконтролируемых амплитуд, не подходящих для прокатки. Данные колебания известны как "высокочастотные колебания", и они могут привести к дефектам поверхности, например, к образованию светлых/ темных пятен на полосе или изменениям толщины, в результате чего прокатная лента будет отбракована, при этом образование указанных дефектов зависит от колебаний клети прокатного стана.
Известно, что следует избегать создания резонансных частот, поэтому для решения подобных проблем в клети прокатного стана может быть использовать устройство, описанное в настоящем документе. В данном случае система демпфирования колебаний в соответствии с изобретением, предназначена для демпфирования колебаний с частотами
выше 100 Гц; с этой целью устанавливают электрический привод 32, приспособленный для работы при данных частотах и включаемый на основании измеренных значений от акселерометра 5, расположенного на опорных подшипниках 20 валка (валков) 1, Г, 1", Г" клети прокатного стана. В данном случае указана критическая частота, равная 100 Гц, поскольку сервоклапан, контролирующий давление в камерах гидравлических гибочных цилиндров 1-Г", не работает при частотах выше 50 Гц для достижения необходимой упругой деформации валков. Безусловно, такое значение может быть другим в зависимости от конкретного случая. Следовательно, выбор значения 100 Гц в качестве критической рабочей частоты системы демпфирования гарантирует отсутствие взаимного влияния между системой демпфирования и системой управления упругой деформацией валков.
Как показано на фиг. 9, количество устройств 3 демпфирования, равное количеству поршней гибочной системы, является достаточным для данного типа применения. Чтобы активно демпфировать колебания клети прокатного стана, обычно используют восемь поршней 1 и восемь демпфирующих цилиндров 3. Датчик 5 и блок 6 управления могут совместно использоваться двумя или большим количеством устройств 3 демпфирования для управления соответствующими электрическими демпферами 32.
По иллюстративному варианту реализации система демпфирования колебаний содержит пьезоэлектрический привод 132 и демпфирующий цилиндр 131с разделительной трубкой 136, как показано на фиг. 10.
При низких частотах разделительная трубка 136 работает как стандартная соединительная трубка (перепускная трубка) и позволяет уравнивать давление в двух камерах, то есть между двумя сторонами 135А и 135В поршня 135 таким образом, чтобы стравливать давление гидравлического контура из пьезоэлектрического привода 132.
Для создания одинаковых сил толкания или втягивания во время
работы системы демпфирования пьезоэлектрический привод 132 предварительно нагружают до уровня, соответствующего половине силы, создаваемой с помощью пакета 138 пружин. Предварительная нагрузка может быть изменена с помощью регулировочных прокладок. Таким образом, можно использовать удлинение пьезоэлектрического привода 132, который обеспечивает смещение поршня 135 в сторону камеры 134 привода, что вызывает рост давления в данной камере и, соответственно, положительный скачок давления, распространяющийся в контуре 12; также можно использовать уменьшение длины 132 пьезоэлектрического привода, который перемещается в направлении толкания пакета 138 пружин, смещает поршень 135 в сторону камеры 133, что приводит к уменьшению давления в камере 134 привода и вызывает отрицательный скачок давления, распространяющийся по контуру 12.
В иллюстративном варианте реализации, представленном на фиг. 10, также предусмотрено наличие шарнирных соединений 141 и 142 на двух концах пьезоэлектрического привода 132, установленных в соответствии с положением оси растяжения-сжатия таким образом, чтобы предотвратить воздействие осевых тяговых нагрузок на пьезоэлектрический привод 132, которые он не может выдержать. На практике шарнирное соединение 142 позволяет пьезоэлектрическому приводу 132 отсоединиться от пакета 138 пружин в момент, когда отрицательный скачок давления доходит до камеры 2а, используя гидроцилиндр 12 таким образом, чтобы поршень 135 смещался в сторону камеры 134.
Пьезоэлектрические приводы включаются под действием электрического напряжения, которое может изменяться, например, от 0 до 1000 В, в зависимости от измеренного напряжения, затем выполняется пропорциональное удлинение, например, в пределах от минимального значения в 0 мкм до максимального значения в 80 мкм. В предпочтительном варианте на пьезоэлектрический привод 132 в исходном положении уже действует среднее напряжение (между минимальным и
максимальным напряжением), то есть 500 В, и следовательно, он может удлиняться или втягиваться на величину, равную половине от максимального значения, то есть 40 мкм. Таким образом, на основании измеренных значений, полученных датчиком 5, блок 6 управления может управлять пьезоэлектрическим приводом 132 за счет увеличения или уменьшения электрического напряжения, в результате чего пьезоэлектрический привод 132 будет удлиняться или втягиваться таким образом, чтобы создавать положительный или отрицательный скачок давления необходимой величины в камере 132.
Представленные компоненты и отличительные особенности различных вариантов реализации могут быть объединены друг с другом без отступления от сущности изобретения.
Формула изобретения
1. Система демпфирования колебаний с гидравлическим приводом, которая содержит:
- по меньшей мере один гидравлический привод (1) с подвижным элементом (11),
- соответствующий гидравлический контур (2) подачи, и
- гидравлические устройства (3) демпфирования силы колебаний, действующей на подвижный элемент (11) гидравлического привода (1); причем указанные устройства (3) демпфирования соединены с гидравлическим контуром (2) для обеспечения демпфирования силы колебаний,
отличающаяся тем, что гидравлические устройства (3) демпфирования включают в себя двухкамерный цилиндр (31), содержащий первую камеру (34, 134), гидравлически соединенную с гидравлическим контуром (2), и подвижный элемент (35, 135), соединенный с электрическим элементом демпфирования (32, 132), при этом первая камера (34, 134) также гидравлически соединена и сообщается со второй камерой (33, 133) двухкамерного цилиндра (31) через откалиброванную трубку или канал (36, 136).
2. Система демпфирования по п. 1, в которой скачок давления в сторону второй камеры (34) проходит или блокируется в соответствии с критической частотой для откалиброванной трубки (36).
3. Система демпфирования по п. 1 или п. 2, в которой указанная первая камера (34) имеет меньший объем по сравнению с объемом указанной второй камеры (33).
4. Система по п. 3, в которой соотношение между объемом первой камеры (34) и объемом второй камеры (33) равно по меньшей мере 10.
5. Система демпфирования по одному из предыдущих пунктов 1-4, в которой подвижный элемент (35) содержит первую грань (35 А), направленную в первую камеру (34), и вторую грань (35В), направленную во
2.
вторую камеру (33), причем поверхность первой грани (35А) больше поверхности второй грани (35В).
6. Система демпфирования по одному из пп. 1-5, в которой электрический элемент (32) демпфирования расположен внутри одной из двух камер (33, 34).
7. Система демпфирования по одному из пп. 1-6, в которой электрическая система (32) демпфирования является пассивной электромагнитной системой.
8. Система демпфирования по п. 7, в которой рабочие параметры электрического элемента (32) демпфирования являются регулируемыми, и система демпфирования дополнительно содержит устройства обработки (6), соединенные с устройствами измерения (5) перемещения и/или скорости и/или ускорения подвижного элемента (11) гидравлического привода (1) и/или давления в гидравлическом контуре (2) с возможностью регулировать указанные рабочие параметры.
9. Система демпфирования по одному из пп. 1-6, в которой электрический элемент (32) демпфирования содержит активный электрический привод, и система демпфирования дополнительно содержит устройства обработки (6), соединенные с устройствами измерения (5) перемещения и/или скорости и/или ускорения подвижного элемента (11) гидравлического привода (1) и/или давления в гидравлическом контуре (2) с возможностью управлять данным активным приводом.
10. Система демпфирования по п. 9, в которой указанный
электрический элемент (32) демпфирования содержит пьезоэлектрический
привод, и в которой засчет разницы между размерами граней (35А, 35В)
обеспечивается возможность создавать определенную предварительную
нагрузку для пьезоэлектрического привода (32).
11. Система демпфирования по п. 9 или п. 10, в которой электрический
элемент (32) демпфирования содержит пьезоэлектрический привод, и в
которой система содержит предварительно нагруженную пружину (9),
действующую на пьезоэлектрический привод (32) для создания определенной предварительной нагрузки.
12. Система демпфирования по п. 8 или п. 9, в которой указанные устройства обработки запрограммированы с возможностью управлять величиной демпфирования, обеспечиваемой электрическим элементом (32) демпфирования, когда устройства измерения (5) обнаруживают частоту колебаний, превышающую критическую частоту.
13. Система демпфирования по одному из предыдущих пунктов, в которой канал (34) установлен в узле, содержащем двухкамерный цилиндр (31) и подвижный элемент (35,135).
14. Система по п. 13, в которой указанный канал расположен в боковой части указанного узла или проходит по всему периметру подвижного элемента (25, 135).
15. Прокатный стан, содержащий по меньшей мере одну клеть и по меньшей мере один гидравлический привод (1) для обеспечения контроля процесса гибки и по меньшей мере одну систему демпфирования в соответствии с одним из пунктов 1-14.
12.
12.
12.
12.
12.
12.
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
Фиг. 5
Фиг. 5
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
Фиг. 7
Фиг. 7
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СИСТЕМА ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ С ПОМОЩЬЮ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА