Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980201010.12737/3517Технические наукиTechnical sciencesТехнические наукиTheory elements of zero negative-feedback in adaptive friction clutchesЭлементы теории отрицательно-нулевой обратной связи в адаптивных фрикционных муфтахШишкарёв Михаил ПавловичShishkarev Mikhail Павловичshishkarev_m_p@mail.ruКобзевКирилл ОлеговичKobzevKirill Олеговичkobzevkirill1990@mail.ru0704201407042014141180190https://naukaru.ru/en/nauka/article/2010/view
Дополнительная фрикционная группа в конструкции муфты повышает её нагрузочную способность. Это бесспорное достоинство адаптивных фрикционных муфт второго поколения с комбинированной обратной связью. Коэффициент усиления обратной связи меняется в зависимости от значения коэффициента трения. В работе решается задача установления данной закономерности и синтеза на этой основе принципиальной схемы управляющего устройства с определением его параметров. Установленная закономерность позволяет утверждать следующее. При отсутствии распорной силы и минимальном значении коэффициента трения изменение величины коэффициента усиления не превышает его предельного значения. Это обеспечивает автоматическое управление с теоретически достижимой «идеальной» нагрузочной характеристикой муфты. Найдена геометрическая форма кривой, которая очерчивает боковую стенку гнезда под тело качения управляющего устройства и обеспечивает автоматическое регулирование в адаптивной фрикционной муфте. Целью в данном случае является получение теоретически «идеальной» нагрузочной характеристики муфты.
A supplementary friction group in the clutch design increases its load capacity. It is a decided advantage of adaptive friction clutches of the second generation with combined feedback. The feedback gain changes depending on the friction coefficient value. The problem of establishing such patterns, and the synthesis of the command unit elementary diagram with its parametrization based on this concept, is solved in the paper. The identified regularity allows stating the following. Under zero thrust force and minimum friction coefficient value, changing the gain level does not exceed its limit value. It provides an automatic control with a theoretical “ideal” load characteristic of the clutch. A curve geometric form outlining the side wall of the rolling body socket of the command unit, and providing an automatic control in the adaptive friction clutch, is found. In this case, the goal is to obtain a theoretically «ideal» load characteristic of the coupling.
Введение. В адаптивных фрикционных муфтах (АФМ) второго поколения [1] применяется управляющее устройство (УУ) отрицательно-нулевой обратной связи. Достоинством таких муфт является повышенная нагрузочная способность за счёт введения в конструкцию фрикционной группы, не охваченной отрицательной обратной связью [1, 2]. Однако при практическом применении точность срабатывания АФМ не всегда отвечает требованиям по защите приводов технологического оборудования от поломок в результате случайных перегрузок [3].Отличительные особенности адаптивных фрикционных муфт второго поколения с отрицательно-нулевой обратной связью [1]:— наличие в составе дополнительной фрикционной группы, которая не охвачена отрицательной обратной связью (так называемой «нулевой» обратной связью), как основная фрикционная группа;— более высокие (при равных конструктивных параметрах) нагрузочная способность и точность срабатывания (скорость и качество срабатывания муфты) [2, 3].Постановка задачи исследования. Установление закономерности изменения величины коэффициента усиления (КУ) обратной связи в зависимости от величины коэффициента трения в АФМ второго поколения.Решение задачи. Объект исследования — АФМ второго поколения (базовый вариант) — представлен схемой (рис. 1).Соосные одна другой полумуфты 1 и 2 кинематически связаны между собой двумя фрикционными группами (ФГ):— основной (ОФГ), состоящей из дисков трения 3 и 4;— дополнительной (ДФГ), включающей диски трения 5 и 6.Диски 3 и 5 связаны в окружном направлении со ступицей нажимного диска 7, диски 4 и 6 — с барабаном полумуфты 2.Нажимной диск 7 смонтирован на ступице полумуфты 1 и лишён кинематической связи с ней в окружном направлении, за исключением незначительного трения, не учитываемого в даль-нейшем исследовании.
Шишкарёв, М. П. Математические модели адаптивного фрикционного контакта твёрдых тел второго поколения / М. П. Шишкарёв // Математические методы в технике и технологиях : сб. тр. ХVIII Междунар. науч. конф. В 10 т. Т. 5. Секция 5 «Компьютерная поддержка производственных процессов» / под общ. ред. В. С. Балакирева. - Казань : Изд-во Казанского гос. технологич. ун-та, 2005. - С. 72-76.Shishkarev, M. P. Matematicheskie modeli adaptivnogo friktsionnogo kontakta tverdykh tel vtorogo pokoleniya / M. P. Shishkarev. Matematicheskie metody v tekhnike i tekhnologiyakh : sb. tr. XVIII Mezhdunar. nauch. konf. V 10 t. T. 5. Sektsiya 5 «Komp´yuternaya podderzhka proizvodstvennykh protsessov» / pod obshch. red. V. S. Balakireva. - Kazan´ : Izd-vo Kazanskogo gos. tekhnologich. un-ta, 2005. - S. 72-76.Шишкарёв, М. П. Адаптивные фрикционные муфты. Исследование, конструкции и расчёт / М. П. Шишкарёв. - Ростов-на-Дону : Изд-во РГАСХМ, 2002. - 228 с.Shishkarev, M. P. Adaptivnye friktsionnye mufty. Issledovanie, konstruktsii i raschet / M. P. Shishkarev. - Rostov-na-Donu : Izd-vo RGASKhM, 2002. - 228 s.Тепинкичиев, В. К. Предохранительные устройства от перегрузки станков / В. К. Тепинкичиев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Машиностроение, 1968. - 112 с.Tepinkichiev, V. K. Predokhranitel´nye ustroystva ot peregruzki stankov / V. K. Tepinkichiev. - 2-e izd., pererab. i dop. - Moskva : Mashinostroenie, 1968. - 112 s.Шишкарёв, М. П. Эффективность применения адаптивных фрикционных муфт / М. П. Шишкарёв // Известия вузов. Машиностроение. - 2001. - № 1. - С. 27-31.Shishkarev, M. P. Effektivnost´ primeneniya adaptivnykh friktsionnykh muft / M. P. Shishkarev. Izvestiya vuzov. Mashinostroenie. - 2001. - № 1. - S. 27-31.Шишкарёв, М. П. Об ограничениях при выборе параметров некоторых типов адаптивных фрикционных муфт / М. П. Шишкарёв // Вестник машиностроения. - 2001. - № 7. - С. 8-11.Shishkarev, M. P. Ob ogranicheniyakh pri vybore parametrov nekotorykh tipov adaptivnykh friktsionnykh muft / M. P. Shishkarev. Vestnik mashinostroeniya. - 2001. - № 7. - S. 8-11.Шишкарёв, М. П. Математическая модель устойчивости движения привода с адаптивной фрикционной муфтой / М. П. Шишкарёв // Математические методы в технике и технологиях : сб. тр. ХV Междунар. науч. конф. В 10 т. Т. 8. Секция 8 «Компьютерная поддержка технологических процессов и производственных систем» / под общ. ред. В. С. Балакирева. - Тамбов : Изд-во Тамбовского гос. техн. ун-та, 2002. - С. 70-75.Shishkarev, M. P. Matematicheskaya model´ ustoychivosti dvizheniya privoda s adaptivnoy friktsionnoy muftoy / M. P. Shishkarev. Matematicheskie metody v tekhnike i tekhnologiyakh : sb. tr. KhV Mezhdunar. nauch. konf. V 10 t. T. 8. Sektsiya 8 «Komp´yuternaya podderzhka tekhnologicheskikh protsessov i proizvodstvennykh sistem» / pod obshch. red. V. S. Balakireva. - Tambov : Izd-vo Tambovskogo gos. tekhn. un-ta, 2002. - S. 70-75.Поляков, В. С. Справочник по муфтам / В. С. Поляков, И. Д. Барбаш, О. А. Ряховский. - Ленинград : Машиностроение, 1974. - 352 с.Polyakov, V. S. Spravochnik po muftam / V. S. Polyakov, I. D. Barbash, O. A. Ryakhovskiy. - Leningrad : Mashinostroenie, 1974. - 352 s.