Тормозное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ («i81 7360 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 200477 (21) 2478237/25-27 (51) М. Кл.з

F 16 D 63/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{23) Приоритет (53) УДК 621-592 (088.8) Опубликовано 3GG 331 Бюллетень й9

Дата опубликования описания 300381 (72) Авторы изобретения

В.A. Петров и В.Н. Русак (71) Заявитель (54) ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к. машино- строечию и может быть использовано для торможения движущихся тел, например летательных аппаратов.

Известно тормозное устройство, в котором тонкая плоская полоска металла протягивается через прорезь режущего элемента, при этом. длина прорези меньше ширины ленты. Тормозным усилием в данном устройстве является усилие резания полоски (1).

Недостатком данного устройства является то, что протягиваемый элемент может быть использован только один ра,з.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является тормозное устройство, содержащее неподвижно закреплеиный зажим с прижимными элементами и пропущенный между последними гибкий линейный элемент, один конец которого связан с тормозящим» ся объектом, а второй свободный конец может быть уложен волнообразно или свернут в рулон. Прижимные элементы выполнены в виде роликов, а ,гибкий линейный элемент имеет обли цовку из упругого элементами.

В аэрофинишере поглощение энергии1 летательного аппарата происходит при протягивании разматывающегося линейного элемента через зажим за счет поперечной деформации прочного износостойкого упругого покрытия элемента.

Деформация осуществляется при вдавливании прижимных роликов в упругое

10 покрытие, которое после снятия давления восстанавливает свою первоначальную форму.

Усилием торможения в этом устройстве является составляющая усилий давления, направленная против направления движения линейного элемента, т.е. в основе этого устройства лежит наличие упругого покрытия линейного элемента, которое должно отвечать повышенным требованиям по упругост нзносостойкости и сцеплению с сердечником, Известно, что при ограничениях, накладываемых на величину тормозной

25 перегрузки, тормозной путь будет минимальньм при постоянстве тормозного усилия. Так как фрикционные и инерционные силы зависят от скорости движения, в аэрофинишере предусмотрено

30 . уменьшение до минимума этих сил.

817360.5

)5

25

40 = н для поддержания тормозной перегрузки на постоянном уровне в устрой-, стве предусмотрена довольно сложная система управления, обеспечиэающая. изменение давления в гидросистеме прижимных элементов по заданной программе (21 °K надостаткам данного устройства относится сложность конструкции самого гибкого элемента и системы поддержания тормозного усилия на постоянном уровне, что отрицательно сказывается на надежности устройства.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение. конструкции,тормозного устройства при обеспечении тормозного усилия на постоянном уров; не.

Поставленная цель достигается тем, что прижимные элементы выполнены в виде пластин, а волнообразная форма свободного конца гибкого линейного элемента имеет затухающую амплитуду, при этом полуволна с наибольшей амплитудой расположена со cTopQHM зажима и длина этой полуволны больше величины полушага волны на величину р Ра и Чн

2 и, так, оп

1 тр . rp где / — погонная масса гибкого

Р линейного элемента;

- .длина полуволны с наибольшей амплитудойу

V — начальная скорость движения полуволны с наибольшей

tnt 4 амплитудой в зажиме;

F р. - сила трения при скорости движения 7=0;. п п

F „, - сила трения при Ч=Ч, а суммарная длина всех полуволн больше длины волнообразного участка свободного конца гибкого линейного элемента на величину тормозного пути..

Кроме того, твердость материала пластин больше твердости гибкого линейного элемента, который может быть выполнен из стального контакта.

В предлагаемом тормозном. устройстве используется торможение с помощью фрикционных сил с помощью реактивной силы, возникающей при разгоне покоящейся части гибкого элемента, На фиг. 1 представлено тормозное устройство, общий вид на фиг. 2 сечение A-А фиг. 1у на фиг. 3 - граФик зависимости силы трения и инерционных сил от скорости.

Устройство содержит зажим, выполненный в виде пакета тарельчатых пружин 1 и прижимных пластин 2, одна из которых закреплена неподвижно, а также гибкий линейный элемент 3, выполненный в виде, например, стального каната. Между пластинами имеется зазор 4, величина которого больше максимально допустимого износа плас45

d0

65 тин. Последние выполнены из алюминиевorо сплава.

Один конец каната уложен волнообразно с затухающей амплитудой. )(ругой конец каната либо сразу подсоединяется к тормозящемуся объекту;либо подсоединяется к нему в процессе движения и при его натяжении канат начинает проскальзывать через зажим с постоянным усилием, тормозя при этом объект.

Использование в устройстве совместного действия фрикционных и инер.ционных сил позволяет просто и надежно поддерживать тормозное усилие на примерно постоянном уровне, за счет чего отпадает необходимость в специальной системе управления величиной этого усилия, z.е. существенно упрощается конструкция устройства.

Согласно уравнению движения тела переменной массы реактивная сила (F> ) равна а. =,н .Ч,где с1 — приращение массы разогнанной части гибкого линейного элемента;.

dt - интервал времени, за который происходит приращение массы;

V — скорость гибкого линейного элемента в этот момент, Обозначим через Р приращение массы на единицу тормозного пути dS тогда

g/77

Р Ю

Подставив значейие ащ в уравнение движения элемента, получим или . Я = ф

ГраФик зависимости Р = Е (ч) при постоянной величине Г приведен на фиг. 3 (зависимость 2) .

Как видно из графиков зависимости Fr> и F+ от скорости движения,ни одно, ни другое техническое решение не обеспечивает постоянства тормозного усилия, Используя их совместно, можно поддерживать тормозное усилие Г на примерно постоянном уровне, учитывая, что при Ч=О реактивная сила исчезает, величина F равна максимальной величине силы трения. Для этого необходимо, чтобы реактивная сила изменялась по зависимости 3 (фиг. 1), что достигается за счет. увеличения значений fz по мере падения скорости.

Конструктивно значения 3 можно изменять, варьируя амплитудой волнообразного участка элемента, Из фиг,1 видно, что при образовании полуволны, элемента на. участке между точками

817360

Я På ю Е

s Й кдгуу —, формула изобретения

A и В, масса этого участка элемента будет разогнана, а величина тормозного пути за это время равна Д, ПОЭ ТОМУ г р d у dE

S или у =,— где ф - погонная масса гибкого линейного элемента; - длина элемента на рассмотренном участке.

Т.,е. суммарная длина всех полуволн элемента обратно пропорциональнаУ,, В начале торможения скорость дъи" жения гибкого линейного элемента s зажиме максимальна, а .сила тренияминимальна. Суммарная длина полуволн элемента на начальном участке, следовательно, должна быть такой, что» бы реактивная сила дополняла силу трения до максимального ее значенйя °

Выражая значение dm через погоы" ную массу и длину элемента на начальном участке н, найдем величину начальной суммарной длины полуволн.

Яе. н Ч и ,С ) г пгакрт4о.

tp Yp где Ч вЂ,начальная скорость движения элемента

F,F — силы трения при ско«

ТР ростях движения элемента в зажиме Ч=О и Ч=Чн.

Зависимость силы трения от скорости можно представить s виде1

Ъ = м 5 —, 8+t V где N - суммарное прижимное усилие, кг;

Й вЂ” коэффициент трения покоя

c,d - -постоянные величины, С учетом этой зависимости и условия постоянства тормозного усилия величина суммарной длины полуволн для последующих участков элемента будет равна

"е "г ч,г (г " ) где V — скорость, до которой разгоняется рассматриваемый участок длины элемента, м/сек.

С приближением скорости движения к нулю предел, к которому стремится® также равен нулю, т.е. конечный учао ток элемента волнообразной форэм не имеет.

Учитывая, что в момент разгона рассматриваемого участка гибкого линейного элемента тормозной путь S равен суммарной длине scex полуволн предыдущих участков Z 8i а движение тормоэящегося объекта равнозамедлен" ное (Р =const), величина Ч равна ч-4гаг или Ч = 2 а и Юг г где а, - ускорение торможения, м/сек +

Закон раскладки суммарной длина всех полуволн элемента имеет вид

Зависимости силы трения от скоросц) ти (фиг. 3) можно придать и другое

-математическое выражение, но общим для раскладки свободного конца гибколинейного элемента является уменьшение амплитуды от начального значения, .

1 приведенного выае, до нуля, а также зависимость скорости Ч от суммарной длины полуволн предыдущих участков.

Находя значения этой скорости по за:висимости Р р от Щ., можно определить значения 3"р г а затем и 4

2 Р ю © д, К me»

tp P

Таким образом, выполнив прижимные р пластины фрикциойныки и разложив свободный конец гибкого линейного элемента волнообразно по определенному закону, в устройстве исключена система управления тормозным усилием, что

ЗО значительно упрощает конструкцию устройства и позволяет просто и надежно поддерживать тормозное усилие на примерно постоянном уровне. конструкция устройства существенно упрощается также за счет того, что к удлиненному элементу не предъявляются особые требования и в качестве него может быть использован обычный стальной канат.

Для исключения истирания прово40 лочек каната материал прижимных пластин имеет меньшую твердость, чем материал проволочек. Для того, чтобы по мере истирания пластины не коснулись друг друга, зазор между ними

4 выбран больше макснмально возможно" го .износа, За счет применения в устройстве в качестве основных таких простых элементов, как фрикционные .пластины, сталью() ной канат, существенно снижается стоимость устройства, время изготовления и подготовки к работе.

Устройство рассчитано на применение его при начальных скоростях движения объектов до 70 м/с.

1. Тормозное устройство, содержащее неподвижно закрепленный зажим с прижимными элементами и пропущенный между последними гибкий линейный эле". мент, один конец которого связан с тормозящимся объектом,. а второй свободный конец уложен волнообразно, 817360 чн фи а. 2Фиа.з

Составитель И. Антицова

Техред А. Савка Корректор Е. Рошко

Редактор В. Петраш

Заказ 1287/47

Тираж 1006 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушакая наб;, д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения надежности и упроще-: ния конструкции, прижимные элементы выполнены в виде пластин, а волнообразная форма свободного конца Гибкого линейного элемента имеет затухающую амплитуду, при этом полуволна с наибольшей амплитудой расположена со. стороны зажима и длина этой полуволны больше величины полушага волны на величину е м н

2 тр тр

- погонная масса гибкого линейного элемента;

- длина полуволны с наибольшей амплитудой;

- начальная скорость движения полуволны с наибсльшей амплитуцой в зажиме;

mm

F — сила трения при скорости движения Ч

win

F - сила трения при скорости движения Ч=Ч„, а суммарная длина всех полуволн больше

5 длины волнообразного участка свободного конца гибкого линейного элемента на величину тормозного пути.

2. Устройство по и. 1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что твердость р материала пластин больше твердости гибкого линейного элемента.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что гибкий линейный элемент выполнен из стального каната.

15 Источники информации принятые во внимание при эксйертизе

1. Патент США Р 3749205,. кл, F 16 Р 7/12, 1973 °

2 ° Патент CIA У 373123, 20 кл. В 64 F 1/02, 1973 °