Способ торможения с обратной связью Российский патент 2017 года по МПК F16D67/00 F16D3/52 F16H19/06 

Изобретение относится к муфтам и тормозам.

Может быть использовано, в частности, в машиностроении.

Известен способ торможения с помощью фрикционных поверхностей, например в изобретении SU 1732065 A1.

Недостатком этого способа является то, что энергия торможения соразмерна с энергией, выделяемой в виде тепла на фрикционных поверхностях. Энергия торможения - это энергия, которую нужно затратить на уменьшение кинетической энергии объекта, который тормозится. При этом эту энергию нужно приложить к тормозному устройству.

Целью изобретения является уменьшение доли энергии торможения на фрикционных поверхностях по сравнению с общей энергией торможения. В случае применения электромагнитных муфт уменьшить долю электромагнитной энергии в общей энергии торможения. Поставленная цель достигается тем, что для осуществления способа используется передача с передаточным числом, зависящим от нагрузки. К такой передаче параллельно подключается аналогичная передача, но вход первой передачи соединяют с выходом второй передачи, а вход второй передачи соединяют с выходом первой передачи. Таким образом осуществляется обратная связь для обеих передач. В этой конструкции реализован эффект "палки, вставленной в колеса", но без вывода из строя средства, которое тормозится. Энергия, необходимая для ввода палки, ничтожна по сравнению с энергией, которая выделилась на деталях средства, которое было заторможено таким образом.

В примере конкретного исполнения используются две совершенно аналогичные цепные передачи с передаточным числом, зависящим от нагрузки. Вал 1, на котором создается крутящий момент, с зубчатым диском 3, соединен с шестернями 10 на диске 4 цепью 5. На диске 4 установлены восемь осей 7 с возможностью вращения. На осях 7 закреплены эксцентрично восемь шестерней 10 и восемь шестерней 8 . Оси шестерней 8 совпадают с осями 7. Кольцевая шестерня 9 контактирует со всеми шестернями 8. Кольцевая шестерня 9 соединена с валом 2 через спиральную пружину 6. При торможении вала 2 с силой, превосходящей силу пружины 6, происходит поворот кольцевой шестерни 9 и вместе с ней поворот шестерней 8 и 10, благодаря тяговому усилию цепи 5, имеющей зацепление с шестернями 10. При этом увеличивается диаметр зубчатого колеса, образованного шестернями 10. Исходное состояние передачи таково, что диаметр зубчатого колеса 3 и диаметр зубчатого колеса, образованного шестернями 10 совпадают. При этом скорости вращения вала 1 и 2 совпадают тоже. При параллельном соединении двух передач в исходном состоянии, как показано на фигуре 1, скорости всех валов совпадают и воздействия на крутящий момент вала 1 не происходит. На второй передаче вал 11 соединен с валом 2 первой передачи, вал 12 соединен с валом 1 первой передачи. Зубчатый диск 13 вместе с валом 11 соединен цепью 15 с шестернями 20, эксцентрично закрепленными на осях 17. Центрально закрепленные на осях 17 шестерни 18 имеют зацепление с кольцевой шестерней 19. Кольцевая шестерня 19 через спиральную пружину 16 соединена с валом 12. Оси 17 установлены на диске 14 с возможностью вращения. Ролики 22 и 21 служат для натяжения цепей 15 и 5. Пазы 23, 24 и штифты 25, 26 служат для ограничения поворота шестерней 9, 19.

При воздействии силы торможения на вал 2 или вал 11 происходит увеличение диаметра зубчатого колеса, образованного шестернями 10. Если первоначальная скорость вала 1 была V1, то скорость вала 2 станет V2<V1. В параллельно подключенной передаче также происходит увеличение диаметра зубчатого колеса, образованного шестернями 20. Это показано на фигуре 2. Соответственно скорость на валу 12 должна быть V3<V2. Таким образом обратная связь стремится понизить скорость вала 1, к которому приложен вращательный момент. Это будет происходить до полной остановки вала 1, если усилие торможения превосходит силу пружин 6 и 16. Прикладываемая энергия торможения, необходимая для преодоления действия пружин 6, 16 может быть значительно меньше общей энергии торможения, которая рассеивается на деталях устройства.

На фигуре 1 представлены параллельно подключенные передачи в исходном состоянии.

На фигуре 2 представлены параллельно подключенные передачи при воздействии внешней силы торможения.

На фигуре 3 представлено сечение передачи при воздействии внешней силы торможения.

На фигуре 4 представлено сечение передачи при отсутствии внешней силы торможения.

На фигуре 5 представлено сечение передачи вдоль оси 2 при отсутствии внешней силы торможения.

На фигуре 6 представлена передача при отсутствии внешней силы торможения.

На фигуре 7 представлено сечение вдоль оси 2 при воздействии внешней силы торможения.

На фигуре 8 представлена передача при воздействии внешней силы торможения.

На фигуре 9 представлен принцип закрепления шестерней на оси 7.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ торможения с обратной связью заключается в использовании параллельно включенных передач с передаточным числом, зависящим от нагрузки. Передача с передаточным числом, зависящим от нагрузки, имеет входной и выходной валы. Вращающий момент приложен к входному валу первой передачи. Входной вал первой передачи соединен с выходным валом второй передачи, а выходной вал первой передачи соединен с входным валом второй передачи. В исходном положении, когда сила торможения не прикладывается к выходному валу первой передачи, скорости всех валов равны. При воздействии тормозного усилия на выходной вал первой передачи или на входной вал второй передачи скорость выходного вала первой передачи снижается и тормозное усилие передается на входной вал первой передачи. Достигается уменьшение доли энергии торможения на фрикционных поверхностях по сравнению с общей энергией торможения. 9 ил.

Способ торможения с обратной связью, включающий воздействие тормозного усилия на вращающий момент тормозимого объекта, отличающийся тем, что для воздействия на вращающий момент используют две параллельно включенные передачи с передаточным числом, зависящим от нагрузки, причем входной вал первой передачи соединен с выходным валом второй передачи, выходной вал первой передачи соединен с входным валом второй передачи, вращающий момент тормозимого объекта приложен к входному валу первой передачи, а тормозное усилие прикладывается к выходному валу первой передачи и соединенному с ним входному валу второй передачи.