Устройство для моделирования силы трения

 

Союз Соаетскик

Соцк«алкстичесник

Республик

Гееудерстве««кый кеиитет

СССР

««е аееаи кзееретекий и еткрытий (72) Авторы изобретения

Г. В. Трель и О. В. Косорукова

»""

Ковровский филиал Владимирского по«1итехнического аа (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИЛЫ

ТРЕНИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для моделирования механических систем с парами трения, силы трения которых зависят от напряжения и величины отно5 сигельной скорости скольжения элементов пары трения.

Известно устройство для моделирования сухого трения, еодержашее разисгщж и диоды s качестве нелинейных и ключевых «о элементов и операционный усилитель, воспроизводяшее нелинейную эависимос гь, подобную . падаквцей характеристике зависимости силы трения от скорости относительного скольжения элементов па- «g ры трения 513 .

Недостатком этого устройства являет ся то, что нелинейные характеристики исцоль зуемых диодов воспроизводят только доста- уа точно узкий класс нелинейных зависимостей, имеквпих место при трении. Это ot рицательно сказывается на точности мо делирования из-за малой точности s«mpo.Ф

2 ксимации зависимостей сил трения от скорости скольжения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее усилители, схему для воспроизведения абсолютной величины, инверторы, электронный коммутатор, квад-, ратор, цепи ограничения и зоны нечувствительности 2".« .

Недостатком этого устройства являе т» ся низкая точность его работы -и за болыпого числа элементов и связей между ними.

Бель изобретения — повыаеиие точности моделирования, упрощение устройся ва и расширение функциональных возмоис носгей его применения.

Указанная цель достит ается тем, гго в устройство для. моделирования силы трения, содержащее инвертор, блок ограничения, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно nepsoro источника положительного опорного

Напряжения и первого источника отрица9895 тельного опорного напряжения, первый и второй блоки задания зоны нечувствительности, вторые источники положительного и отрицательного опорных напряжений и сумматор, первый вход которого соединен с выходом блока ограничения, введены третий и четвертый блоки задания зоны нечувствительности и третьи источники положительного и отрицательного опорных напряжений, выходы которых 1о подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности, выходы которых соединены соответственно с

BTopbIM и третьим входами сумматора, вйход которого является выходом усгройства, а вход подключен к вторым входам третьего и четвертого блоков задания зоны нечувствительности и к входу инвертора, выход которого соединен с третьим входом блока ограничения и с первыми входами первого и второго блоков задания зоны нечувствительности, вторые входы которых соединены соответственно с выходом второго источника положительного опорного напряжения и с выхо дом второго источника отрицательного опорного напряжения, выходы первого и:второго блоков задания зоны нечувствительности соединены соответственно с четвертым и пятым входами суммвтора.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, Устройство содержит инвертор 1, блоки 2 и 3 задания зоны нечувствительности, сумматор 4, блок 5 ограничения, блоки 6 и 7 задания зоны нечувствительности, источники 8,9 и 10 положительного напряжения и источники 11, 12 и 13 отрицательного опорного напряжения.

Устройство работает следующим образо зом.

Напряжение со входа устройства, пропорциональное скорости относительного скольжения элементов моделируемой пары трения, поступает через инвертор 1 на первый вход сумматора 4 с ограничением, задаваемым блоком 5 ограничения, первый и второй входы которого подключены к источникам 12 и 9 разнополярных напряжений, пропорциональных экстр - о мальному значению силы трения в зоне граничного трения, на четвертый и пятый входы сумматора 4 через блоки 2 и 3 задания зоны нечувствительности с опорными напряЖениями от источников 11 и

8 раэнополярных напряжений, пропорциональными скорости конца эоны граничного трения, одновременно входное нвпряже64 4 ние через блоки 6 и 7 задания зоны нечувствительности с опорными напряжени ями от источников 13 и 10 разнополярных напряжений, пропорциональными минимальному значению силы трения s зоне до начала граничного трения, подается на второй и третий входы сумматора 4. В результате алгебраичного суммирования поступивших напряжений на выхо-" де сумматора 4, т. е, нв выходе устройства, вырабатывается напряжение, пропорциональное силе трения и воспроизводящее "падающий "."характер зависимости силы трения от скорости скольжения в режимах полусухого, граничного и полужидкостного трения. Переход от "падающей характеристики трения к" "горбатой" обеспечивается простым переключением первого входа сумматора 4 с выхода. инвертора 1 на вход устройства по скорости относительного скольжения..

Указанное выполнение устройства, сокращая число используемых элементов и связей, в=егда имеющих определенные погрешности, по сравнению с прототипом, принятым за базовый образец, дает воз можность с более высокой точностью получить нелинейные зависимости силы трения or скорости относительного скольжения, Кроме того, настройкой резисторов можно отразить зависимости в режимах сухого или жидкостного трения, а также при их совокупности, т. е. устройство отражает большинство известных зависимостей силы трения от скорости относительного скольжения элементов модулируемой пары трения, что дополнительно повышает точность моделирования механических систем с парами трения, силы трения которых являются функциями скорости скольжения, и расширяет функциональные возможности применения устройства. Это позволяет моделировать механические системы с парами трения на наиболее простых и, следовательно, на наиболее дешевых аналоговых вычислительных машинах.

Ф ормул а изобретения

Устройство для моделирования силы трения, содержащее инвертор, блок ограничения, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого источника положительного опор ного напряжения и первого источника отрицательного опорного напряжения, первый и второй блоки задания зоны нечувствительности, вторые источники по5

989864 ложительного и отрицательного опорных нен с третьи вх бл им входом ока ограниченвпряжений и сумматор, первый вход ко- . ния и с первыми входами первого и втоторого соединен с;выходом блока огра- рого блоков задания зоны нечувствитель ничения, отличающееся ем тем, ности, вторые входы которых соединены что, с целью повьппения точности, в не- соответственно с в ыходом второго источго введены третий и четвертый блоки ника положи ель положительного опорного напряжезадания зоны нечувствительности и третьи ния и с выходом вт ом орого источника отриисточники положительного и отрицатель- нательного оп го опорного напряжения, выходы ного опорных напряжений, выходы кото первого и вто бл орого оков задания эоны рых подключены соответственно к пер- 10 нечувствитель т ительности соединены comserc вым входам третьего и четвертого бло- венно с четв с четвертым и пятым входами сумцов задания зоны нечувствительности, мвтора. выходы которых соединены соответствен- Источни щ ф р сточники информации, но с вторым и третьим входами сумм@то- принятые во внимание при экспе тизе ра, выход которого является выходом 15 1. Авторское свидетельство СССР устройства, в вход подключен к вторым 34 211885, кл. G 06 G 7/48, 1967. за а входам третьего и четвертого блоков 2. Авторское свидетельств СССР адания зоны нечувствительности и к ¹ 324636, кл. G 06 G 7/68 1970 о

Э входу инверторв, выход которого соеди- (прототип).

ВНИИПИ Заказ 11132/69 Тираж 704 Подписное

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