[其他]自适应共振方法及其系统

说明书

自适应共振方法及其系统提供了一个新颖的实现共振的方法，和使用该方法的既简单又灵敏的共振系统产生与自振频率、相位总是同步的激振力，在任意工作频率下都处于共振状态。工作平稳可靠，适用范围广，可用于共振式清洗机和共振式疲劳试验机，也可用于共振式传输机械、共振式去毛刺机、共振式粉碎机及选矿用共振筛等大型振动机械，大大提高了工作效率、节约能源，功率消耗为一般同类振动机械的１／４－１／３，是一项新颖的共振技术。

本发明属于机械振动。

一般的振动机械要获得共振，多是采用非线性弹性元件以加宽共振频带（称为亚共振）来实现，但其共振频率范围仍是有限的，一旦工作频率超过该范围，共振就消失，或工作不稳定，而且亚共振的振幅明显地低于共振振幅。另一种方法是采用某种调整装置，使得激振频率符合振动系统的频率而达到保持共振的目的。经初步检索各国专利及文献资料，查阅到日本昭46-2951专利“自调整共振装置”就是一个典型的例子，该发明通过称为移相器的装置接受变量器检测的信号，并响应称为相位控制装置的控制信号而使检测到的信号变化，再经放大器，控制在水力用动力高压管和驱动液缸之间的控制阀，从而由检出信号的相位和阀使得加在液缸上的驱动力相位一致。当电路中增益（振幅）小振动不能持续时，则要开动启动发生器，获得充分大的输出信号以维持振动，这种装置虽可以达到维持共振的目的，但其结构复杂，电器控制和调整装置环节多，容易失调，而且液压驱动响应慢，产生误差。

本发明的目的是提供一个新颖的自适应共振方法，和直接使用该方法的既简单又灵敏的自适应共振系统，激振力的频率、相位就是自振频率、相位、永远同步，任意工作频率下都处于共振状态。

图1是自适应共振方法及其系统原理图，图2是自适应共振清洗机的示意图。图3是自适应共振曲轴疲劳试验机。图中1为工作质量，2为振动元件弹簧，3为信号检测器，4为限幅机构，5为信号选择器，6、7为电子开关，8、9为电磁激振器，10为可调触点，11为隔离网，12为循环管线，13为开关控制阀，14为离心式滤清器，15为循环泵，16为清洗槽。

本发明所提供的方法是通过信号检测器获得并输出振动信号，经半波信号分配获得正半波和负半波信号，限幅后再经开关将信号放大，通过电磁激振器产生正、反运动方向的激振力给系统补充能量。该激振力由于来源于工作振动系统本身的振动信号，频率、相位和工作系统完全相同，迭加后获得所需的共振状态。本发明所提供的自适应共振系统的机构包括有信号检测器，发明中使用的是感应式速度传感器。并由限幅机构、信号选择器、电子开关和电磁激振器组成，限幅机构位置靠近工作质量上的可调触点并保持一限定在不超过所需工作振幅大小的距离，分别与信号检测器及信号选择器相联，可以是一个常闭开关。信号选择器可以利用正、负半波分配获得正、反向信号。参照图1，当振动元件弹簧2和工作质量上所组成的振动系统振动时，信号检测器3获得振动信号，经限幅机构4限幅后，信号选择器5将振动状态的正、负信号选择输入到电子开关6、7，电子开关将信号放大同时将能量供给安装在工作件质量两边并保持一定距离的电磁激振器8、9产生与振动系统完全同步的吸力，即激振力，与原自振运动迭加获得共振状态。一旦振动系统的振幅超过规定限值，则由安装在工作件质量上的可调触点10将限幅机构4的常闭触点断开，电磁激振器8、9因无能量输入而停止工作，此时激振力消失，由于振动系统阻尼的作用振幅逐渐减小，达到限幅的效果，当振幅减小到规定限值时，限幅机构4仍回到接通电路的位置，电流继续通过，继续产生激振力。这样，由于限幅机构的时断时通可以准确灵敏地使振动系统总是限制在规定振幅限定值工作。限幅机构4与可调触点10之间静止状态时的限定距离应小于振动体工作质量1与电磁激振器8、9之间的安装距离。

自适应共振系统的特点是在任意工作频率下都处于共振状态工作信号检测器获得的振动系统的振动信号，也就是执行机构激振器的工作指挥信号，因此具有天然同步共振的特征。方法新颖，实施手段简单、直接，它无需调整环节。因此，不但成本低，而且由于采用了电子开关和电磁激振器，频率响应好、灵敏度高，由于采用了限幅机构使工作平稳、可靠。自适应共振系统是一项简单有效的节能装置。适用范围广，它可以在各种振动机械上加上信号检测器、限幅机构、信号选择器，电子开关和电磁激振器，就会产生与自振系统同步的激振力获得新的共振系统，从而大幅度地提高效率，使得众所周知的共振系统节约能量的特点得以充分发挥。