Тормоз двойной обуви

Фрикционный тормоз с два вертелся обувь, диаметрально расположенная о вращающемся барабане

Библиотека

Brakes & Detents / Вращательный

Описание

Блок представляет фрикционный тормоз с два, вертелся твердая обувь, которая нажимает против вращающегося барабана, чтобы произвести торможение. Твердая обувь находится внутри или снаружи вращающегося барабана в диаметрально противоположной настройке. Положительная сила приведения в действие заставляет твердую обувь нажимать против вращающегося барабана. Вязкий и трение контакта между барабаном и твердыми поверхностями обуви заставляют вращающийся барабан замедляться. Тормоза двойной обуви предоставляют высокому тормозному моменту маленькие отклонения привода в приложениях, которые включают моторные транспортные средства и некоторое тяжелое машиностроение. Модель использует простую параметризацию с с готовностью доступной геометрией тормоза и параметрами трения.

В этом схематичном, a) представляет внутренний тормоз двойной обуви и b) представляет внешний тормоз двойной обуви. В обеих настройках положительная сила приведения в действие F сводит обувь и поверхности трения барабана. Результатом является крутящий момент трения, который вызывает замедление вращающегося барабана. Нуль и отрицательные силы не сводят обувь и поверхности трения барабана и производят нулевой тормозной момент.

Модель использует приближение длинной обуви. Свяжитесь с углами, меньшими, чем 45 ° приводят к менее точным результатам. Уравнения для крутящего момента трения, который разрабатывают продвижение и запаздывающая обувь:

TLS=cμparD2(потому чтоθsbпотому чтоθs)sinθa,

TTS=cμpbrD2(потому чтоθsbпотому чтоθs)sinθa,

c=ra+rpпотому чтоθp,

где для 0θsπ2,

θa=θs,

и для θsπ2,

θa=π2.

Параметры в уравнениях крутящего момента трения:

ПараметрОписание
TLSКрутящий момент тормоза ведущая обувь разрабатывает
TTSКрутящий момент тормоза запаздывающая обувь разрабатывает
μЭффективный коэффициент трения контакта
paМаксимальное линейное давление в ведущем контакте барабана обуви
pbМаксимальное линейное давление в запаздывающем контакте барабана обуви
rDРадиус барабана
θsbУгол начала обуви
θsУгол промежутка обуви
θaУгол от стержня прикрепляет к максимальной точке давления
cДлина руки цилиндра обеспечивает относительно контакта стержня
rpПрикрепите радиус местоположения
θpУгол местоположения контакта стержня
raРадиус местоположения привода

Модель принимает, что только кулоново трение действует в контакте поверхности барабана обуви. Обнулите относительную скорость между барабаном, и обувь производит нулевое кулоново трение. Чтобы избежать разрыва в нулевой относительной скорости, содействующая формула трения использует эту гиперболическую функцию

μ=μCoulombtanh(4ωshaftωthreshold),

где:

ПараметрОписание
μЭффективный коэффициент трения контакта
μCoulombСвяжитесь с коэффициентом трения
ωshaftСкорость вала
ωthresholdУгловой скоростной порог

Балансировка моментов, которые действуют на каждую обувь относительно контакта, приводит к давлению, действующему в контакте поверхности барабана обуви. Уравнения для определения баланса моментов для ведущей обуви

F=MNMFc,

MN=parprDsinθa(12[θsθsb]14[sin2θssin2θsb]),

и

MF=μparDsinθa(rD[потому чтоθsbпотому чтоθs]+rp4[потому что2θsпотому что2θsb]),

где:

ПараметрОписание
FСила приведения в действие
MNМомент действуя на ведущую обувь из-за нормальной силы
MFМомент действуя на ведущую обувь из-за силы трения
cДлина руки цилиндра обеспечивает относительно контакта стержня
paМаксимальное линейное давление в барабане обуви связывается с поверхностью
rpПрикрепите радиус местоположения
θpУгол местоположения контакта стержня
raРадиус местоположения привода

Модель не моделирует тормоза с автоблокировкой. Если геометрия тормоза и параметры трения вызывают условие с автоблокировкой, модель производит ошибку симуляции. Тормоз самоблокирует, если момент трения превышает момент из-за нормальных сил, то есть, когда MF> MN.

Баланс моментов для запаздывающей обуви

F=MN+MFc.

Сетевой тормозной момент

T=TLS+TTS+μvisc*ωshaft,

где μvisc является вязким коэффициентом трения.

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для основных переменных перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Основных переменных (Simscape).

В отличие от параметров блоков, переменные не имеют условной видимости. Вкладка Variables перечисляет все существующие основные переменные. Если переменная не используется в системе уравнений, соответствующей выбранной настройке блока, значения, заданные для этой переменной, проигнорированы.

Предположения и ограничения

  • Тормоз использует приближение длинной обуви.

  • Геометрия тормоза не самоблокирует.

  • Модель не составляет потребление потока привода.

Тепловое моделирование

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры через дополнительный тепловой порт сохранения. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы представить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели и, из контекстного меню, выберите Simscape> Block choices. Выберите вариант, который включает тепловой порт. Задайте связанные тепловые параметры для компонента.

Порты

F

Порт физического сигнала, который представляет силу приведения в действие тормоза

S

Вращательный порт сохранения, который представляет вращающийся вал барабана

H

Тепловой порт сохранения. Тепловой порт является дополнительным и является скрытым по умолчанию. Чтобы представить порт, выберите вариант, который включает тепловой порт.

Параметры

Геометрия

Drum radius

Радиус барабана связывается с поверхностью. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 150 mm.

Actuator location radius

Расстояние между барабаном центрируется и строка силы действия. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 100 mm.

Pin location radius

Расстояние между контактом стержня и центрами барабана. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 125 mm.

Pin location angle

Угловая координата стержня прикрепляет местоположение от оси симметрии тормоза. Параметр должен быть больше, чем или равным нулю. Значением по умолчанию является 15 deg.

Shoe beginning angle

Угол между контактом стержня и начало полотна материала трения обуви. Значение параметра должно быть в области значений 0 ≤ θsb ≤ (π-pin угол местоположения). Значением по умолчанию является 5 deg.

Shoe span angle

Угол между началом и концом полотна материала трения на обуви. Значение параметра должно быть в области значений 0 <θsb ≤ (π - углу местоположения контакта - угол начала обуви). Значением по умолчанию является 120 deg.

Трение

Viscous friction coefficient

Значение вязкого коэффициента трения в поверхности контакта. Параметр должен быть больше, чем или равным нулю. Значением по умолчанию является .01 n*m/(rad/s).

Temperature

Массив температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурной эффективности. Значения массивов должны увеличиться слева направо. Значением по умолчанию является [280.0, 300.0, 320.0] K.

Этот параметр видим только, когда вы выбираете вариант блока, который включает тепловой порт.

Contact friction coefficient

Значение кулонового коэффициента трения в барабане пояса связывается с поверхностью. Значение больше, чем нуль. Если вы не выбираете вариант блока, который включает тепловой порт, значением по умолчанию является 0.3.

Если вы выбираете вариант блока, который включает тепловой порт, вы задаете этот параметр как массив. Массив одного размера как массив для параметра Temperature. Значением по умолчанию для теплового варианта является [0.1, 0.05, 0.03].

Angular velocity threshold

Угловая скорость, в которой коэффициент трения контакта практически достигает своего установившегося значения. Параметр должен быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.01 rad/s.

Тепловой порт

Thermal mass

Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры. Этот параметр включен, только если вы выбираете вариант блока, который включает тепловой порт. Значением по умолчанию является 50 kJ/K.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте