RU129467U1

RU129467U1 - LABORATORY INSTALLATION FOR DETERMINING FORCES TAKING INTO ACCOUNT THE FRICTION OF RELAX IN THE CONNECTION "BRAKE SHOE-DRUM"

Info

Publication number: RU129467U1
Application number: RU2013103524/11U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Марат Назипович Хабибуллин; Руслан Ринатович Рахматуллин; Константин Олегович Маркин
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-06-27

Abstract

Лабораторная установка для определения сил с учетом трения покоя в соединении «тормозная колодка-барабан», состоящая из двух соосно расположенных барабанов разных радиусов, причем геометрическая ось барабанов расположена горизонтально и одновременно является геометрической осью неподвижных вращательных шарниров, на барабан меньшего радиуса намотана нить, которая расположена вертикально слева от барабана и к концу которой прикреплен груз, слева к барабану большего радиуса прижата тормозная колодка, жестко связанная с вертикальным рычагом, нижний конец которого связан со станиной с помощью неподвижного вращательного шарнира, расположенного на горизонтальной площадке левее и ниже вращательных шарниров барабанов, отличающаяся тем, что рычаг тормозной колодки выше и ниже от колодки выполнен телескопическим, два наружных стержня телескопических соединений выполнены с клеммами на концах, клемма стержня верхней части рычага направлена вниз, а нижней части - вверх, горизонтальная площадка, на которой находится вращательный шарнир рычага, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.A laboratory setup for determining forces taking into account rest friction in the brake shoe-drum connection, consisting of two coaxially arranged drums of different radii, the geometrical axis of the drums being horizontal and at the same time the geometrical axis of the fixed rotary joints, a thread that is wound around a drum of a smaller radius located vertically to the left of the drum and to the end of which a load is attached, a brake pad is pressed to the left of the drum of a larger radius, rigidly connected to the vertical a lever whose lower end is connected to the bed using a fixed rotary hinge located on a horizontal platform to the left and below the rotational hinges of the drums, characterized in that the brake pad lever above and below the pad is made telescopic, two outer rods of telescopic connections are made with terminals at the ends , the terminal terminal of the upper part of the lever is directed downward, and the lower part is upward, the horizontal platform on which the rotational hinge of the lever is located is configured to scheniya along the vertical guide frame and fixed to it.

Description

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть применена в учебных лабораториях по теоретической и прикладной механике технических вузов, техникумов и технических училищ.The utility model relates to laboratory equipment and can be applied in educational laboratories in theoretical and applied mechanics of technical universities, technical schools and technical schools.

Известна установка для рассмотрения сил с учетом трения покоя с приложенными к нему внешними силами и моментами (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр.36, рис.33, вар. 14) начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами a, b, e, R, 1,4R, состоящая из двух соосно расположенных барабанов разных радиусов, радиус большего барабана в одну целую четыре десятых больше радиуса меньшего барабана, геометрическая ось барабанов расположена горизонтально и одновременно является геометрической осью неподвижных вращательных шарниров, на барабан меньшего радиуса намотана нить, которая расположена вертикально слева от барабана и к концу которой прикреплен груз, слева к барабану большего радиуса прижата тормозная колодка, жестко связанная с вертикальным рычагом, нижний конец которого связан со станиной с помощью неподвижного вращательного шарнира, расположенного на горизонтальной площадке левее и ниже вращательных шарниров барабанов.The installation for considering forces taking into account the friction of rest with external forces and moments applied to it is known (Collection of tasks for term papers in theoretical mechanics: A manual for technical universities. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p. 36, fig. 33, version 14) the initial position of the supports and the lengths of the links of which are determined by the corresponding dimensions a , b, e, R, 1,4R, consisting of two coaxially arranged drums of different radii, the radius of the larger drum is one an integer four tenths of the radius of the smaller drum, a geometer the other axis of the drums is horizontal and at the same time the geometric axis of the fixed rotary hinges, a thread is wound around a drum of a smaller radius, which is located vertically to the left of the drum and to which a load is attached, a brake shoe is pressed to the left of a larger radius drum, rigidly connected to the vertical lever, lower the end of which is connected to the bed using a fixed rotary hinge located on a horizontal platform to the left and below the rotational hinges of the drums.

Основной недостаток известной установки заключается в том, что она имеет постоянные размеры рычага (застывшую форму), т.e. постоянные линейные параметры рычага и постоянное положение опор, что не позволяет студентам (обучающимся) проводить учебные исследования как теоретические, так и экспериментальные по выявлению зависимости величин реакций связей и сил взаимодействия частей установки от линейных размеров рычага и изменения взаимного расположения опор.The main disadvantage of the known installation is that it has a constant lever size (frozen form), i.e. constant linear parameters of the lever and the constant position of the supports, which does not allow students (students) to conduct academic research, both theoretical and experimental, to identify the dependence of the magnitude of the reaction of bonds and the forces of interaction of the parts of the installation on the linear dimensions of the lever and change the relative position of the supports.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у рычага можно было изменять его размеры, а у опор - изменять их взаимное положение, и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований как теоретических, так и экспериментальных.The problem, which the utility model is aimed at, is that it is possible to change its dimensions for the lever, and for the supports to change their relative position, and to provide students with educational research, both theoretical and experimental.

Технический результат достигается тем, что в лабораторной установке для определения сил с учетом трения покоя в соединении «тормозная колодка-барабан», состоящей из двух соосно расположенных барабанов разных радиусов, причем геометрическая ось барабанов расположена горизонтально и одновременно является геометрической осью неподвижных вращательных шарниров, на барабан меньшего радиуса намотана нить, которая расположена вертикально слева от барабана и к концу которой прикреплен груз, слева к барабану большего радиуса прижата тормозная колодка, жестко связанная с вертикальным рычагом, нижний конец которого связан со станиной с помощью неподвижного вращательного шарнира, расположенного на горизонтальной площадке левее и ниже вращательных шарниров барабанов, согласно нашему предложению, рычаг тормозной колодки выше и ниже от колодки выполнен телескопическим, два наружных стержня телескопических соединений выполнены с клеммами на концах, клемма стержня верхней части рычага направлена вниз, а нижней части - вверх, горизонтальная площадка, на которой находится вращательный шарнир рычага, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.The technical result is achieved in that in a laboratory setup for determining forces taking into account rest friction in the “brake shoe-drum” joint, consisting of two coaxially arranged drums of different radii, the geometric axis of the drums being horizontal and simultaneously the geometric axis of the fixed rotary joints, a drum of a smaller radius is wound around a thread, which is located vertically to the left of the drum and to the end of which a load is attached, the brake is pressed to the left of a drum of a larger radius shoe, rigidly connected with a vertical lever, the lower end of which is connected to the bed with a fixed rotary hinge located on a horizontal platform to the left and below the rotary hinges of the drums, according to our proposal, the brake pad lever above and below the shoe is made telescopic, two outer rods telescopic connections are made with terminals at the ends, the terminal terminal rod of the upper part of the lever is directed down, and the lower part is up, the horizontal platform on which it rotates flax hinge lever, is movable along a vertical guide frame and fixed thereto.

Такое исполнение лабораторной установки позволило изменять размеры рычага и взаимное положение опор и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимостей величин реакций связей (опор) и сил взаимодействия частей установки от размеров рычага и изменения взаимного положения опор как теоретически, так и экспериментально.This design of the laboratory setup made it possible to change the size of the lever and the mutual position of the supports and conduct training studies for students to identify the dependencies of the magnitude of the reactions of bonds (supports) and the forces of interaction of the parts of the installation on the size of the lever and change the mutual position of the supports, both theoretically and experimentally.

На фиг. представлена схема предлагаемой лабораторной установки.In FIG. The scheme of the proposed laboratory installation is presented.

Лабораторная установка устроена следующим образом.The laboratory setup is arranged as follows.

Лабораторная установка для определения сил с учетом трения покоя в соединении «тормозная колодка-барабан» с приложенными к ней внешними силами и моментами, начальное положение опор и длины звеньев которого определяются соответствующими размерами a, b, е, R, 1,4R состоит из двух соосно расположенных барабанов 1 и 2 разных радиусов. Радиус большего барабана 1 в одну целую четыре десятых больше радиуса R меньшего барабана 2. Геометрическая ось барабанов расположена горизонтально и одновременно является геометрической осью неподвижных вращательных шарниров О. На барабан 2 меньшего радиуса намотана нить 3, которая расположена вертикально слева от барабана 2. К концу нити прикреплен груз Q. Слева к барабану 1 большего радиуса прижата тормозная колодка 4, жестко связанная с вертикальным рычагом 5. Нижний конец рычага связан со станиной с помощью неподвижного вращательного шарнира А, расположенного на горизонтальной площадке левее и ниже вращательных шарниров барабанов О.Laboratory installation for determining forces taking into account rest friction in the “brake shoe-drum” connection with external forces and moments applied to it, the initial position of the supports and link lengths of which are determined by the corresponding dimensions a , b, e, R, 1.4R consists of two coaxially located drums 1 and 2 of different radii. The radius of the larger drum 1 is one whole four tenths greater than the radius R of the smaller drum 2. The geometric axis of the drums is horizontal and at the same time is the geometric axis of the fixed rotary hinges O. A drum 3 is wound on a drum 2 of a smaller radius, which is located vertically to the left of drum 2. Towards the end the load is attached to the thread Q. To the left of the drum 1 of a larger radius is pressed the brake pad 4, rigidly connected to the vertical lever 5. The lower end of the lever is connected to the bed using a fixed rotary w A GERD disposed on a horizontal platform to the left and below of rotational hinges drums O.

Рычаг тормозной колодки выше и ниже от колодки выполнен телескопическим. Два наружных стержня 6 и 7 телескопических соединений выполнены с клеммами на концах. Клемма 8 стержня верхней части рычага направлена вниз, а клемма 9 нижней части - вверх. Горизонтальная площадка, на которой находится вращательный шарнир А рычага, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей 10 станины и жесткого закрепления к ней.The brake pad lever above and below the pad is telescopic. Two outer rods 6 and 7 of telescopic joints are made with terminals at the ends. The terminal 8 of the rod of the upper part of the lever is directed downward, and the terminal 9 of the lower part is directed upward. The horizontal platform on which the rotary hinge A of the lever is located is arranged to move along the vertical guide 10 of the bed and rigidly fasten to it.

Лабораторная установка работает следующим образом.Laboratory installation works as follows.

Теоретически в установке с размерами прототипа необходимо определять минимальное значение внешней силы Р, приложенной к рычагу под углом α, силы взаимодействия частей прибора и реакции его опор, находящиеся в покое, с учетом сил сцепления (трения покоя) в соединении «тормозная колодка - барабан».Theoretically, in the installation with the dimensions of the prototype, it is necessary to determine the minimum value of the external force P applied to the lever at an angle α, the forces of interaction of the parts of the device and the reactions of its supports, which are at rest, taking into account the adhesion forces (rest friction) in the brake shoe-drum connection .

Эта задача решается с помощью уравнений равновесия. Согласно рекомендациям, изложенным в указанном выше источнике, в котором описан прототип, сначала составляются уравнения равновесия сил, приложенных к грузу Q. Из этих уравнений определяется реакция нити и нормальная реакция при взаимодействии нити 3 с барабаном 2. Затем составляются уравнения равновесия сил, приложенных к барабану 2, из которых определяется сила сцепления и нормальная сила, действующая на барабан, а также реакции шарниров барабанов. Для определения минимального значения силы Р и реакций опор в неподвижном шарнире А рычага достаточно рассмотреть равновесие сил, приложенных к рычагу.This problem is solved using equilibrium equations. According to the recommendations set forth in the above source, which describes the prototype, first the equations of equilibrium of forces applied to the load Q are compiled. From these equations, the reaction of the thread and the normal reaction when the thread 3 interacts with drum 2 are then compiled the drum 2, from which the adhesion force and the normal force acting on the drum, as well as the reaction of the hinges of the drums are determined. To determine the minimum value of the force P and the reactions of the supports in the fixed hinge A of the lever, it suffices to consider the equilibrium of the forces applied to the lever.

Поскольку в предложенной полезной модели предусмотрено изменение длины рычага и взаимного положения опор, то перечисленные величины сил можно определять при измененных размерах рычага АВ и соответствующих размеров взаимного положения опор О и А. Если длины левой и правой частей рычага 4 изменять ступенчато последовательно или одновременно, то можно получать и соответствующие значения сил. По полученным данным можно строить графические зависимости значения сил от изменения размеров рычага.Since the proposed utility model provides for a change in the length of the lever and the relative position of the supports, the listed forces can be determined with the changed dimensions of the lever AB and the corresponding sizes of the relative positions of the supports O and A. If the lengths of the left and right parts of the lever 4 are changed stepwise sequentially or simultaneously, then it is possible to obtain the corresponding values of forces. Based on the data obtained, it is possible to construct graphical dependences of the force value on the change in the size of the lever.

Определять соответствующие зависимости можно и экспериментально, снабдив звенья установки соответствующими датчиками и регистрирующей аппаратурой. Появилась возможность у обучающихся проводить как теоретические, так и экспериментальные исследования и сравнивать их результаты.The corresponding dependencies can also be determined experimentally by equipping the unit links with appropriate sensors and recording equipment. Students have the opportunity to conduct both theoretical and experimental studies and compare their results.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.Thus, the task posed to the utility model is fully completed.

Claims

A laboratory setup for determining forces taking into account rest friction in the brake shoe-drum connection, consisting of two coaxially arranged drums of different radii, the geometrical axis of the drums being horizontal and at the same time the geometrical axis of the fixed rotary joints, a thread that is wound around a drum of a smaller radius located vertically to the left of the drum and to the end of which a load is attached, a brake pad is pressed to the left of the drum of a larger radius, rigidly connected to the vertical a lever whose lower end is connected to the bed using a fixed rotary hinge located on a horizontal platform to the left and below the rotational hinges of the drums, characterized in that the brake pad lever above and below the pad is made telescopic, two outer rods of telescopic connections are made with terminals at the ends , the terminal terminal of the upper part of the lever is directed downward, and the lower part is upward, the horizontal platform on which the rotational hinge of the lever is located is configured to scheniya along the vertical guide frame and fixed to it.