Устройство для воспроизведения зависимости силы трения от нормальной силы,скорости,времени и предварительного смещения

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании механических систем с парами трения. Целью изобретения является повышение точности и распгирение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит блоки 4 и 5 формирования модуля, источники 6 и 7 соответственно положительного и отрицательного напряжений , ключ 8, компаратор 9, сумматоры 10 и 11, инвертор 12, ограничительные диоды 13, 14, ограничительные резисторы 15, 16, согласующие резисторы 17 и 18, сумматор 19, блок 20 умножения, источники 21 и 22 соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, масштабные резисторы 23 и 24, диодный мост 25, источник 30 постоянного напряжения . Устройство Позволяет повысить точность и расширить функционаЛ1Г ные возможности за счет учета адгезионных составляющих сил трения. 2 ил. (Л т со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (111 (50 4 С 06 С 7/25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3851910/24-24 (22) 04.02,85 (46) 23.05.87 Бюп. Ф 19 (71) Филиал Владимирского политехнического института в г.Коврове (/2) Г.В.Трель, О.В.Косорукова и О.Ю.Мазанова (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1015399, кл. G 06 G 7/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В. 999071, кл. С 06 С 7/48, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ЗАВИСИМОСТИ СИЛЫ ТРЕНИЯ ОТ НОРМАЛЬНОЙ СИЛЫ, СКОРОСТИ, ВРЕМЕНИ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО С1"ВШЕ НИЯ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании механических систем с парами трения. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит блоки 4 и 5 формирования модуля, источники б и 7 соответственно положительного и отрицательного напряжений, ключ 8, компаратор 9, сумматоры

10 и 11, инвертор 12, ограничительные диоды 13, 14, ограничительные резисторы 15, 16, согласующие резисторы 17 и 18, сумматор 19, блок 20 умножения, источники 21 и 22 соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, масштабные резисторы 23 и 24, диодный мост 25, источник 30 постоянного напряжения. Устройство позволяет повысить точность и расширить функционалю ные возможности за счет учета адгЕзионных составляющих сил трения.

2 ил.

1 13

Изобретение от1 вычислительной технике и предназначено для использован111 при модес111ровании механических систем с парами трения, силы трения которых зависят по величине от нормальной силы прижима элементов пары трения, в том числе и от адгезионной составляющей этой силы, продолжительностей периодов относительных покоя и движения этих элементов, по знаку от направления скорости относительного скольжения их, а в покое по величине и знаку от предварительного упругого смещения элементов пары трения между собой, особенно систем автоматического регулирования с п1pа:!11 тре ния, Целью изобретения явллс.тся расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности моделирования, На фиг,1 представле11а блок-схема устройства, на фиг.2 — схемы спл, действующих на пару трения .при положп1ельном (а) и отрицсгте !!,но. 1 (б) направлениях адгезио 11ой с остов-1я1о1яей нормальной силы пр11ж11ма, 11 i р;1ф;1кп изменений коэффициента статического тре11ия н периоды отн зс11тел1 н1,1:: 11г>коя и движения для случаев роста козфф11циентон 1 реш1я . (в? — 11 п!;;<.1:— тельном покое f (t ) ) О, (г) — в отяосительном движении E (t ) > 0 з 1еЯ ментов пары трения.

Устроиство со„.1ер1;.;11т .«хо:1; I з l,",ë!!|iÿ перемеш1ой с ос тания к щей норма;1111!!il силы прижима, вход 2 задания птн 1ситЕЛЬНОй СI;OP0CTII СК Х1Ь:КЕ1111.1 11 . пil тов пары трения, выход 3 c .1!:111 тре1п1я, первый блс к 4 фор. 111рc 11 1iii! у, ;, второй блок 5 формирования моду:rÿ, блпк ïдол1 рпва111111 а г11 с . 11 ° ..! тавляющей силы треш111, с;còîi щ;11- 1! 1 источника 6 положите.. 11 ного напр.1.-.:с=ния, источника 7 o TpIIIJ,,! tåëüiiçãо пряжения, ключа 8 и компаратпра 9, второй интегрбсумматор 10, пер111,.8 11нтегросумматор 11, инвертор 12, огранп1п1тельные диоды 13 и 11, о1 р; 1 .11птельные резисторы 15 и 16, согласу1ощие резпсторы 17 и 18, сумматор 19, блок 20 умножения, блок моделирования сухого трения, состоящий из источника 21 положительиого опорного напряжения, источника

22 отрицательного опорного напрякения, масштабных резисторов 23 и 24 и диодного моста 25, содержащего дио45

55 ра 19 будет выработано напряжение, пропорциональное нормальной силе прижима элементов моделируемой пары, которое подают на вход первого блока 4 формирования модуля, с выхода которого в виде положительного сигнала напряжение поступает на первый вход блока 20 умножения.

Напряжение с входа 2 поступает на второй блок 5 формирования модуля. с выхода которого через диод" ный мост 25, работающий с первым и вторым разнополярными источниками

21 и 22 постоянных опорных напряжений, пропорциональных величине мак. симального изменения коэффициента

12619 2 ды 26-29, блок задания экстремального коэффициента статического трения, в11полневны11 в виде источника 30 постоянного напряжения °

Блоки 4 и 5 содержат диоды 31 и операционные усилители 32 °

Устройство работает следующим образом.

При моделировании систем с парами

О трения на вход 1 подают напряжение, пропорциональное переменной составляющей нормальной силы прижима, а на вход 2 — напряжение, пропорциональное относительной скорости скольжения элементов моделируемой пары трения. Напряжение с входа 1 поступает на первые входы сумматора 19 и компаратора 9, на вторые входы кото рых подают напряжение с выхода клю20 ча 8, подключенного своими контактами к разнополярным источникам 6 и 7 напряжений. Через размыкающий контакт поступает напряжение от источника 6, например положительное, а через замыка1ощий контакт от источника 7 — отрицательное, по модулю пропорциональные адгезионной составляющей нормальной силы прижима элементов трения друг к другу. Когда ал30 гебраическая сумма напряжений на первом и втором входах компаратора станет, напр11мер, отрицательной, ком. паратор релейно выработает сигнал управления ключом, который переклю35 чит свои контакты. В результате этого на вторые вхоцы сумматора 19 и компаратора 9 поступят напряжения, пропорциональные адгезионной составляющей нормальной силы прижима со

40 знаком, соответствующим знаку алг..браичсской суммы адгезионной и переменной составля1ощих нормальной с;1лы пр11ж11ма. На выходе суммато1312619

СтатИЧЕСКОГО тРЕШ)Я с1 Г l ) е. »)t продолжительностей периоцон относитеJIbHbot покоя и движения элементов пары трения, напряжение подается на первый вход второго »нтегросум5 матора 10. На второй его вход подается сигнал от источника 30 постоянного напряжения, пропорционального экстремальному значению коэффициента статического трения. Напряжение, 10 сформировавшееся на выходе второго интегросумматора 10, пропорциональное продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения, подается на его 15 третий вход и одновременно на второй вход блока 20 умножения. Напряжение с входа 2 устройства поступает также на первый вход первого »»тегросумматора 11, который учитывает в покое величину и знак предварительного упругого смещения элементов пары трения между собой, на второй и третий его входы напряжение поступает с его собственного выходя через ди- 25 одно-резисторные цепи огряничения, состоящие из ограничитель»к)х д»одов 13 и 14 и резисторов 1э » 16, на управляющие точки которь)х )апряжение поступает соотнетстнсн»о че- 30 рез согласующий резистор 17 с выхода блока 20 умножения » «ере3 согласующий резистор 18 и и»нертор 32 с выхода блока 20 ум»оженил. В результате на выходе первого интеграто- 35 ра 9, т.е. на выходе устройства 3, вырабатывается напряжен»е, »рог)орциональное силе трения, зян»сящс» по величине от нормально» с.t:tt,l »р»ж» гэ элементов пары т; ения, н том числе и от адгез»он»ой состянг) .l )сlt»» этой

40 силы, продолжительностей »ер )опон относительных покоя и пн»жсш)я эт»х элементов, по з»яку от »япрянлсния скорости относите;)ь»ОГО скол»жсн»я их, а в покое — по вег»»»)не It з»яку от преднарительиого упругого смещения элемеHToB пары трон»я мегду собой.

50

Полярность установки диодов второго блока 5 выбирают н зян»с»мости от принятой величиш.*, экстремального (максимального»ли м»ш)мяльного) коэффициента треш)я» полярнос- 55 ти источника 30 постоянного напряжения, пропорционального этому коэффициенту, с учетом фактического изменения коэффициента трен»я в периоды от»ос»тельных покоя и движения моделируемой пары трения, т.е. растет ли он н периодьг покоя или в периоды движения.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Устройство для воспроизведения зависимости силы трения от нормальной силы, скорости, времени и предварительного смещения, содержащее первый интегросумматор, выход которого является выходом силы трения устройства и соединен с первыми выводами первого и второго ограничительных размеров, вторые выходы которых подключе. ны к первым выходам соответственно первого и второго согласующих резис- торов, первый блок формирования модуля, вход задания относительной скорости скольжения элементов пары трения устройства соединен с первым входом первого интегросумматора, второй вход которого подключен к аноду первого ограничительного диода, катод которого соединен с вторым выводом первого ограничительного резистора, третий вход первого интегросумматора подключен к катоду второ"

ro ограничительного диода, анод которого соединен с вторым вывоДом второго ограничительного резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него ввсдены блок моделирования адгезион»ой составляющей силы трения, состоящий »з источника положительного на" пряжения, источника отрицательного напряжения, переключателя и компаратора, сумматор, блок умножения, иннертор, второй блок формирователя модуля, блок моделирования сухого трения, второй интегросумматор и блок задания экстремального коэффициента статического трения, выполненный в виде источника постоянного напряжения, выход которого подключен . к первому входу второго интегросумматора, выход которого соединен с первым входом блока умножения и с вто" рым своим входом, вход задания переменной составляющей нормальной силы прижима устройства подключен к первому входу сумматора и первому ъходу коммутатора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, переключающий контакт которого подключен к второму входу компаратора и к второму входу сумматора, выход

Составитель В.Рыбин

Техред Л. Олийнык

Корректор С.Черни

Редактор С.Пекарь

Подписное

Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1973/50. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 131 которого через первый блок формирования модуля соединен с вторым входом блока умножения, выход которого непосредственно подключен к второму выводу первого согласующего резистора и через инвертор соединен с вторым выводом второго согласукицего резистора, первый вход первого интегросумматора через второй блок формирования модуля соединен с входом блока

2619 6 моделирования сухого трения, выход которого подключен к третьему входу второго интегросумматора, выход источника положительного напряжения че5 pcs размыкающий контакт переключателя соединен с вторым входом компаратора, который через замыкающий контакт переключателя подключен к вы" ходу источника отрицательного напря-!

О жения.