Стенд для испытания фрикционных тормозов

(5 РЕ ЕНИ ТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ венный техни Г,П.Дубовицкийряк6 азегз, Аппае ТАНИЯ ФРИКЦ ию овы дача мо- ада- ком и втором ивход прав- входу блока чен к х блоподвого масшвходу ретьчен к дклюество; насов. ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗО(71) Челябинский госудаский университет(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЬОННЫХ ТОРМОЗОВ Изобретение относится к измерениспытанию и предназначено для стендиспытаний фрикционных тормозов.В основу изобретения положена зсоздать стенд с повышенной точностьделирования инерционной массы. Этача решается тем, что стенд снабжен блзадания инерционной массы, первымрым масштабными блоками, инвертоинтегрирующим устройством, причеминвертора подключен к выходу блока уления тормозом, а выход ко второмувторого множительного блока, выходзадания инерционной массы подклювходам первого и второго масштабныков, выход первого масштабного блокаключе н ко второму входу пермножительного блока, выход второготабного блока подключен ко второмувторого множительного блока, выход тего суммирующего устройства подклювходу интегратора, выход которого почен ко второму входу второго суммируго устройства. На фиг,1 представлено устриг,2 - графики переходных про(57) Использование; в стендовых испытаниях фрикционных тормозов. Сущность: стенд снабжен блоком задания инерционной массы, масштабными блоками, инвертором и интегрирующим устройством. За счет непрерывного изменения тормозного момента с последующим вычислением текущего значения скорости в процессе торможения приводного двигателя осуществляется точность моделирования инерционной массы. Система управления устанавливает вычисленное значение скорости. 2 ил,Устроиство состоит из тормозного устройства 1, блока управления тормозом 2, приводного двигателя 3, усилителя мощности 4, первого суммирующего устройства 5; второго суммирующего устройства 6, блока задания скорости 7, датчика скорости 8, датчика момента 9, первого множительного блока 10, инвертора 11, блока задания инерционной массы 12, первого масштабного блока 13, второго масштабного блока 14, третьего суммирующего блока 15, второго множительного блока 16, интегрирующего устройства 17.Вал приводного двигателя 3 соединен с тормозным 1 и датчиком скорости 8, Выход датчика скорости подключен к первому входу первого суммирующего устройства 5, второй вход которого подключен к выходу второго суммирующего устройства 6, а выход через усилитель мощности 4 подключен к двигателю 3,Первый вход второго суммирующего устройства подключен к блоку задания скорости 7, а второй вход через интегрирующее устройство 17 подключен к выходу третьего суммирующего устройства 15. Первый вход третьего суммирующего устройства под 1835497ключен к выходу первого множительного блока 1 О, первый вход которого через датчик момента 9 соединен с первым входом тормозного устройства, а второй вход подключен к выходу первогомасштабного блока 13. Второй вход третьего суммирующего блока подключен к выходу второго множительного блока 16, первый вход которого подключен к выходу второго масштабного блока 14, а второй вход через инвертор 11 подключен ко второму входу тормозного устройства и к выходу блока управления 2 тормозом 1. Входа первого и второго масштабных блоков задания инерционной массы 12,устройство работает следующим образом,При отсутствии сигнала на выходе блока 2 управления тормозом сигнал на выходе инвертора равен единице, а на выходе датчика момента 9 и первого множительного устройства равен О, При этом сигнал на выходе интегрирующего устройства устанавливается равным нулю сигналом с выхода второго множительного устройства. При наличии сигнала на выходе блока задания скорости 7 двигатель 3 разгоняется до скорости Оо = 07(фиг.2). При наличии сигнала на выходе блока 2 управления тормозом включается тормоз и на выходе датчика момента 9 появляется сигнал, а на выходе инвертора 11 сигнал будет равен нулю, Сигнал на выходе множительного блока 1 О пропорционален отношению01 о = - у-,М где М - тормозной момент;3 - суммарный момент инерции двигателя стенда и моделируемой массы подвижного обьекта, задаваемый блоком 12, Сигнал 01 о поступает через сумматор 15 на вход интегратора 17.Сигнал на выходе интегратора будет изменяться по закону017 = К. , бт, ( 2) где К - масштабный коэффициент.Сигнал на выходе суммирующего устройства 6 будет изменяться по выражению06 07- 017илиО 6 О 1 КР - й РЗРПри М (1) - сопи выражение (3) и, следовательно, торможение двигателя будет происходить по линейному закону (прямая 1 нафиг.2), При М(1) бФ/ сопя закон изменения выражения 3 и, следовательно, процесс торможения будет определяться законом изменения момента торможения,5 В частности процесс торможения можетпроисходить по кривой 2 (фиг,2).Из фиг.2 видно, что мгновенное значение скорости в в процессе торможения равно(4) Известно, что для свободно вращаю 15 щихся масс время торможения равно от=3Мо М(5) где йЬ- начальная скорость процесса торможения,М - момент торможения.При М = сопз 1 и 3 = сопзт процесс торможения проходит по прямой 1 (фиг,2), ко торая описывается уравнением или 5 О Переходя к дифференциалу получим б вР М Р т 1- откуда(9)Таким образом выражение 9 дает математическое обоснование моделирования Ш 1 =Ио - а т (6)Моа=щ а= -1 т3 О Ь - время торможения до полной остановки.При нелинейности графика торможения(кривая 2 нв фиг;2) текущее значение скорости будет изменяться по выражению 4.35 Поделим процесс торможения на интервалы времени Д, в течение которого можно считать момент торможения М(1)постоянным.Тогда на интервале и+ 1 текущее значе 4 О ние а (л + 1) (фиг.2) будет равноФ (о+1)= Ыо+ Д 1Р Р М5 10 15 20 25 30 35 40 инерционной массы подвижного объекта, т,к.3 =3 д+3 огде Зд - момент инерции двигателя стенда;3) - момент инерции моделируемой массы подвижного объекта,Процесс торможения будет происходить по выражению 9 до полной остановки. При в 1 =0 моментторможения становится равным нулю и, следовательно, сигнал на входе интегратора 17 также равен нулю. Сигнал на выходе интегратора будет равен Оп" 07 а сигнал на выходе сумматора 6 будет равен нулю. Двигатель 3 будет неподвижен, Такое состояние будет сохраняться до тех пор, пока будетприсутствовать сигнал на. выходе блока 2 управления тормозом.При снятии сигнала управления тормозом (02- 0) сигнал на выходе множительного блока 16 будет равен016= К 14 012 011, (10) где К 14 - масштабный коэффициент блока 14,012 - определяет суммарный момент инерции двигателя стенда и моделируемого подвижного объекта,011-1 - сигнал инвертора 11. Сигнал на входе интегратора будет равен015 01 о - 016 = - 016 (11) т.к. в этом случае О 1 о = 0Сигнал на выходе интегратора будет меняться по выражению и= 07. К)Оый= От. КОза (12) 1 ри этом сигнал на выходе сумматора 6 будет изменяться по выражению 06- 07- 017 К 0161 (13) аскоросьдвигателя щ= К 0161Таким образом, разгон двигателя после торможения буде проводится) по линейному закону. При этом интейсивность разгона будет определяться заданной суммарной инерционной массой, т.к.016.=- ЭТаким образом, предлагаемое устройство позволяет более точно моделировать инерционные массы подвижных объектов при испытании фрикционных тормозов.Устройство прошло лабораторные испытания и в настоящее время проходит опытно-промышленные испытания на стенде для испытания фрикционных тормозов вагонов метрополитена на Мытищенском машиностроительном заводе.Формула изобретения Стенд для испытания фрикционных тормозов, включающий испытываемый тормоз, соединенный одним входом датчика тормозного момента и другим входом с выходом блока управления тормозом, приводной двигатель, соединенный валом с тормозом и датчиком скорости, выход которого подключен к первому входу первого суммирующего устройства, усилитель мощности, вход которого подключен к выходу первого суммирующего устройства, а выход подключен к приводному двигателю, блок задания скорости, подключенный к.первому входу второго суммирующего устройства первое множительное устройство, первый вход которого подключен к выходу датчика момента, а выход подключен к первому входу третьего суммирующего устройства, второй множительный блок, выход которого подключен к второму входу суммирующего устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности моделирования инерционной массы, стенд снабжен блоком задания инерционной массы, первым и вторым масштабными блоками, инвертором и интегрирующим устройством, причем вход инвертора подключен к выходу блока управления тормозом, а выход - второму второго множительного блока, выход блока задания инерционной массы подключен к входам первого и второго масштабных блоков, выход первого масштабного блока подключен к второму входу первого множительного блока, а выход второго масштабного блока подключен к второму входу второго множительного блока, выход реьего суммирующего устройства подключен к входу интегратора, выход которого подключен к второму входу второго суммирующего устройства,1835497Составитель А.Школьников Редактор Т.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М,Керец Заказ 2980 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10