1
УДК 543.271;533.5.08
Демпфер на основе магнитореологического
эластомера для активной виброизоляции
нанотехнологичекого оборудования
© В.П. Михайлов, И.К. Зобов, А.С. Селиваненко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Приведена оценка демпфирующих свойств магнитореологических (МР) эласто-
меров в условиях воздействия на них магнитного поля. Представлены анализ си-
стемы полуактивной виброизоляции и возможность регулировки вязко-упругих
свойств демпфера. Исследована эффективность поглощения энергии колебаний
МР-эластомерами с использованием полученных зависимостей механического ги-
стерезиса. Представлены результаты экспериментальных исследований активного
МР-демпфера на основе МР-эластомера. Показана возможность регулировки коэф-
фициента передачи и жесткости в полуактивном режиме работы МР-демпфера.
Получена зависимость индукции от напряженности магнитного поля в рабочем
зазоре МР-демпфера. Показано использование ПИД регулирования, которое позво-
ляет увеличить точность позиционирования и плавность перемещения, уменьшить
время переходного процесса.
Ключевые слова:
магнитореологические эластомеры, активное демпфирование, ги-
стерезис, вязкость, упругость, точные виброизолирующие системы.
При реализации прецизионных процессов в нанотехнологическом и
исследовательском оборудовании (в установках групповой и нанолокаль-
ной обработки полупроводниковых подложек оптическими, ионными,
электронными или рентгеновскими пучками, в сканирующих зондовых
микроскопах, в оборудовании адаптивной оптики и др.) зачастую требу-
ется изолировать объект от внешних вибраций [1–4]. Вибрации межэтаж-
ных перекрытий, на которых устанавливается прецизионное оборудова-
ние, имеют, как правило, широкий спектр частот [5]. Наиболее интенсив-
ные колебания перекрытий в цехах машиностроительных предприятий
происходят на частотах от 4 до 30 Гц. При этом амплитуда колебаний
в вертикальном направлении составляет от 2 до 3 мкм, в горизонталь-
ном — от 1,8 до 2 мкм. Максимальные колебания перекрытий в лабора-
ториях исследовательских корпусов на высоких этажах происходят на
частотах от 10 до 20 Гц с амплитудой колебаний в вертикальном направ-
лении от 4 до 4,7 мкм, в горизонтальном — от 3 до 3,5 мкм [5].
В настоящее время применяются различные типы виброизолирую-
щих устройств: пьезоэлектрические, электромагнитные, гидравличе-
ские, пневматические и т. д. Кроме того, они могут быть пассивные и
