RU2652330C1 - Динамический тормоз - Google Patents
Динамический тормоз Download PDFInfo
- Publication number
- RU2652330C1 RU2652330C1 RU2017101958A RU2017101958A RU2652330C1 RU 2652330 C1 RU2652330 C1 RU 2652330C1 RU 2017101958 A RU2017101958 A RU 2017101958A RU 2017101958 A RU2017101958 A RU 2017101958A RU 2652330 C1 RU2652330 C1 RU 2652330C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- rotation
- brake
- center
- braking
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D43/00—Automatic clutches
- F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
- F16D43/04—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed
- F16D43/14—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating the clutching members directly in a direction which has at least a radial component; with centrifugal masses themselves being the clutching members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D59/00—Self-acting brakes, e.g. coming into operation at a predetermined speed
- F16D59/02—Self-acting brakes, e.g. coming into operation at a predetermined speed spring-loaded and adapted to be released by mechanical, fluid, or electromagnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозному оборудованию, и предназначено для безфрикционного торможения транспортных средств. Динамический тормоз содержит корпус, внутри которого имеется ведущий вал и редуктор, синхронно распределяющий вращательное движение в противоположных направлениях. На корпусе жестко крепятся две обечайки таким образом, чтобы их геометрические центры совпадали между собой и не совпадали с центром вращения штоков. На выходных валах редуктора жестко крепятся направляющие держатели, внутри которых размещаются свободно двигающиеся штоки, траектория движения которых определяется профилем обечайки из условия, что все хорды ее окружности, проходящие через центр вращения штоков, равны между собой. На концах штоков жестко крепятся утяжелители. Достигается повышение эффективности тормозной системы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозному оборудованию, и предназначено для безфрикционного торможения транспортных средств различного исполнения и назначения, в частности для торможения большегрузных автопоездов.
Известен «Индукционный индукторный тормоз» (SU 1515280 Н02K 49/04, 1987), содержащий магнитопровод статора в виде ярма с тремя кольцевыми выступами, между которыми размещены две кольцеобразные обмотки возбуждения, массивный цилиндрический ротор, установленный на валу тормоза концентрично магнитопроводу статора, зубцы-полюса и подшипниковые щиты, отличающийся тем, что ротор установлен с возможностью аксиального перемещения и подпружинен с обеих сторон, а на подшипниковых щитах напротив торцов ротора закреплены фрикционные накладки.
Недостатком данного устройства является, во-первых, наличие фрикционных накладок, приводящих к перегреву устройства, а, во-вторых, невозможность использования в реальных условиях полной остановки вращения вала, так как это приводит к юзовому заносу прицепа автопоезда.
Известен «Индукционный тормоз» (SU 1065991 Н02K 49/04, 1982), содержащий якорь, катушку возбуждения, размещенную в корпусе, отличающийся тем, что он снабжен внешним трубопроводом.
Недостатком данного устройства является, во-первых, необходимость охлаждения тормоза, а, во-вторых, невозможность использования в реальных условиях полной остановки вращения вала, так как это приводит к юзовому заносу прицепа автопоезда.
Известен «Электромагнитный тормоз» (RU 2279577 F16D 49/00, 2005), содержащий корпус, электромагниты, установленный на валу тормозной барабан, источник питания и источник магнитного поля, отличающийся тем, что электромагниты закреплены в верхней части корпуса напротив друг друга, при этом он снабжен тормозной скобой, закрепленной в нижней части корпуса, и катушками с сердечниками, расположенными между электромагнитами радиально на тормозном барабане, выполненном разъемным из двух частей, связанными между собой проводником, намотанным несколькими витками на каждую катушку и образующим замкнутую электрическую цепь, при этом электромагниты и тормозная скоба помещены с зазором относительно тормозного барабана.
Недостатком данного устройства, является, во-первых, некомпенсированный перегрев тормоза, а, во-вторых, невозможность использования в реальных условиях полной остановки вращения вала, так как это приводит к юзовому заносу прицепа автопоезда.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является полезная модель «Малоинерционный индукционный тормоз» (RU 106462 Н02K 49/04, 2009), содержащий статор, магнитопровод, электропроводящий ротор, отличающийся тем, что тормоз снабжен двойным полым ротором и индуктором в виде полого цилиндра, набранного из постоянных магнитов.
Недостатком данного устройства является невозможность использования в реальных условиях полной остановки вращения вала, так как это приводит к юзовому заносу прицепа автопоезда.
Каждый из перечисленных аналогов и прототип обладают недостатками, которые по своей совокупности в полной мере устраняются предлагаемым изобретением, при осуществлении которого открываются возможности расширения арсенала технических средств по созданию универсального динамического тормоза для применения в транспортных средствах различного исполнения и назначения.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности гашения избыточной кинетической энергии транспортного средства во время его остановки. Это достигается тем, что утяжелители, расположенные на вращающихся штоках, благодаря сложному профилю обечайки создают некомпенсированную центробежную силу, создавая линейное тяговое усилие, направленное в противоположную сторону движения транспортного средства.
Общим существенным признаком заявляемого и известного устройства является безфрикционное торможение.
Отличительными существенными признаками предлагаемого устройства являются: обечайки, жестко закрепленные на корпусе тормоза; штоки, вращающиеся внутри обечайки по сложной траектории; утяжелители, жестко закрепленные на штоках.
Основные элементы конструкции динамического тормоза, обеспечивающие заявляемый эффект, представлены на рисунке.
На корпусе устройства (п. 1) методом жесткого крепления устанавливаются две обечайки (п. 2) таким образом, чтобы их геометрические центры совпадали между собой и не совпадали с центром вращения штоков, редуктор (не показан), ведущий вал (не показан) с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, передающий вращательный момент редуктору, который обеспечивает синхронное вращение двух своих выходных валов в противоположных направлениях. На выходных валах редуктоpa с противоположных сторон жестко крепятся держатели (п. 3), внутри которых размещаются штоки (п. 4), так чтобы они могли в них свободно двигаться по траектории профиля обечайки. На штоках жестко крепятся утяжелители (п. 5).
Геометрический центр каждой обечайки смещен относительно центра вращения держателей штоков на величину, определяющую дисбаланс конструкции. Профиль каждой обечайки выбирается таким образом, чтобы обеспечивалось условие, при котором все хорды ее окружности, проходящие через центр вращения штоков, были равны между собой и имели длину на 0,5 мм больше длины штоков.
При передаче вращательного движения на вал, а через него на держатели штоков последние синхронно приводятся во вращение в противоположных направлениях. Благодаря тому, что геометрический центр обечайки смещен относительно центра вращения штоков, который совпадает с центром вращения держателей штоков, в конструкции существует направление, при котором создается максимальная разница центробежных сил на концах штоков.
В точке максимального удаления одного из концов штока от центра своего вращения создается некомпенсированная центробежная сила, которая, воздействуя на обечайку, передает корпусу тормоза линейное тяговое усилие, направленное в противоположную сторону движения транспортного средства, обеспечивая его торможение.
В качестве теоретического обоснования работоспособности предлагаемого устройства используются известные законы механики вращательного движения. Известна зависимость центробежной силы от параметров вращательного движения [1]:
F(цб)=m*ω2*R
F(цб) - центробежная сила (Н);
m - масса вращающегося на орбите тела (кг);
ω - угловая скорость вращения (рад/с);
R - радиус вращения тела (м).
Если два тела с одинаковой массой находятся на одной радиальной прямой с противоположных сторон от центра вращения, то между ними возникает разница действующих на них центробежных сил:
ΔF(цб)=m*ω2*ΔR
ΔF(цб) - разница центробежных сил двух утяжелителей, по направлению дисбаланса конструкции; тормозная тяга (Н);
ΔR - дисбаланс конструкции: разница между максимальным и минимальным радиусом вращения концов штока (м).
Тяговое усилие тягача, необходимое для движения автопоезда, можно определить из эмпирического выражения:
F(к)=k*m*u
где
F(к) - крейсерская тяга (Н),
k - эмпирический коэффициент пропорциональности (0,01 с-1),
m - снаряженная масса автопоезда (кг),
u - скорость движения автопоезда (м/с).
Полное торможение автопоезда обеспечивается при условии: тормозная тяга равна крейсерской тяге:
ΔF(цб)=F(к)
Если снаряженная масса автопоезда равна 50000 кг (50 т), а его скорость 30 м/с (108 км/ч), то крейсерская тяга автопоезда равна 15000 Н (1500 кгс).
При угловой скорости вращения штоков 314 рад/с (3000 об/мин) и дисбалансе 0,2 м достаточная масса одного утяжелителя равна 0,4 кг.
Для обеспечения работы тормоза в этом случае понадобится электродвигатель мощностью не более 2 кВт.
Работа предлагаемого динамического тормоза при установке его на транспортном средстве осуществляется следующим образом. При нажатии на педаль тормоза сразу же запускается электродвигатель динамического тормоза и начинается вращение штоков. По мере увеличения частоты их вращения, увеличивается тормозная тяга, направленная в противоположную сторону движения транспортного средства.
Интенсивность торможения динамического тормоза определяется допустимой перегрузкой, которую может испытывать транспортное средство при торможении. Зависимость перегрузки и тормозного пути от реализованной мощности торможения при максимальной тяге 15000 Н, скорости 30 м/с (108 км/ч) и снаряженной массе автопоезда 50 т, представлена в таблице:
Техническим результатом, который достигается при использовании изобретения - «динамический тормоз», является возможность создания эффективных тормозных систем на различных транспортных средствах.
При использовании на автопоездах динамический тормоз устанавливается над последней осью прицепа, что обеспечивает устойчивое движение автопоезда, как в сложных дорожных условиях, так и в случае экстренного торможения, исключая возможность складывания при этом автопоезда.
При использовании на железнодорожном транспорте динамический тормоз устанавливается над каждой осью вагона, обеспечивая при этом устойчивое торможение состава в самых различных дорожных ситуациях.
При использовании на воздушном транспорте динамический тормоз устанавливается в хвостовой части самолета, обеспечивая значительное сокращение необходимой посадочной полосы.
Изобретение имеет народнохозяйственное значение, позволяющее создавать эффективные системы безопасности транспортных средств, не имеющих в настоящее время аналогов.
Источник:
1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - М.: Наука, 1964, с. 33.
Claims (1)
- Динамический тормоз, содержащий корпус, внутри которого имеется ведущий вал и редуктор, синхронно распределяющий вращательное движение в противоположных направлениях, отличающийся тем, что на корпусе жестко крепятся две обечайки таким образом, чтобы их геометрические центры совпадали между собой и не совпадали с центром вращения штоков; на выходных валах редуктора жестко крепятся направляющие держатели, внутри которых размещаются свободно двигающиеся штоки, траектория движения которых определяется профилем обечайки из условия, что все хорды ее окружности, проходящие через центр вращения штоков, равны между собой, а на концах штоков жестко крепятся утяжелители.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017101958A RU2652330C1 (ru) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | Динамический тормоз |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017101958A RU2652330C1 (ru) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | Динамический тормоз |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2652330C1 true RU2652330C1 (ru) | 2018-04-25 |
Family
ID=62045697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017101958A RU2652330C1 (ru) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | Динамический тормоз |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2652330C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682517C1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-03-19 | Александр Юрьевич Захваткин | Динамический тормоз |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1275165A1 (ru) * | 1984-05-14 | 1986-12-07 | Arutyunyan Georg G | Инерционный импульсный рекуперативный тормоз |
SU1337576A2 (ru) * | 1985-06-10 | 1987-09-15 | Предприятие П/Я Ю-9291 | Тормозное устройство |
SU1515280A1 (ru) * | 1987-07-15 | 1989-10-15 | Воронежский Политехнический Институт | Индукционный индукторный тормоз |
DE19627980A1 (de) * | 1995-07-12 | 1997-01-16 | Luk Getriebe Systeme Gmbh | Betätigungsvorrichtung |
RU106462U1 (ru) * | 2009-09-15 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Малоинерционный индукционный тормоз |
-
2017
- 2017-01-23 RU RU2017101958A patent/RU2652330C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1275165A1 (ru) * | 1984-05-14 | 1986-12-07 | Arutyunyan Georg G | Инерционный импульсный рекуперативный тормоз |
SU1337576A2 (ru) * | 1985-06-10 | 1987-09-15 | Предприятие П/Я Ю-9291 | Тормозное устройство |
SU1515280A1 (ru) * | 1987-07-15 | 1989-10-15 | Воронежский Политехнический Институт | Индукционный индукторный тормоз |
DE19627980A1 (de) * | 1995-07-12 | 1997-01-16 | Luk Getriebe Systeme Gmbh | Betätigungsvorrichtung |
RU106462U1 (ru) * | 2009-09-15 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Малоинерционный индукционный тормоз |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2682517C1 (ru) * | 2018-05-22 | 2019-03-19 | Александр Юрьевич Захваткин | Динамический тормоз |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8220740B2 (en) | Motor for driving aircraft, located adjacent to undercarriage wheel | |
US7594626B2 (en) | Magnetically induced aircraft landing wheel rotation | |
EP3047173B1 (en) | Disc for disc brakes and braking system comprising such disc | |
US11299031B2 (en) | Wheel hub motor for electric vehicle | |
CN103683645B (zh) | 用于重型矿用自卸车的电涡流制动器 | |
RU2652330C1 (ru) | Динамический тормоз | |
RU2334626C2 (ru) | Мотор-колесо | |
CN105391202A (zh) | 一种定子电励磁游标电机 | |
RU2666976C1 (ru) | Автономная система тормоза-замедлителя для транспортного средства и транспортное средство, включающее такую систему | |
EP2818747B1 (en) | Integrated electromagnetic clutch and eddy-current coupling | |
US11967885B2 (en) | Combination brake-generator inverted motor | |
CN106541835B (zh) | 一种采用双转子结构的自励式缓速器及其控制方法 | |
RU109052U1 (ru) | Мотор-колесо транспортного средства | |
CN109572400B (zh) | 一种车轮、车辆的行走装置及矿用卡车 | |
AU2004237817B2 (en) | Improvements in aircraft landing gear | |
RU2682517C1 (ru) | Динамический тормоз | |
CN203142418U (zh) | 一种中置式重型化电涡流缓速器 | |
CN217769741U (zh) | 一种车轮动能回收装置 | |
US11492780B1 (en) | Work vehicle having electric machine and energy storage device | |
US20230126557A1 (en) | Brake for energy storage device | |
US20230131257A1 (en) | Method of electric machine gap adjustment, work vehicle, and energy storage device | |
US6631794B1 (en) | Drive unit assembly with a regenerative retarder | |
Karimov et al. | MOTOR WHEEL FOR AIRCRAFT | |
US20230129826A1 (en) | Work vehicle and energy storage device having an electric machine and a rotor mass | |
EP3998204A1 (en) | Aircraft landing gear |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200124 |