×
10.06.2016
216.015.44bb

ФРИКЦИОННЫЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения. Фрикционный гаситель колебаний содержит нажимной клин, опирающийся на нажимную пружину и прокладочное кольцо через фрикционные клинья. Фрикционные клинья взаимодействуют с фрикционным стаканом. Гаситель содержит обмотку электромагнита. Коэффициент трения между фрикционными клиньями и фрикционным стаканом изменяется подчиненной системой регулирования. Система регулирования содержит регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, двойной интегратор и выпрямитель. Сумматор сравнивает сигнал задания величины предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения с действительным сигналом амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающим с датчика вертикальных ускорений надрессорного строения. Достигается повышение безопасности движения. 1 ил.
Основные результаты: Фрикционный гаситель колебаний, содержащий нажимной клин, опирающийся на нажимную пружину и прокладочное кольцо через фрикционные клинья, взаимодействующие с фрикционным стаканом, отличающийся тем, что гаситель имеет обмотку электромагнита, размещенную на нажимном стакане, и соединенный с ней источник тока, при этом коэффициент трения между фрикционными клиньями и фрикционным стаканом изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающий с блока уставки предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, с действительным сигналом амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающим с датчика вертикальных ускорений надрессорного строения, двойного интегратора и выпрямителя.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам фрикционных гасителей колебаний, применяемых для демпфирования колебаний железнодорожного подвижного состава.

Известен фрикционный гаситель колебаний, размещенный между надрессорной балкой и боковой рамой тележки, состоящий из упругого тела и установленного на него клина, взаимодействующего с рабочими поверхностями надрессорной балки и боковой рамы [1].

Этот гаситель колебаний, используемый на вагонных тележках типа ЦНИИ-ХЗ, обеспечивает демпфирование колебаний надрессорного строения экипажа в вертикальной и горизонтальной (поперечной) плоскостях. Величина силы трения его зависит от сжатия упругого тела (т.е. от загрузки экипажа).

Недостатком известного гасителя колебаний является то, что для ремонта этого гасителя колебаний необходимо разбирать тележку, восстанавливать рабочие поверхности надрессорной балки боковой рамы и клина. Не имеет этот гаситель колебаний и защиты от внешней среды, что приводит к его загрязнению, к нестабильному коэффициенту трения, а следовательно, и демпфирующих характеристик гасителя. При движении порожнего вагона из-за малой нагрузки на клинья рессор подвешивания сила трения клиньев не обеспечивает требуемого демпфирования и, следовательно, безопасности движения вагона при повышенных скоростях. Статистика сходов грузовых вагонов [2] показывает, что этому явлению подвержены в основном порожние вагоны.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран фрикционный гаситель колебаний (фрикционный амортизатор) железнодорожного подвижного состава, содержащий нажимной клин, опирающийся на нажимную пружину и прокладочное кольцо через фрикционные клинья, взаимодействующие с фрикционным стаканом [3].

Этот гаситель колебаний может быть защищен чехлом от внешней среды, и для проведения ремонта его легко снять с тележки без ее разборки.

Недостатком известного фрикционного гасителя колебаний является то, что у него сила трения не зависит от соотношения частот гармонических составляющих возмущающей силы при прохождении периодических неровностей пути и частоты собственных колебаний надрессорного строения. При приближении частоты одной из гармонических составляющих возмущающей силы к частоте собственных колебаний надрессорного строения порожнего вагона происходит резонансное усиление колебаний, что приводит к ухудшению плавности хода экипажа и увеличению вертикального воздействия на путь. Для снижения амплитуды колебаний при резонансе трение в гасителе необходимо увеличивать. В то же время вне режима резонанса трение в гасителе приводит к ухудшению плавности хода и увеличению воздействия на путь и поэтому должно быть минимальным. Однако в известном гасителе величина силы трения зависит от сжатия нажимной пружины (от загрузки экипажа), и его невозможно изменить в зависимости от наличия или отсутствия резонансных колебаний надрессорного строения.

Известно [4], что коэффициент трения (сцепления) в контакте «металл-металл», помимо физических свойств пары трения, зависит от напряженности магнитного поля в пятне контакта и может быть повышен. Для более детального исследования влияния магнитного поля на коэффициент трения системы «металл-металл» были проведены испытания на специальных установках [5]. Результаты испытаний показали, что для исследуемых моделей контакта «сталь по стали» при прохождении тока в зоне их контакта возможно повышение коэффициента трения (сцепления) более чем на 20%. В настоящее время данное явление объясняется прежде всего эффектом магнитопластичности, одной из главных причин которого считают увеличение подвижности дислокаций при воздействии внешнего электромагнитного поля под влиянием электронных спинов, локализованных на дефектах кристаллической решетки [6].

Целью изобретения является повышение плавности хода экипажа, снижения его воздействия на путь и повышение безопасности движения.

Указанная цель достигается во фрикционном гасителе колебаний, содержащем нажимной клин, опирающийся на нажимную пружину и прокладочное кольцо через фрикционные клинья, взаимодействующие с фрикционным стаканом. Отличительной особенностью его является то, что гаситель имеет обмотку электромагнита, размещенную на нажимном стакане, и соединенный с ней источник тока, при этом коэффициент трения между фрикционными клиньями и фрикционным стаканом изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающего с блока уставки предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, с действительным сигналом амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающим с датчика вертикальных ускорений надрессорного строения, двойного интегратора и выпрямителя.

Фрикционный гаситель колебаний (см. чертеж) содержит нажимной клин 1, опирающийся на нажимную пружину 2 и прокладочное кольцо 3 через фрикционные клинья 4, взаимодействующие с фрикционным стаканом 5. На фрикционном стакане 5 расположена обмотка электромагнита 6, к которой подведено напряжение от источника тока 7. Подчиненная система регулирования состоит из регулятора тока 8 (РТ), сумматора 9 (Σ), блока уставки 10 (У), датчика вертикального ускорения надрессорного строения 11 (ДУ), двойного интегратора 12 (ДИ) и выпрямителя 13.

Фрикционный гаситель колебаний работает следующим образом.

При вертикальных колебаниях надрессорного строения порожнего вагона, вызванных проездом неровностей пути, нажимной клин 1 перемещается, преодолевая сопротивление нажимной пружины 2, взаимодействующей с клином через прокладочное кольцо 3 и силы трения, возникающие в контакте фрикционных клиньев 4 и фрикционного стакана 5. На фрикционном стакане 3 размещена обмотка электромагнита 6, при этом величина тока, проходящего через нее, задается подчиненной системой регулирования.

На регулятор тока 8 (РТ) поступает сигнал с выхода сумматора 9 (Σ). На сумматор 9 (Σ) подается сигнал от блока уставки 10 (У), который пропорционален заданному предельному уровню амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения порожнего вагона вне резонансной зоны, и сигнал с датчика вертикального ускорения надрессорного строения 11 (ДУ), который после двукратного интегрирования двойным интегратором 12 (ДИ) и выпрямления выпрямителем 13, в свою очередь, пропорционален амплитуде вертикальных перемещений надрессорного строения порожнего вагона с частотами, близкими частоте его собственных колебаний на рессорном подвешивании. Пока сигнал от блока уставки 10 больше, чем сигнал с датчика вертикального ускорения надрессорного строения 11, регулятор тока 8 не открывается и ток от источника 7 через обмотку электромагнита 6 не проходит. При превышении сигнала от датчиков 11 над сигналами от датчика 10 регулятор тока открывается и ток от источника 7 начинает проходить через обмотку электромагнита 6, при этом основная часть магнитного потока проходит через фрикционные клинья 4 и фрикционный стакан 5. Этот магнитный поток вызывает увеличение коэффициента трения в их контакте, что ведет к увеличению силы сопротивления гасителя перемещениям. В зависимости от величины положительной разности этих сигналов регулятор тока 8 увеличивает или уменьшает значение тока, проходящего от источника тока через обмотку электромагнита 6, тем самым увеличивая или уменьшая значения силы трения в гасителе колебаний. При равенстве сигналов регулятор тока закрывается и ток через обмотку электромагнита не проходит.

При проезде периодических неровностей пути, приближении частоты одной из гармоник возмущающей силы к частоте собственных колебаний надрессорного строения порожнего вагона увеличивается амплитуда вертикальных колебаний надрессорного строения, что, в свою очередь, приводит к увеличению тока, проходящего через обмотку электромагнита, увеличению коэффициента трения в контакте фрикционных клиньев и фрикционного стакана, ограничению амплитуды колебаний надрессорного строения за счет большего рассеяния энергии колебаний и, соответственно, повышению плавности хода экипажа и снижению его воздействия на путь. Вне резонансных зон сила трения в контакте фрикционных клиньев и фрикционного стакана определяется нажатием пружины и коэффициентом трения, который будет ниже коэффициента трения в случае пропускания тока через обмотку электромагнита.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении коэффициента трения между фрикционными клиньями и фрикционным стаканом в зависимости от величины тока, пропускаемого через обмотку электромагнита, что позволяет увеличивать рассеяние энергии в гасителе в режиме резонансного усиления колебаний надрессорного строения и ведет к повышению плавности хода экипажа, снижению его воздействия на путь и, следовательно, повышению безопасности движения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вагоны. Под ред. Л.А. Шадура. М.: Транспорт, 1980 г., рис. VII.27, стр. 167 и рис.VIII.8, с. 182.

2. Безопасность движения железнодорожного подвижного состава. М.: Интекс, 2010. Тр. ВНИИЖТ. - 175 с.

3. Соколов М.М., Варава В.И., Левит Г.М. Гасители колебаний подвижного состава: Справочник. М.: Транспорт. 1985, рис. 3.5а, С. 52.

4. Лужнов Ю.М., Прунцев А.П. Влияние постоянного магнитного поля на трение твердых тел. - Труды МИИТ, 1974, вып. 467.

5. В.П. Тихомиров, В.И. Воробьев, Д.В. Воробьев, Г.В. Багров, М.И. Борзенков, И.А. Бутрин. Моделирование сцепления колеса с рельсом. Орел: ОрелГТУ, 2007. С. 95-101.

6. Полетаев В.А., Потемкин Д.А. Энергетический анализ влияния магнитного поля на механические свойства стали. Вестник Ивановского государственного энергетического университета (ИГЭУ). - 2007. - №3. - С. 8-11.

Фрикционный гаситель колебаний, содержащий нажимной клин, опирающийся на нажимную пружину и прокладочное кольцо через фрикционные клинья, взаимодействующие с фрикционным стаканом, отличающийся тем, что гаситель имеет обмотку электромагнита, размещенную на нажимном стакане, и соединенный с ней источник тока, при этом коэффициент трения между фрикционными клиньями и фрикционным стаканом изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающий с блока уставки предельной амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, с действительным сигналом амплитуды вертикальных колебаний надрессорного строения, поступающим с датчика вертикальных ускорений надрессорного строения, двойного интегратора и выпрямителя.
ФРИКЦИОННЫЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ
ФРИКЦИОННЫЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 56.
27.03.2013
№216.012.307a

Способ возделывания озимых крестоцветных культур на семена

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе проводят операции рыхления, культивацию, посев, прикатывание, уход за посевами и уборку на семена. Для дополнительного выхода биомассы с единицы площади посевов проводят осеннее скашивание на зеленый корм, сохраняют посевы до весны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477948
Дата охранного документа: 27.03.2013
20.10.2013
№216.012.76e8

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей. Стенд содержит дизель-генераторную установку, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста и соединенную через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496100
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.12.2013
№216.012.9147

Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к автоматическим системам регулирования частоты вращения валов тепловых машин с двигателями внутреннего сгорания. Технический результат заключается в высоких показателях качества системы регулирования при всех режимах работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502884
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.9504

Поршень двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Поршень (1) двигателя внутреннего сгорания содержит полость (4) охлаждения, ограниченную днищем (5) поршня и перегородкой, (6) отделяющей полость от картера двигателя, и имеет подводящий, отводящий, а также дополнительный отводящий каналы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503842
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.9843

Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины содержит тепловую машину (1) (объект регулирования) с агрегатом нагрузки, топливную аппаратуру с приводом - исполнительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504678
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.06.2014
№216.012.d958

Головка цилиндров двс

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Головка цилиндров ДВС содержит корпус (1) с огневым днищем, в котором выполнены отверстия под клапаны, и форсунку, перемычки (5) с отверстиями (6) для их охлаждения между отверстиями под клапаны, полость охлаждения (7)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521418
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.08.2014
№216.012.ee7d

Фрикционный вариатор

Изобретение относится к области механических передач и может быть использовано в качестве элемента трансмиссии в технологическом оборудовании, транспортных, грузоподъемных и сельскохозяйственных машинах. Фрикционный вариатор содержит ведущий (1) и ведомый (2) конусы, прижимаемые пружинами (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526872
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.effb

Компенсационная муфта тягового привода локомотива

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к муфтам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре. Компенсационная муфта тягового привода локомотива содержит резинокордные элементы в виде плоских дисков (1), наружные (2) и внутренние (3) прижимные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527254
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.09.2014
№216.012.f297

Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, а именно к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение надежности пуска двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель содержит цилиндр с поршнем, впускной клапан и два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527925
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f299

Переносная электрическая установка

Изобретение относится к энергетике. Переносная электрическая установка содержит тепловой двигатель и электрический генератор, установленные в корпусе. Соединенные между собой штоком рабочий поршень и вспомогательный поршень образуют в корпусе рабочую камеру теплового двигателя и вспомогательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527927
Дата охранного документа: 10.09.2014
Показаны записи 1-10 из 68.
20.05.2013
№216.012.40fd

Металлокерамический фрикционный сплав

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, и может быть использовано в узлах трения фрикционных муфт сцепления быстродействующих электроприводов для механизированных сортировочных горок железных дорог. Порошковый фрикционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482207
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.08.2013
№216.012.5dc1

Автоматический переналаживаемый фрикционный клиноременный вариатор

Изобретение относится к механизмам передач с бесступенчатым изменением передаточного числа. Автоматический переналаживаемый фрикционный клиноременный вариатор содержит ведущий и ведомый валы, установленные на них раздвижные шкивы, клиновой ремень, охватывающий шкивы. На фланцах ведущего и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489622
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5deb

Кожухотрубный теплообменник

Изобретение относится к теплообменной технике. Кожухотрубный теплообменник содержит пучок труб переменного сечения с чередующимися соосными одинаковыми по длине цилиндрическими участками двух разных диаметров и соединяющими их диффузорными и конфузорными коническими участками с оптимальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489664
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.10.2013
№216.012.76e8

Стенд для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для моделирования динамических процессов в тяговом приводе локомотива с электропередачей. Стенд содержит дизель-генераторную установку, регулируемую дистанционно от контроллера машиниста и соединенную через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496100
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.775c

Линейный генератор возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к электромагнитным генераторам, служащим автономными источниками питания, и может быть использовано совместно с двигателями внутреннего сгорания без кривошипно-шатунного механизма, в устройствах, преобразующих вибрацию в напряжение (например, в подвеске...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496216
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.11.2013
№216.012.82c0

Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания с воздушным аккумулятором

Изобретение относится к машиностроению, повышает надежность пуска двигателя внутреннего сгорания с воздушным аккумулятором. Камера сгорания двигателя внутреннего сгорания с воздушным аккумулятором имеет лепестковый клапан, закрывающий в период пуска и прогрева холодного двигателя сопло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499148
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.12.2013
№216.012.9147

Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к автоматическим системам регулирования частоты вращения валов тепловых машин с двигателями внутреннего сгорания. Технический результат заключается в высоких показателях качества системы регулирования при всех режимах работы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502884
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.94fa

Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение относится к четырехтактным двигателям внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение пусковых качеств двигателя внутреннего сгорания путем разъединения основного и дополнительного цилиндров в период пуска и прогрева двигателя. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503832
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.01.2014
№216.012.9504

Поршень двигателя внутреннего сгорания

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Поршень (1) двигателя внутреннего сгорания содержит полость (4) охлаждения, ограниченную днищем (5) поршня и перегородкой, (6) отделяющей полость от картера двигателя, и имеет подводящий, отводящий, а также дополнительный отводящий каналы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503842
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.9843

Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Автоматическая самонастраивающаяся микропроцессорная система регулирования частоты вращения вала тепловой машины содержит тепловую машину (1) (объект регулирования) с агрегатом нагрузки, топливную аппаратуру с приводом - исполнительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504678
Дата охранного документа: 20.01.2014
+ добавить свой РИД