Устройство для моделирования жесткой фрикционной муфты

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной техни ке и предназначено для использования при моделировании динамических систем с фрикционными связями , особенно прецизионных электромеханических систем. Цель изобретения - повышение точности моделирования процесса буксования за счет воспроизведения на модели режимов и условий, адекватных тем, что имеют место в реальных жёстких фрикционных муфтах. Указанная цель достигается за счет выделения из суммарного динамического момента составляющих, воздействующих на ведущую и ведомую полумуфты устройства, с последующим ограничением последней на уровне, допустимом по условиям фрикционной связи между полумуфтами . 1 ил.

СОК)Э COBE TCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s G 06 G 7/48

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809051/24 (22) 02.04.90 (46) 23.05,93. Бюл. N. 19 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.И,Чикалов, Е.В.Колчев и О.В.Писковатская (56) Авторское свидетельство СССР

N 1003109, кл. G 06 6 7/48, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЖЕСТКОЙ ФРИКЦИОННОЙ МУФТЫ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании динамических систем с фрикционными связяИзобретение относится. к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании динамических систем с фрикционными связями, особенно прецизионных электромеханических систем.

Цель изобретения — повышение точности моделирования процесса буксования за счет воспроизведения на модели режимов и условий адекватных тем; что имеют место в реальных жестких фрикционных муфтах.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для моделирования жесткой фрикцион ной муфты содержит третий 1, четвертый 2, первый 3 и второй 4 сумматоры, интегратор 5 и интегросумматор 6, первый

7 и второй 8 блоки выделения модуля, блок нелинейности типа "ограничение насыщения" 9, инвертор 10, релейный элемент 11, апериодическое звено 12, блок преобразования частоты скольжения в момент трения

„,5U „„1817112 А1 ми, особенно прецизионных электромеханических систем. Цель изобретения — повышение точности моделирования процесса буксования за счет воспроизведения на модели режимов и условий, адекватных тем, что имеют место в реальных жестких фрикционных муфтах. Указанная цель достигается за счет выделения из суммарного динамического момента составляющих, воздействующих на ведущую и ведомую по. лумуфты устройства, с последующим ограничением последней на уровне, допустимом по условиям фрикционной связи между полумуфтами. 1 ил.

13 и источник постоянного напряжения 14, резисторы 15, конденсаторы 16, диоды 17, стабилитроны 18, усилители 19.

Три входа третьего сумматора 1 являются входами устройства. На первый из них, соединенный со вторым входом второго сумматора 4, поступает задание момента сопротивления движению ведомой полумуфты, на второй — задание момента сопротивления движению ведущей полумуфты, а на третий — задание движущего момента устройства. Выход третьего сумматора подключен к первым входам четвертого сумматора 2 и интегросумматора 6. Четвертый сумматор 2 своим выходом соединен со входом интегратора 5, информационным входом блока нелинейности типа "ограничение насыщения" и вторым входом интегросумматора 6. Выход интегросумматора 5 является выходом напряжения, пропорционального частоте вращения ведомой полумуфты устройства и связан со вторым входом первого

1817112 сумматора 3. Второй вход последнего соединен с выходом интегросумматора 6. Выход первого сумматора 3 через первый блок выделения модуля 7 соединен со входом блока преобразования частоты скольжения в момент трения 13. Выход последнего подключен к первому входу второго сумматора

4, третий вход которого соединен с выходом апериодического звена 12. Выход второго сумматора 4 связан со входом инвертора 10 и первым входом задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение насыщения" 9, Второй вход задания уровня ограничения последнего подключен к выходу инвертора 10, Выход блока нелинейности типа "ограничение насыщения" 9 соединен с третьим входом четвертого сумматора 2.

Релейны и элемент 11 своим входом подключен к инвертирующему выходу первого блока выделения модуля 7, а выходом — ко второму входу четвертого сумматора 2 и входу второго блока выделения модуля 8, который своим выходом соединен с первым входом апериодического звена 12. Ко второму входу последнего подключен источник постоянного напряжения 14.

Устройство мЬделмрования жесткой фрикционной муфты работает следующим образом. В результате алгебраического суммирования входных напряжений устройства, которые пропорциональны движущему моменту Мдв и моментам сопротивления движению ведущей МС1 и ведомой Мд полумуфт, на выходе третьего сумматора 1 формируется -напряжение пропорциональное суммарному динамическому моменту Мд, которое поступает на первые входы интегросумматора 6, и четвертого сумматора 2.

На выходе последнего формируется напряжение пропорциональное динамическому моменту Мдр, приложенному к ведомой полумуфте устройства.

При нулевом выходном сигнале релейного элемента 11, что выполняется при условии равенства частот вращения ведущей в1 и ведомой te полумуфт(режим отсутствия буксования), и величине сигнала Мдг ниже предельного уровнй Мд2п, задаваемого блоком нелинейности типа "ограничение насыщения", напряжение Мд2 оказывается пропорциональным Мд и без искажений поступает на вход интегратора 5 и второй вход интегросумматора 6. После алгебраического суммирования на входе последнего сигнзлое Мд и Мдг образуется величина пропорциональная динамическому моменту Мд1, приложенному к ведущей полумуфте. В результате интегрирования на выходе интегросумматора 6 формируется напряже5

Ф

55 ние,пропорциональное частоте вращениь ведущей полумуфты в>.

Одновременно сигнал Мдг обрабатывается интегратором 5, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное частоте вращения ведомой полумуфты Ю .

Поскольку в рассматриваемой ситуации осуществляется линейное преобразование переменных, при надлежащем выборе коэффициентов передачи операционных блоков обеспечивается равенство напряжений в!! и !вг!, что соответствует режиму рабоTbf фрикционной муфты без буксования.

При увеличении напряжения задания движущего момента Мде, подаваемого нз третий вход третьего сумматора 1естественно растет и Мд . Это может привести к тому, что выходное напряжение Мдг четвертого сумматора 2 достигнет предельного уровня Мд2п после чего дальнейший его рост становится невозможным (этз ситуация соответствует достижению предельного момента. обусловленного силами трения в реальном объекте). В результате нарушается пропорциональная связь между Мд! и

Мдг. Динамический момент Мд1 начинает расти быстрее, чем Мдг и, следовательно, в1! превышает !са! . Наступает режим буксования, Благодаря суммированию разнополярных сигналов в1 и — и на входах первого сумматора 3, на его выходе формируется напряжение пропорциональное частоте скольжения обеих полумуфт cong. Через первый блок выделения модуля 7 оно поступает на вход блока преобразования частоты скольжения 13 в момент трения М,о. Выходной сигнал последнего вторым сумматором

4 алгебраически суммируется с напряжениями, пропорциональными моменту сопротивления движению ведомой полумуфты

Мд и той части момента трения Л Мт, которая зависит от продолжительности состояния относительного покоя обеих полумуфт.

Таким образом на выходе второго сумматора 4 формируется напряжение пропорциональное предельному уровню Мдгп. Это напряжение и обратное ему по знаку, получаемое нз выходе инвертора 10 используется для задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение насыщения", обеспечивая поддержание Мдт на уровне Мдгп на протяжении всего интервала буксования.

С момента возникновения буксования сигнал вс, снимаемый с инвертирующего выхода первого блока выделения модуля 7, подается на вход релейного элемента 11.

Возникающее при этом нз выходе послед1817112 него напряжение О« = О, поступает на второй вход четвертого сумматора 2 и обеспечивает удержание íà его выходе напряжения Мдг на уровне Мдр = Мдг до прекращения режима буксования, т.е, 4о тех пор, пока не будут выполнены условия

601 =щ и Мл2 < Млг .

Цепочка из второго блока выделения модуля 8, апериодического звена 12 и источника постоянного напряжения 14 обеспечивает формирование той части момента трения ЛМт, которая зависит от времени относительного покоя полумуфт.

При отсутствии буксования за счет источника постоянного напряжения 14 на выходе а периодического звена устанавливается максимальное значение сигнала hM . При возникновении буксования на выходе релейного элемента 11 появляется напряжение U«4 О, которое через второй блок выделения модуля 8 поступает на первый вход апериодического звена 12 и обеспечивает снижение уровня его выходного сигнала Л Мт. С прекращением режима буксования выходной сигнал релейного элемента 11 становится равным нулю и напряжение hMT восстанавливается до начального уровня.

Формула изобретения

Устройство для моделирования жесткой фрикционной муфты, содержащее источник постоянного напряжения, интегратор, вы. ход которого является выходом напряжения пропорционального частоте вращения ведомой полумуфты устройства, первый-четвертый сумматоры, инаертор, первый блок выделения модуля, блок нелинейности типа

"ограничение насыщения", релейный элемент, причем выход первого сумматора подключен к входу первого блока выделения модуля, выход второго сумматора соединен с первым входом задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение

10 насыщения" и входом инверторэ, выход которого подключен к второму входу задания уровня ограничения блока нелинейности типа "ограничение насыщения", о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены интегросумматор, второй блок выделения модуля, апериодическое звено и блок преобразования частоты скольжения в момент трения, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого обьединен с первым входом третьего сумматора и является входом задания момента сопротивления движению ведомой полумуфты ус15 тройства, второй вход третьего сумматора .является входом задания момента сопротивления движению ведущей полумуфты устройства, третий вход третьего сумматора— входом задания движущего момента уст20 ройства, выход третьего сумматора соеди-, нен с первыми входами четвертого. сумматора и интегросумматора, выход которого подключен к первому входу первого, сумматора, второй вход которого соединен

25 с выходом интегратора, инаертирующий выход первого блока выделения модуля подключен к входу релейного элемента, выход которого соединен с вторым входом четвер того сумматора и входом второго блока вы30 деления модуля, выход которого подключен к первому входу апериодического звена, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, выход источника постоянного напряжения подключен к второму

35 входу эпериодического звена, выход четвертого сумматора соединен с входом интегратора. с вторым входом интегросумматора и с информационным входом блока нелинейности типа "ограничение насыщения", вы40 ход которого подключен к третьему входу четвертого сумматора, выход первого блока выделения модуля соединен с входом блока преобразования частоты скольжения в момент трения, 1817112

Составитель В.Чикалов

Редактор Г.Бельская Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская

Заказ 1724 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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