Устройство для исследования буксования гусеничного транспортного средства

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БУКСОВАНИЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее барабан с навитым на него и связанным с транспортным средством тросом, винтовую пере13 iO Г.,. 8ЙБЛг « 1®Д дачу, связывающую барабан с неподвижным валом с шагом, ранным шагу навивки троса на барабан, и записывающий прибор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей оно снабжено тормозящим электродвигателем с блоком добавочных сопротивлений и делителем напряжения питания, аналоговой машиной , электрически связанной с блоком добавочных сопротивлений и делителем напряжения питания, и двухкоординатными самописцами, связанными элект-/ рически с аналоговой мащиной, при этом тормозящий электродвигатель соединен с барабаном через мультипликатор , а с ведупрм колесом транс (Л портного средства и барабаном связаны тахогенераторы, соединенные электрически с аналоговой машиной.

- СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН арц G 01 N 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675839/27-11 (22) 20.12.83 (46) 30.05.85. Бюл. Р 20 (72) Н.К.Куликов, В.И.Костюченко, В.А.Лапинский, Б.Н.Пинигин и В.А.Сударчиков . (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола (53) 629.1.032.001.4(088,8) ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 652459, кл. G 01 M 17/00, 15.03.79.

2. Авторское свидетельство СССР

М - 800778, кл. С 01 М 17/00, 23.01.81. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

БУКСОВАНИЯ ГУСЕНИЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА, содержащее барабан с навитым на него и связанным с транспортным средством тросом, винтовую перее (39}Я0(11! A дачу, связывающую барабан с неподвижным валом с шагом, равным шагу навивки троса на барабан, и записывающий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено тормозящим электродвигателем с блоком добавочных сопротивлений и делителем напряжения питания, аналоговой машиной, электрически связанной с блоком добавочных сопротивлений и делителем напряжения питания, и двухкоординатными самописцами, связанными электf рически с аналоговой машиной, при этом тормозящий электродвигатель соединен с барабаном через мультипликатор, а с ведущим колесом транспортного средства и барабаном связаны тахогенераторы, соединенные электрически с аналоговой машиной.

3 11588

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств, а именно гусеничных.

Известно устройство для,исследования буксования гусеничных транспортных средств, .содержащее барабан с навитым тросом, расположенный на транспортном средстве и связанный передачей с ведущим колесом и записывающим прибором 1 . I0

В указанном устройстве невозможно комплексное измерение и запись ripoцесса буксования в зависимости от теоретической скорости, мощности и тяги на крюке. IS

Известно устройство для исследо.вания буксования гусеничных транспортных средств, содержащее барабан с навитым на него и связанным с транспортным средством тросом, вин- 20 товую передачу, связывающую барабан с неподвижным валом с шагом, равным шагу навивки троса на барабан, и записывающий прибор 21.

Однако данное устройство не позволяет производить комплексный замер и запись одновременно величин теоретической скорости, действительной скорости, мощности на крюке и мощности, затрачиваемой на буксование.

Ю

Цель изобретения — расширение, функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, 35 что устройство для исследования буксования гусеничного транспортного средства, содержащее барабан с нави- .. тым на него и связанным с транспортным средством тросом, винтовую пере- 40 дачу, связывающую барабан с неподвижным валом с шагом, равным шагу навивки троса на барабан, и записывающий прибор, снабжено тормозящим ., электродвигателем с блоком добавочных сопротивлений и делителем напряжения питания, аналоговой машиной, электрически связанной с блоком добавочных сопротивлений и делителем напряжения питания, и двухкоординатными самописцами, связанными электрически с аналоговой машиной, при этом тормозящий электродвигатель соединен с барабаном через мультипликатор, а с ведущим колесом транспортного средства и барабаном, связаны тахогенераторы, соединенные электрически с аналоговой машиной.

86 г

На фиг. 1 изображена электроннокинематическая схема устройства; на фиг. 2 — схема электрической цепи тормозящего электродвигателя; на фиг. 3 — схема функционального преобраэователя напряжения тахонегератора.

Транспортное средство 1 связано с тросом 2, навитым на барабан 3.

Барабан 3 навинчен на неподвижный вал 4, имеющий винтовую передачу в виде правой трапецеидальной связи резьбы, а также связан с валом соосного мультипликатора 5. С мультипликатором 5 соединен тормозящий электродвигатель б постоянного тока независимого возбуждения фланцевого исполнения, работающий в режиме противовключения. В цепь якоря электродвигателя 6 включен блок T добавочных сопротивлений; в который входят (фиг. 2) регулируемое сопротивление 8 с движком 9, низкоомное постоянное сопротивление 10 и делитель 11 напряжения.

Блок 7 добавочных сопротивлений и делитель 12 напряжения электродвига теля б связаны с аналоговой машиной

13 (фиг. 1) и с ней же связаны электрические цепи одинаковых тахогенераторов 14 и 15, имеющих линейную зависимость выходного напряжения ат оборотов. Тахогенератор 14 ременной передачей связан со шкивом 16, соединенным с ведущим колесом транспортного средства 1. Тахогенератор 15 ременной передачей связан со шкивом 17 барабана 3 и неподвижно закреплен на корпусе мильтипликатора 5. Аналоговая машина 13,.в свою очередь, электрически связана с двухкоординатными самописцами 18. Барабан 3, мультипликатор 5 с тахогенератором 15 и электродвигатель 6, как одно целое,"подвижны в осевом направлении. Для .их перемещения имеются ролики 19, перекатывающиеся по поверхности 20 рамы 21, и плоские подшипники 22, через которые передается тяговое усилие на крюке Р„ от троса на раму 21. С подвижными в осевом направлении элементами 3, 5 и 6 связан движок 9 регулируемого сопротивления 8. Кроме того, на фиг. 3 обозначены: а — квадратор, б - инверторы, В - усилитель.

Уравнение баланса мощностей устройства

1158886

KA J

i.K - J - " I + и / уР ли *os ст мех

N ð где пит nuò где

Х- ——

Ь

6О

KI =2аО 1 здесь аМ = Р й„.1 и (з („и Q у з здесь К2 аО

А л м и зг

P Вт/кг

Марка стали

Р„, Вт/кг

Э 12,, О, 5 мм

f (f+30) (f+70) 500

350 (f+200) f (f+100) Э 31, 0,5мм

1 700

1300

f (f+100) f (f+220)

«»»

2300.Э 42, Э 43, 0,5 мм

1700 коэффициент тре-. ния; удельное нажатие на щетку, Н/см 1 общая площадь прилегания всех щеток, см ;. диаметр коллектор а, м; потери на трение в подшипниках чения электродвигателя, где

К Яи10 му а

1l1 Pù 6 e g n . — потери на трение щеток о коллектор, мощность на крюке транспортного средства; — мощность, потребляемая электродвигателем 6 из сети; мощность, растрачиваемая в регулируемом 8 и постоянном 10 сопротивлениях блока 7 добавочных сопро1$ тивлений; потери мощности1 в переходном слое щеток на коллекторе электродвигателя 6, суммарное падение напряжения под щетками обеих полярностей, нрак- .

«2$ тически принимаетсН К = сапам; потери мощности в якоре электродвигателя б,.здесь

ЗО

4S аИ аМ +дН» механические по- здесь мек тери в устройстве, где

ill р -6 моп ъ ай = "" ш +К -6 и-1О +

1 $p ° щф N д „3 .„р-1 — механические потери в электроприводе 6, зависящие от.,частоты вращения. якоря и включающие;

4 ,,Ъ4 а Т1,3 103

0„ коэффициент, учитывающий добавочные потери в якоре (эмпиричес-„. кая зависимость) и зависящий от частоты вращения якоря, пакетная длина железа якоря, см; длина полувитка якорной обмотки, см; высота проводника об" мотки якоря, мм; частота перемагничивания, Гц, частота вращения якоря, об/мин, Ф магнитные потери в зубцах и ярме

/ якоря, где вес стали ярма и зубцов соответственна, кг; коэффициенты, зависящие от марки электротехнической стали и частоты вращения якоря (см. таблицу), 1158886

К вЂ” опытный коэффици" ент пропорциональности (К „= 1...3);

Ci масса якоря вместе с обмоткой и кол- 5 лектором, кг;

2.Я,„ и 10 " — потери на трение якоря о воздух, где

Д„ — диаметр якоря, см, > =/1 l „1Л „, — механические потери в элемен-, 4 тах 3, 5, 19 и 22 устройства, где — механиче кий КПД устройства, здесь — КПД барабана 3, мультипликатора 5, роликов 19 и под шипников 22 соответственно. 20

Упрощая, допускаем, что и

3 5 постоянны ввиду относительно малого диапазона изменения скоростей вращения барабана 3 и элементов мультипликатора 5, а (и 11 постоянны ввиду25 те zz относительно малого диапазона изменения скорости осевого перемещения барабана 3, мультипликатора 5 и электродвигателя Ь.

Следовательно, имеет,„ = сопя .

Соответственно уравнению (1) баланса мощностей устройства на аналоговой машине составляется .наборное поле (с использованием блоков умножения, деления, сумматоров) для моделирования величин по приведенным ниже формулам (2), (3), (4) и (5)

М„*,„(lUR „> KI(l <54 — КГЬ о ) v.

1 Ф, "мех

С х г

40 р 6 Р $„, Рп

З 60

+k„„G„n о +2ll, „P.,n3 fD - 1U„„j

Рп где = — — частота перемагничи60 вания, . Гц;

М вЂ” частота вращения якоря электродвигателя, пропорциональная частоте вращения тахогенератора 15 и, таким образом, его выходному напряжению..

Для задания величины (p

4 используется метод моделирования функции У = — Х, заданной в неяв- И ном виде, где Х - величина выходного . напряжения тахогенератора, пропорциональная 1т .

Перепишем У + Х i = О, предполагая, что помимо известной входной величины Х имеется и неизвестная переменная У (фиг. 3).

С помощью квадратора а получаем переменную У, = У . Далее подаем на

° 2 входы усилителя Х и У . С выхода

1 ( схемы получаем искомую величину Х

Остальные величины моделируются по формулам: р М„

А à Ркр { т д) {4)

VT VA

{5) т . Теоретическая V и действитель ная Q скорости транспортного стредства пропорциональны выходным напряжениям тахогенераторов 14 и t5 соответственно.

Коэффициенты передач наборного поля зависят от конструктивных параметров и характеристик элементов устройства.

Устройство работает следующим образом.

При движении гусеничного транспортного средства 1 происходит сматывание троса 2 с барабана 3, что приводит к вращению последнего.

Вращаясь, барабан 3 обеспечивает вращение якоря тормозящего электродвигателя б. Кроме того, барабан 3 свинчивается с неподвижного вала 4, имеющего правую трапецеидальную резьбу, шаг которой равен шагу навивки троса на барабан 3, что обеспечивает постоянное совпадение троса 2 с продольной осью транспортного средства. Свинчиваясь, барабан 3 осуществляет осевое перемещение мультипликатора 5 с тахогенератором 15 и электродвигателя 6, а также перемещение движка 9 регулируемого сопротивления 8.

Большая начальная величина регулируемого сопротивления 8 обеспечивает минимальный тормозной момент электродвигателя б. При перемещении движка 9 осуществляется уменьшение величины регулируемого сопротивления

8 и, следовательно, непрерывное возрастание тормозного момента элект.. родвигателя 6 до максимального значения при полной остановке барабана

7 1

3 и полном буксовании транспортного средства.

Параллельно на аналоговую машину

13 непрерывно подаются напряжения, снимаемые с блока 7 добавочных соп-. ротивлений и делителя 12 напряжения питания тормозяшего электродвигателя 6 (фиг. 2), а также выходные напряжения тахогенераторов 14 и 15.

На- аналоговой машине 13 соответственно наборному полю моделируются непрерывные величины V / т ц„, в

При этом с наборного поля аналоговой Машины непрерывный .сигнал, ! 58886 8 пропорциональный Р„, подается на клеммы Х самописцев 18, а непрерывные сигналы, пропорциональные

V, о, hl, Мд, подаются на клеммй У самописцев 18. Таким образом, самописцы 18 одновременно строят непрерывные графические зависимости: 1 = Ф (РКО ) в и @! (Ркр ) д- +5(Kp ) на всем диапазоне тяги транспортного . средства, что позволяет расширить !

$ диапазон исследований.

1158886

Составитель В. Лысунец

Редактор Ю. Ковач Техред А.Кикемезей, Корректор Е. Рошко

Заказ 3577/42 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4