Способ управления фрикционными узлами с самоусилением

 

Использование: во фрикционных узлах с самоусилением. Сущность, способ управления фрикционными узлами указанного типа включает увеличение в момент включения узла коэффициента трения между ведущим элементом самозаклинивающего механизма и ведомым фрикционным элементом и соответствующее его уменьшение в момент отключения узла, Увеличение коэффициента трения ведут до величины, равной произведению синуса на косинус угла наклона элементов самозаклинивающего механизма. Указанное изменение коэффициента трения осуществляют путем энергетического воздействия на фрикционный контакт между механизмом управления и ведущим элементом самозаклинивающего механизма. 1з.п.ф-лы, 4.ил.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s F 16 0 69/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799478/27 (22) 27.11.89 (46) 23,03.93. Бюл, N 11 (75) В.B.ØàïîâàëîB (56) Авторское свидетел ьство СССР

N131597,,кл,,F 16 0 41/00, 1g60; (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФРИКЦИОН. НЫМИ УЗЛАМИ С САМОУСИЛЕНИЕМ (57) Использование: во фрикционных узлах с самоусилениесл. Сущность, способ управления фрикционными узлами указанного типа включает увеличение в момент включения узла коэффициента трения межИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании фрикционных узлов с самоусилением.

Цель изобретения — снижение затрат мощности на управление фрикционными системами с самоусилением.

Указанная цель достигается тем, что

-"при способе повышения эффективности фрикционных узлов с самоусилением, заключающемся в увеличении коэффициента трения между ведущими и ведомыми элементами в момент включения, и осуществляют самозаклинивание ведомого элемента относительно ведущего элемента, а в момент отключения осуществляют саморасклинивание, На фиг. 1 представлена схема сил в узлах трения с повышенным эффектом самоусиления . и условия существования максимального коэффициента усиления, равного

Kyc =

Рвкл

„„ЯХ„„1803630 А1 ду ведущим элементом самозаклинивающеr0 механизма и ведомым фрикционным элементом и соответствующее его уменьшение в момент отключения узла, Увеличение коэффициента трения ведут до величины, равной произведению синуса на косинус угла наклона элементов самозаклинивающего механизма, Указанное изменение коэффициента трения осуществляют путем энергетического воздействия на фрикционный контакт между механизмом управления и ведущим элементом самозаклинивающего механизма. 1 з.п,ф-лы, 4 ил. при fz = О. где N — возникающая сила нормального давления, при и риложении движущего усиления к ведущему элементу, усилие включения, прикладываемое к ведомому

I элементу.

Уравнение сил схемы фиг. 1. !

°,ф

Евка = Flp — Fc = йг1 — Nsina cos а.

При Favn = О, f1 - siA а сова, Принимаем, что fz = О. Од

Примерами таких узлов трения с само- О усилением могут быть фрикционный тормоз: ()

1, муфта 2, гаситель колебаний 3. Схема С) этих узлов представлена на фиг. 1. Данные узлы содержат ведущий 1 и ведомый 2 элементы, второй ведомый элемент 3 и антифрикционную связь 4 между ведомыми элементами.

Способ оптимизации узлов трения с самоусилением осуществляется следующим образом.

При проектировании узлов трения с самоусилением производят определение точ-. ного значения коэффициента трения между

1803630 ведущим 1 и ведомым 2 элементами и обес- по оси, Устройство регулирования частоты печивают равенство коэффициента трения напряжения электрически соединено с пусмежду ведущим 1 и ведомым элементами ковым электромагнитом, Частота нап яжепроизведению ния питания муфты формируется по схеме, астота напряжез}па ° сова

5 выполненной в виде пьезодатчика, закрепгде а — угол подьема ведомого элемента 2 ленного на ведомой полумуфте и последоваотносительно второго ведомого элемента 3, тельно соединенных с

В дальнейшем производится управление фильтра, усилителя мощности, инвертора и процессами, протекающими на фрикцион- диода, при этом инвертор снабжен ключом номконтакте,одинизсуществующихспосо- "0 его отключения и ключом его включения. ° бов с целью увеличения„или уменьшения При включении муфты-тормоза выход усизначений коэффициента трения ведущего .лителя соединен с диодом через ключ вклюэлемента относительно ведомого при вклю- . чения и инвертор а при при отключении муфты чении или отключении узла трения с само- выход усилителя через ключ отключения соусилением. единен непосредственно с диодом, Равенство коэффициента трения веду- На фиг. 2 изображен общий вид предлащего и ведомого элементов механизма гаемой электромагнитно ф ои муфты-тормоза, включения произведению синуса на коси- разрез на фиг. За — с ф

1 — схема формирования нус угла наклона механизма самоусиления частоты питающего напр о напряжения пускового обеспечивается за счет подбора пар трения, 20 электромагнита; Зб — колебания с несущей т.е. варьированием коэффициентом трения . частотой фрикционного контакта; фиг. 3в— пар или путем варьирования углов наклона инвертированное полувыпрямленное намеханизма самоусиления. пряжение питания пус я пускового электромагниКак известно, процессы трения зависят та; фиг. Зг — результирующие сглаженные от большого числа факт6ров . И изменяя 25 колебания на фрикционном контакте; каждый их этих факторов, можно управлять На фиг. 4а — блок-; 4б — б — лок-схема; — колебания коэффициентом трения. Этими методами на собственной частоте колебаний установмогут быть; варьирование параметрами ме- ки пускового электромагнита; фиг. 4в — полханической системы, внешнее вибрацион- увыпрямленное на напряжение питания ное воздействие на фрикционный контакт, 30 пускового электромагнита. изменением интенсивности подачи смазки Электромагнит а ф агнитная фрикционная муфтав узлах трения со смазкой, изменение тем- . тормоз имеет ведом пературы смазки, демпфированием пере- 4 щую полумуфту 2 и диск включения 3, менных составляющих сил трения и т.д. подпружиненный

П име . В р и м е р. В качестве примера реали- 35 правлении пружиной 5, а относительно везации способа может служить конструкция домой полумуфты пружиной сжатия 6. электромагнитной муфты-тормоза и спосо- Пусковой электромагнит 7 расположен на ба управления ею.

К шлицах в крышке 8 ведомой полумуфты 1 и онструкция муфты-тормоза предназ- подпружинен к ней по оси пружинами 9. начена для повышения точности процессов 40 Ведомая полумуфта имеет с валом 10 только отключения и включения (муфты путем уп- . осевую связь и рас сположена относительно . равления силой трения электромагнитного его на подшипнике скольжения 11 и подфрикционного контакта). В электромагнит- шипнике 12 через крышк 8. В з крышку . едущая полуной муфте-тормозе, содержащей соосно рас- муфта 2 расположена на валу 10, связана с положенные ве ом ю и в домую и ведущую ним шпонкой и имеет возможность осевого

45 полумуфты и диск включения, подпружи- перемещения сприжатиемк фрикционному ненный в тангенциальном направлении, пу- диску 13 котор I, к торыи закреплен на ведомой сковой электромагнит, установленный с полумуфте 1, возможностью взаимодействия с диском Муфта-тормо б з ра ответ следующим обвключения и шарики, расположенные меж- 50 разом. ду нагружающими дорожками, выполнен- При подаче че напряжения на пусковой ными на обращенных друг к другу электромагнит7 диск включения 3 притягиповерхностях ведущей полумуфты и диска вается и связывается с ним силами э е ю ения согласно изобретения она снаб- магнитного сцеп е . П ми электропления. ри этом ведущая жена пружиной сжатия,.установленной 55 полумуфта 2 по нагружающим дорожкам с между ведомой полумуфтой и диском вклю- шариками 4 проворачивается относительно чения, а пусковой электромагнит установ- диска включения 3 и при ф и прижимается к фриклен на ведомой полумуфте с возможностью ционному диску.3, создавая этим крутящий осевого перемещения и подпружинен к ней момент. Во включе ключенном состоянии диск включения 3 прижат к крышке 8 ведомой

1803630

10

20

30

40

55 полумуфты 1 и удерживается относительно ее силой электромагнитного сцепления электромагнита 7 и силами трения. Пружина 9 сжата на на величину своей рабочей деформации, В режиме тормоза полумуфта

1 фиксируется относительно ведущей.

В данном техническом решении конструкции электромагнитной фрикционной муфты-тормоза пружина 9 вместе с пусковым электромагнитом выполняют роль колебательного контура, позволяющего управлять фрикционным контактом диск включенйя —. крыша ведомой полумуфты, Возможность управления силой трения фрикционного контакта изложена в работе.

При подаче в зону трения колебаний с частотой, равной одной из резонансных частот фрикционного контакта, наблюдается резонансное снижение силы трения практически до нуля (эффект Толстого), При включении муфты-тормоза формирование питающего напряжения осуществляется по схеме выполненной в виде пьезодатчика, закрепленной на ведомой полумуфте и последовательно соединенных с ним полосового фильтра, усилителя мощности, через ключ включения К1 выход усилителя соединен с инвертором и через диод с обмоткой пускового электромагнита, Спектр колебаний сил трения в меха низме включения регистрируется с помощью пьезодатчика, Сигнал:поступает на полосовой фильтр,,настроенный на одну из резонансных частот фрик ионной пары трения. Обычно это одна из собственных частот колебательного контура при этом ограничиваются частотами первой или второй гармоники .

На фиг. 3 показаны колебания с несущей частотой фрикционного контакта при выходе с полосового фильтра, Усиленный по мощности сигнал инвертируется и, проходя через диод,на выходе получаем инвертированное полувыпрямленное напряжение с частотой равной резонансной частоте фрикционного контакта (см.фиг.3). На контакте пускового электромагнита с диском включения при включении муфты возбуждаются колебания инвертные колебаниям фрикционного контакта и значительно повышает стабильность силы трения (см.фиг,3).

Для чистого открытия муфты-тормоза необходима практически мгновенная потеря сил трения между диском включения и крышкой ведомой полумуфты, а также пусковым электромагнитом и диском включения. Во включенной муфте-тормозе диск включения опирается на крышку ведомой полумуфты с усилием равным по величине усилию включения муфты. Развиваемая на данной поверхности сила трения вместе с силой электромагнитного сцепления удерживают диск включения относительно ведомовой полумуфты. Во включенном состоянии диск включения сжимает пружину 6 относительно вала на величину ее рабочей деформации и составляет вместе с ней колебательный контур механизма включения. Для отключения муфты необходимо на диск включения подать колебания с частотой равной частоте собственных колебаний колебательного контура диска включения с пружиной 6. Для этого при отключении муфты-тормоза формирование частоты питающего напряжения происходит по схеме (см.фиг.2), однако из регистрируемого пьезодатчиком сигнала через полосовой фильтр пропускается только сигнал с частотой, равной частоте собственных колебаний механизма включения муфты-TopMQза (собственная частота колебательной системы диск включения — тарельчатая пружина 6), На фиг. 4 показаны колебания на собственной частоте колебаний механизма включения муфты-тормоза при выходе с полосового фильтра. Усиленный по мощности сигнал через ключ отключения К2 соединен непосредственно с диодом и в результате имеем полувыпрямленное напряжение питания пускового электромагнита (см.фиг. 4). На поверхности пускового электромагнита и диска включения возбуждаатся колебания, частота которых входит в резонанс с частотой собственных колебаний механизма включения. В результате эффекта резонансного снижения силы трения происходит потеря фрикционного контакта на данной поверхности трения.

Формула изобретения

1, Способ управления фрикционными узлами с самоусилением, включающий увеличение в момент включения узла коэффициента трения между ведущим элементом самозаклинивающвго механизма и бедомым фрикционным элементом и соответствующее его уменьшение в момент отключения узла, отли ч а ю щи и с я тем, что, с целью снижения затрат мощности на управление, в момент включения узла увеличивают коэффициент трения между его ведущим и ведомым фрикционным элементами до величины, равной произведению синуса на косинус угла наклона элементов самозаклинивающего механизма.

2. Способ по п1, от л и ч а ю шийся тем, что упомянутое изменение коэффициента трения осуществляют путем энергети1803630 ческого воздействия на фрикционный контакт между механизмом управления и ведуgj fl щим элементом самозаклинивающего механизма.

1803630 ф бпок- леле ,4 ф компания с несущ и цасп оп оц фрикционноаа контстта

8g ин5ертц ооинное попубылрампенноенапраиение

A регулыпируюцие севдяенные колеоанин на

Рае. .

1803630 ф dna - охвата

d)gonebcau> ea лЯслоенноч ас юло колОаний усвж Якипуст5от звекярсиа нижа ,4 с о попу5ыпрятенноь напряжинио пигпония щскОдогО здекгарОиаРнииа

pgp. +.

Составитель К.Шавловский

Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1043 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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