Тормозное устройство Советский патент 1987 года по МПК F16D51/00 

печения торможения в зависимости от угла поворота вала 7. Для этого оно имеет корректирующий механизм, состоящий из закрепленной на валу шестерни 23, зубчатого колеса 20, находящегося в зацеплении с шестерней 23, кулачка 19 и рычага 21. Внутри корпуса 1 находятся подпружиненные друг к другу пружиной 12 грузики (Г) 9 и 10 с зубьями 13 и 14. Между Г 9 и 10 ycTaHOBJliSH один конец 16 спиральной пружины 15. Другой ее ко1

I Изобретение относится к машино- строению, а именно к тормозным устройствам с переменным по заданному закону тормозным моментом.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения заданного закона торможения в зависимости от угла поворота вала.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого тормозного устройства; на фиг. 2 - расчетная схема действия устройства; на фиг.З- законы изменения частоты вращения вала в зависимости от его угла поворота.

Тормозное устройство содержит неподвижный корпус 1, внутри которого находится кольцо 2 с выступами 3 В корпусе 1 размещены тормозные колодки 4, которые прижимаются к кольцу 2 посредством пружин 5, усилие которых регулируется винтами 6. Внутри кольца 2 соосно с ним установлен вал 7 с диском 8, на котором шарнир- но закреплены грузики 9 и 10, прижимаемые к упору 11 пружиной 12. С грузиками .9 и 10 жестко связаны зубья 13 и 14, которые на небольшом расстоянии отстоят от выступа 3 кольца 2. Внутри вала 7 размещена спиральная пружина 15, один конец 16 которой находится между торцами грузиков 9 и 10. Между другим концом 17 спиральной пружины 13 и корпусом 1 размещен корректирующий механизм. В среднем положении вала 7 пружина 15 находится в свободном состоянии.

291758

нец соединен с концом рычага 21. В корпусе 1 установлены тормозные колодки 4, взаимодействующие с кольцом 2. При повороте вала 7 и достижении определенной величины момэнтов центробежной силы Г 9 и 10, с:;1лы от пружины 15 и от закрутки это:л пружины происходит зацепление одного из зубьев (13 или 14) с выступом 3 кольца 2. Осуществляется торможение вала 7. Закон торможения оп1эеделяется заданным профилем кулачка 19. 3 ил.

Корректирующий механизм состоит из кронштейна 18, на котором шарнирно расположены кулачок 19, жестко свя- занньй с зубч атым колесом 20, и рычаг 21, ось вращения которого совпадает с осью вала 7. Силовое замыкание между рычагом 21 и кулачком 19 осуществляется пружиной 22. Привод кулачка 19 корректирувщего-механизма осуществляется от шестерни 23, жестко посаженной на вал 7 и находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 20. Рычаг 21 корректирующего механизма жестко связан с другим

концом 17 спиральной пружины 15. Устройство работает следующим образом.

При повороте вала 7 с ;иском 8 от своего среднего положения, например, против хода часовой стрелки на грузики 9 и 10 действук1Т центробежные силы. При этом грузик 10, взаимодействуя с концом 16 пружины 15, начинает ее закручивать. Поэтому, кроме центробежной силы, на грузик 10 действует сила спиральной пружины 15. Другой конец 17 спиральной пружины 15 связан с корректиру- ющим механизмом и может поворачиваться по или против часовой стрелки, дополнительно закручивая или раскру- чивая спиральную пружину 15. Тем самым дополнительно увеличивается си ла действия на грузик 10 от спиральной пружины 15. Дополнительный угол поворота другого конца спиральной пружины 15 обеспечивается кулачком

3

19 через рычаг 21 корректирующего механизма. Профиль кулачка 19 корректирующего механизма рассчитывается исходя из заданного закона изменения частоты вращения вала 7 в зави- симости от его угла поворота. Таким образом, сила действия на грузик 10 от спиральной пружины 15 корректируется. Как только сумма моментрв от центробежной силы, силы спираль- ной пружины 15 и дополнительной силы пружины 15 достигнет определенной величины, необходимой для преодоления момента от натяжения пружины 12, грузик 10 отходит от упора 11. При этом зуб 14 грузика 10 входит в зацепление с одним из выступов 3 кольца 2, и оно начинает вращаться вместе с валом 7. Так как кольцо 2 имеет фрикционное сцепление с корпу- сом 1, то на вал 7 действует тормозной момент до тех пор, пока он не остановится.

При повороте вала в другую сторону (по ходу часовой стрелки) от свое го среднего положения тормозное устройство работает аналогичным образом Только в этом случае с кольцом 2 зацепляется зуб 13 грузика 9, который при взаимодействии с концом 16 спи- ральной пружины 15 раскручивает ее. Так как характер изменения упругого момента спиральной пружины 15 при закручивании и раскручивании одинаков, то, соответственно, и воздейст- вие конца 16 спиральной пружины 15 на оба грузика 10 и 9 одинаково.

В среднем положении вала 7, когда -частота его вращения достигает максимального значения, а пружина 15 находится в свободном состоянии, для обеспечения срабатывания тормозного устройства необходимо, чтобы только момент от центробежной силы преодолел момент от натяжения пружи- ны 12. I

В промежуточных положениях вала 7

когда частота его вращения имеет определенное заданное значение в зави- симости от его угла поворота, для обеспечения срабатывания тормозного устройства необходимо, чтобы сумма моментов от центробежной силы, силы спиральной пружины 15 и дополнитель- ной силы спиральной пружины 15 преодлела момент от натяжения пружины 12. Причем величина момента от дополнительной силы спиральной пружины 15

584

обеспечивается корректирующим механизмом и зависит от заданного закона изменения частоты вращения вала 7 в зависимости от его угла поворота.

В крайних положениях вала 7, когда частота его вращения равна О, для срабатывания тормозного устройства необходимо, чтобы только момент от силы спиральной пружины 15 преодолел момент от силы натяжения пружины 12.

Таким образом, для обеспечения срабатывания тормозного устройства в случае превышения любого заданного закона изменения частоты вращения вала 7 в зависимости от его угла поворота необходимо, чтобы всегда сумма моментов от центробежной силы, силы спиральной пружины 15 и дополнительной силы спиральной пружины 15 преодолевала момент от натяжения пружины 12.

Тормозное устройство может обеспечивать различные законы изменения частоты вращения вала 7 в зависимости от его угла поворота.

Для тормозного устройства имеет (фиг. 2)

Т

Г

f Тц -Ь Т,.„ 4

где Т - момент срабатывания тормозного устройства;

Т - момент дополнительной силы в от действия спиральной

пружины относительно шарнира О, т.е. момент, создаваемый корректирующим механизмом.

Т JL Is.

где ср. - дополнительный угол закручивания спиральной пружины от действия корректирующего механизма.

I

Из условия работоспособности тормозного устлаиойства

Ч маис

откуда видно, что тормозное устройство может обеспечить различные законы изменения частоты вращения вала 7 в зависимости от его угла поворота (фиг. 3) путем изменения дополнительного угла закручивания спиральной пружины 15. Причем дополнитель- ньй угол закручивания спиральной пружины 15 определяется из условия работоспособности тормозного устройства по формуле

макс

03

cot

-,

где Cf A - дополнительный угол поворота конца упругого элемента под действием корректирующего механизма; СР ,- максимальньй угол поворота

пп 01 К С

вала тормоза; СО - текущее значение частоты

вращения вала тормоза в зависимости от его угла поворота;

макс максимальное значение частоты вращения вала тормоза, Cf - текущее значение угла поворота вала тормоза. Таким образом, изменяя профиль кулачка 19 в корректирующем механизме, можно обеспечить, например, линейный синусоидальный и параболический законы изменения частоты вращения вала 7 в зависимости от его угла поворота. Так, например, если необходимо обеспечить линейный закон (фиг. 3) изменения частоты вращения вала 7 в зависимости от его угла поворота, то кулачок 19 корректирующег механизма должен изменять дополнител ньй угол закручивания спиральной пружины 15 по закону

C atc-Ч ) Ч макс

1291758 . 6

Подставляя значение с|п в условие работоспособности тормозно1 о устройства, получаем линейный закон изменения частоты вращения вала 7.в зависимости от его угла поворота.

0

15

р

Формула изобретения

Тормозное устройство, содержащее корпус, размещенные.в нем кронщтейн, подпружиненные тормозные колодки, кольцо с выступами, установленное внутри корпуса с возможностью взаимодействия с тормозными колодками, вал с диском, на котором шарнирно закреплены подпружиненные друг к другу грузики с зубьями, и упругий элемент, один из концов которого размещен между торцами грузиков с возможностью взаимодействия с ними, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения заданного закона торможения в зависимости от угла поворота вала, оно снабжено корректирующим механизмом, выполненным в виде жестко закрепленной на валу шестерни, зубчатого колеса, находящегося в зацеплении с шестерней, установленного на нем кулачка, шарнирно связанного с кронщтейнбм, и рычага, установленного на кронштейне с возможностью взаимодействия с кулачком и соединенного со свободным кон- 35 цом упругого элемента.

0

5

0 Тц rc,

пр

Ф4/г2

,

макс

Редактор О.Юрковецкая

Составитель И.Лукина Техред Л.Сердюкова

Заказ 218/37Тираж 812Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

,3

Корректор Л.Патай

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к тормозным устройствам с переменным тормозным моментом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей тормозного -устройства путем обесп 20 21 гь 77 /3 22 i9 В (Л ND сл 00