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

(504 С 06 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О КА литехово СССР1981.СССР1981. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений и ОткРытий НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) филиал Владимирскогонического института в г,Ко(56) Авторское свидетельстУ 1015399, кл. С 06 С 7/48Авторское свидетельствоВ 999071, кл. С 06 С 7/48,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯАВИСИМОСТИ СИЛЫ ТРЕНИЯ ОТ НОРМАЛЬОЙ СИЛЫ, СКОРОСТИ, ВРЕМЕНИ И ПРЕДАРИТЕЛЬНОГО СЮШЕНИЯ(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования и моделировании механических систем с парами трения. Целью изобретениявляется повышение точности и расрение функциональных возможностейустройства. Устройство содержитблоки 4 и 5 формирования модуля,источники б и 7 соответственно пол жительного и отрицательного напряжений, ключ 8, компаратор 9, сумматоры10 и 11, инвертор 12, ограничительные диоды 13, 14, ограничительныерезисторы 15, 16, согласующие резисторы 17 и 18, сумматор 19, блок 20умножения, источники 21 и 22 соответственно положительного и отрицательного опорных напряжений, масштабные резисторы 23 и 24, диодныймост 25, источник 30 постоянного напряжения. Устройство позволяет повысить точность и расширить функционалные возможности за счет учета адгЕзионных составляющих сил трения.2 ил.1 13Изобретение отц .,вычислительной технике и предназначено для использован прц оде.цровании механических систем с парами трения, силы трения которых зависят по величине от нормальной силы прижима элементов пары трения, в том числе и от адгезионцой 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 цара:ц треция,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства и повышение точцостц моделирования,На фиг,1 представлена блок-схемаустройства, ца фиг,2 - схемы сцл,действующих ца пару трения .прн положите.ьцом (а) и отриц;те:,цо. (6)цаправлеццях адгезцоцоц состав-яоенормальной силы пржма,рфкизменений коэффициента статическоготеця ц периоды отн стел ц, окояи движения для случаев роста козфЬ:ццецтон трения; (т) -о г; ос: -тельном покое Г(С) ) О, (г) - в относительном движении :(: ) ) О з.е 9ментов пары трения.Устроство со.ер;1;т цхоцзаццяперемеццой составляющей норма; ,цойсилы прижима, вход 2 задания относительной с;орост ск ;ь;е: ,.ц.тов пары трения, выход 3 с трсцюя,пер 3 ьи бло; 4 г 1)ор;рсз 1: ;1 уо 1второй блок 5 формирования оцу:,блск моделттрдвац а г;,тц,тавляющей силы трен, с,стоя; ; и.источника 6 положте.цо о цар:,:ения, источника 7 отрицательногопряжения, ключа 8 и комцаратора 9,второц ицтегросумматор 1 О, пер.й гцтегросумматор 11, ицвертор 12, ограцпгптельные диод. 13 ц 1 , о 1 зт цтельные резисторы 15 и 16, согласуощие резисторы 17 и 18, сумматор 19,блок 20 умножения, блок моделирования сухого трения, состоящийиз источника 21 положительногоопорного напряжения, источника22 отрицательного опорного цапрякения, масштабных резисторов 23 и 24и диодцого моста 25, содержащего дио 55 ля. с выхода которого через диод"цый мост 25, работающий с первым ивторым разнополярными источниками21 и 22 постоянных опорных напряжений, пропорциональных величине мак.сцмального изменения коэффициента 12619 2ды 26-29, блок задания экстремальногокоэффициента статического трения,выполцеццьй в виде источника 30 постоянного напряженияБлоки 4 и 5 содержат диоды 31 иоперационные усилители 32Устройство работает следующим образом,При моделировании систем с парами0 трения на вход 1 подают напряжение,пропорциональное переменной составляющей нормальной силы прижима, а навход 2 - напряжение, пропорциональное относительной скорости скольжения элементов моделируемой пары трения. Напряжение с входа 1 поступает на первые входы сумматора 19 икомпаратора 9, на вторые входы которых подают напряжение с выхода клю 20 ча 8, подключенного своими контактами к разнополярным источникам 6и 7 напряжений. Через размыкающийконтакт поступает напряжение от источника 6, например положительное, ачерез замыкающий контакт от источника 7 - отрицательное, по модулю пропорциональные адгезиоццой составляющей нормальной силы прижима элементов трения друг к другу, Когда ал 30 гебраическая сумма напряжений цапервом и втором входах компараторастанет, например, отрицательной, компаратор релейно выработает сигналуправления ключом, который переклю 35 чит свои контакты. В результате этого ца вторые вхоцы сумматора 19 икомпаратора 9 поступят цапряжеция,пропорциональные адгезиоцной составляющей нормальной силы прижима со40 зцаком, соответствующим знаку алг.брацчсской суммы адгезцоццой ипеременной составляющих нормальнойс;ипржц а. 1 а выходе сумматора 19 будет выработано напряжение, пропорциональное цормальной силе при,а элементов моделируемой пары, которое подают ца вход первого блока 4 формирования модуля, с выхода которого в виде положительного сигнала напряжение поступает ца первый вход блока 20 умножения.Напряжение с входа 2 поступает на второй блок 5 формирования моду1312619 40 50 статического треццл и г ц 1 г и гц продолжительностей периодов относительных покоя и движения элементов Фпары трения, напряжение подается на первый вход второго цнтегросум 5 матора 10. На второй его вход подается сигнал от источника 30 постояцного напряжения, пропорциональногоэкстремальному значению коэффициента статического трения. Напряжение, 10сформировавшееся на выходе второгоинтегросумматора 10, пропорциональное продолжительности периодов относительных покоя и движения элементов пары трения, подается на его 15третий вход и одновременно на второй вход блока 20 умножения, Напряжение с входа 2 устройства поступаеттакже ца первый вход первого ццтегросумматора 11, который учитывает впокое величину и знак предвярцтельцого упругого смещения элементов парытрения между собой, на второй и третий его входы напряжение поступаетс его собственного выход через ди одно-резисторные цепи огряцичецил,состоящие из ограцичительшгх диодов 13 и 1 ч и резисторов 15 и 16,на управляющие точки которых напряжение поступает соответствсццо через согласующий резистор 17 с выхода блока 20 умноженияврез согласующий резистор 18 и ицвертор 32с выхода блока 20 умцожецил. В результате на выходе первого ицтегратора 9, т.е. ца выходе устройства 3,вырабатывается напряжение, пропорциональное силе треццл, зявцслщсй повеличине от нормальной с ц 1 ь црцжцмя элементов пары трения, ц том числе и от адгезцоццой состяцлллг и этой силы, продолжительностей периодовотносительных покоя и яви гсш 1 л этих элементов, по знаку от цяпряцлсцця скорости отцосителього сколженил их, а в покое - по велцчццс ц зцяку от предварительцого упругого смещения элементов пары трсццл менчу собой,Полярность установки диодов второго блока 5 выбирают в зягцсцмости от принятой величиш,., экстремального (максимального цли мцшмяльного) коэффициента треццл и полярцос ти источника 30 постоянного напряжения, пропорционального этому коэффициенту, с учетом фактического изменения коэффициента треш 1 л в периоды относительных покоя и двцжеццл моделируемой пары трения, т.е. растет лиоц в периодьг покоя или в периодыдвижения. 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 пер" ваго и второго ограничительных размеров, вторые выходы которых подключе. цы 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 ицтегросумматора, вто. рой 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" го 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 ввсдецы блок моделирования адгезионцой составляющей силы трения, состоящий цз источника положительного на" прлжеция, источника отрицательного напряжения, переключателя и компаратора, сумматор, блок умножения, инлертор, 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 сое" динен с управляющим входом ключа, переключающий контакт которого подключен к второму входу компаратора и к второму входу сумматора, выходСоставитель В,РыбинТехред Л. Олийнык Редактор С.Пек ектор С .Черни Тираж 673ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская на Заказ 1973 одписно 4/5 ванно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Проектная,роизв 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 согласукщего резистора, первый вход первого интегросумматора через второй блок формирования модуля соединен с входом блока 2619 6моделирования сухого трения, выход которого подключен к третьему входу второго интегросумматора, выход источника положительного напряжения че рез размыкающий контакт переключателя соединен с вторым входом компаратора, который через замыкающий контакт переключателя подключен к вы" ходу источника отрицательного напря- Ю жения.