ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Для пар трения современных машин, работающих в условиях малых скоростей скольжения, характерно явление скачкообразного движения, или автоколебаний. Наличие данного явления, возникающего в условиях смешанного и граничного трения, приводит к снижению точности и качества функционирования узла (манипуляторы робототехнических комплексов), а также повышенному износу поверхностей контакта деталей машин (шарниры рулевых тяг и рабочих органов строительно-дорожных и сельскохозяйственных машин).

На основании математического моделирования и экспериментальных исследований установлено, что плавность скольжения в кинематических парах, помимо прочего, зависит от частоты колебаний скорости скольжения и жесткости неподвижной составляющей контактной системы (подшипниковой опоры вращательных пар или направляющие станков пар поступательного движения). В процессе исследования суппорт подшипника скольжения моделировался набором упругих пружин, обладающих определенной податливостью в направлении вращения вала. Анализ результатов выявил, что увеличение тангенциальной податливости подшипниковой опоры (снижение жесткости) и увеличение частоты колебаний скорости приводит к снижению пиковых значений коэффициента трения и пороговых значений скоростей скольжения, при которых происходит мгновенная остановка в сопряжении. Кроме того, оптимизируя жесткость неподвижной составляющей пары трения, можно повысить частоту колебаний скорости скольжения.

Для обеспечения плавного скольжения пар трения в подшипниковую опору было введено демпфирующее устройство, повышающее податливость системы в направлении скольжения. Податливость системы обеспечивается введением упругого элемента 3 (например системы пружин, упругих колец и т.д.) между суппортом подшипника 2 и жесткой опоры 4 (см. рисунок). При возрастании нормальной нагрузки n, приложенной к вращающемуся валу 1, возрастает деформация упругого элемента и, как следствие, частота колебаний скорости скольжения. Таким образом. Мы имеем замкнутую адаптивную систему, поддерживающую требуемое качество своего функционирования. Объектом управления данной системы является отсутствие скачкообразного движения и автоколебаний.

Дальнейшие исследования подтвердили возможность реализации данного метода на плоских парах трения (обеспечение плавности перемещения каретки по направляющим).