Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб регулювання сили тертя, що включає визначення коефіцієнта тертя фрикційної пари, який відрізняється тим, що заздалегідь задають величину і діапазон зміни коефіцієнта тертя для даного співвідношення пружних і дисипативних властивостей виділеної трибологічної системи в межах допустимих швидкостей ковзання фрикційної пари, визначають поточні значення коефіцієнта тертя, порівнюють їх із заданими значеннями і при їх відхиленні, зміною параметрів інерції, жорсткості і демпфування елементів системи, досягають відповідності поточного значення коефіцієнта тертя фрикційної пари заданому.

Текст

Спосіб регулювання сили тертя, що включає визначення коефіцієнта тертя фрикційної пари, який відрізняється тим, що заздалегідь задають 3 лежний від в'язко-пластичних властивостей матеріалів поверхонь; c - параметр, який є добутком декремента затухання власних коливань на коефіцієнт в'язкості контактних шарів. Недоліки цього способу - неможливість врахування впливу тиску в зоні тертя і розміру поверхонь тертя, складність експериментального визначення параметрів a, b, c, d і їх залежності від температури фрикційного нагріву. У основу корисної моделі покладено задачу удосконалення способу управління силою тертя, в якій шляхом введення нових технологічних параметрів управління досягається практично незалежність коефіцієнта тертя від швидкості відносного ковзання фрикційної пари, можливість управління з урахуванням коливального характеру навантаження фрикційної пари в результаті кінематичного збудження вимушених коливань за рахунок дискретності контакту тертя і фрикційних автоколивань в трибологічній системі переважно в умовах невисоких швидкостей ковзання фрикційної пари, зокрема для гальмівних систем рухомого складу рейкового транспорту шахт, що підвищує ефективність гальма і гальмування рухомого складу, виключає параметричний відказ гальма в результаті блокування колісних пар, підвищує безпеку експлуатації транспорту. Задача вирішується тим, що у відомому способі управління силою тертя, що включає визначення коефіцієнта тертя фрикційної пари, згідно корисної моделі заздалегідь задають величину і діапазон зміни коефіцієнта тертя по співвідношенню пружних і дисипативних властивостей виділеної трибологічної системи в межах допустимих швидкостей ковзання фрикційної пари, визначають поточні значення коефіцієнта тертя, порівнюють їх із заданими значеннями і при їх відхиленні зміною параметрів інерції, жорсткості і демпфування елементів системи досягають відповідності поточного значення коефіцієнта тертя фрикційної пари заданому. Спосіб може бути реалізований для будь-якої трибологічної системи. На Фіг.1 показана схема трибологічної системи, на Фіг.2 - трибологічна модель гальма, де 1 фрикційна пара «колодка-колесо»; 2 - підвіска гальмівного механізму; 3 - гальмівна передача; 4 гальмівний привід; 5 - контактна поверхня гальмівної колодки. Так, для гальмівної системи рухомого складу рейкового транспорту шахт, яка має гальмівні механізми з парою тертя «колодка-колесо» 1, гальмівну передачу 3 і привід 4, заздалегідь задають величину і діапазон зміни коефіцієнта тертя гальмівної пари (0,73-0,25) в межах зміни гальмівного натиснення від 4 до 12кН і швидкості шахтного рухомого складу, що регламентується від 0,5 до 5м/с. Експериментально, наприклад тензометрируванням або іншим відомим способом, або аналітично, наприклад математичним моделюванням коливальних процесів дисипативної системи трибологічної моделі даної системи, визначають поточні значення коефіцієнта тертя пари по формулі 49159 4 BK , K порівнюють їх із заданими і при їх відхиленні зміною площі контакту 5 гальмівної колодки, маси m , коефіцієнтів жорсткості c і в'язкості b матеріалу колодки, елементів структури передачі 3 і приводу 4 досягають відповідності поточного значення коефіцієнта тертя заданому. Всі поверхні тертя володіють хвилястістю і шорсткістю в результаті попередньої обробки і поточного зносу. Якщо силою зовнішнього тертя рахувати силу опору відносному руху двох твердих тіл і рівнодіючою елементарних сил тертя в зонах окремих мікронерівностей (ГОСТ 23.002-78), то відносне ковзання цих поверхонь, що володіють хвилястістю і шорсткістю, приводить до вимушених коливань мас в напрямі нормальному до поверхонь тертя і фрикційних автоколивань в тангенціальному напрямі. У запропонованому способі вибір технологічних параметрів управління силою тертя будь-якої трибологічної системи виходить з того, що тертя породжує коливання деталей вузлів тертя, зокрема, гальма. Очевидно, що коливання впливають на сили тертя у функції швидкості відносно ковзання контактних поверхонь залежно від в'язко-пружних і демпфуючих властивостей поверхневих шарів контакту і зв'язків структури системи тертя. Таким чином, процес механічних коливань, яким супроводжується тертя, синтезує всі властивості структури трибологічної системи. В результаті коефіцієнт тертя змінюється не тільки геометричними параметрами поверхонь тертя, але і характеристиками і структурою деталей, що належать до трибологічної системи в цілому. Тому коефіцієнт тертя володіє агрегатними властивостями, що дозволяє розширити область управління тертям. Експериментально отримано і узагальнено зміну коефіцієнта тертя гальмівних колодок шахтних локомотивів при швидкостях руху до 5м/с [Коптовец А.Н. Экспериментальные исследования характеристик трения и колебаний тормозной колодки с учетом инерционных, упругих и демпфирующих свойств тормозной системы шахтных локомотивов. // Науковий вісник НГУ. - 2007. - №10] a0 a1K a2 , К К де a0 , a1, a2 - емпіричні коефіцієнти для чавунних гальмівних колодок залежно від в'язкопружних властивостей гальмівного механізму і передачі (жорстка важільна, пружинна, з гумовими втулками в шарнірах). Таким чином, регулюючи жорсткість ланок в нормальному напрямі переміщення гальмівної колодки можна змінити величину і понизити інтенсивність залежності коефіцієнта тертя колодки від швидкості руху колеса і гальмівного натиснення K . При цьому нормальні вібропереміщення колодки збільшуються при підвищенні швидкості ковзання, підвищення жорсткості ланки в цьому напрямі демпфують коливання колодки. Досліджуваний частотний діапазон нормальних і тангенціальних вібропереміщень колодки і змінних складових зусиль гальмівного механізму 5 склав 40...1000Гц. При регулюванні пружних і дисипативних сил в кінематичному ланцюзі гальмівної системи відбувається зміна амплітудночастотних характеристик коливань гальмівного механізму в цьому діапазоні частот і досягається зміна коефіцієнта тертя гальмівної колодки К по величині і у функції гальмівного натиснення K і швидкості ковзання до певного значення для даної системи. Задаваємою величиною і діапазоном зміни коефіцієнта тертя гальмівної колодки досягається виконання критеріїв оптимізації по стійкості, ефективності, стабільності гальмування рухомого складу, швидкодії і синхронності роботи гальмівних механізмів. Використання в управлінні тертям процесу фрикційних коливань шляхом зміни параметрів і Комп’ютерна верстка О. Рябко 49159 6 структури деталей, включених з поверхнями тертя до складу трибологічної системи, дозволяє підвищити ефективність управління тертям і досягти реалізації робочих процесів, що відповідають вимогам експлуатації відповідно до призначення об'єкту техніки, підвищення технічного рівня його, привести систему до стану, коли сила тертя не залежить від швидкості відносного ковзання контактних поверхонь. Останнє підтверджується також способом управління силою тертя найбільш близьким до пропонованого тим, що для поверхонь тертя матеріалів, що володіють порівняно досконалими пружними властивостями і в умовах, коли контактна температура істотно не змінюється, коефіцієнт тертя відповідно не залежить від швидкості ковзання. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Frictional force regulation method

Автори англійською

Koptovets Oleksandr Mykolaiovych, Bobyliov Oleksandr Oleksandrovych, Shyrin Leonid Nykyforovych

Назва патенту російською

Способ регулировки силы трения

Автори російською

Коптовец Александр Николаевич, Бобилев Александр Александрович, Ширин Леонид Никифорович

МПК / Мітки

МПК: G05D 15/00

Мітки: регулювання, тертя, спосіб, сили

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-49159-sposib-regulyuvannya-sili-tertya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб регулювання сили тертя</a>

Подібні патенти