Методика выбора параметров пружины привода двери вагона с рекуператором энергии

Изложены основы синтеза пружинного аккумулятора привода раздвижных дверей

Схема устройства привода двери с рекуператором энергии и принцип его работы приведены в работе [1].

Использование рассматриваемого привода необходимо для исключения из работы мотор-редуктора раздвижных дверей пусковых режимов вывода конструкции из неподвижного состояния, т.к. напряжение на мотор подается в момент, когда механическая система находится в движении. Т.к. в предлагаемой конструкции при торможении кинетическая энергия двери рекуперируется в потенциальную энергию пружины, расходуемую затем для разгона двери, и, таким образом, исключены затраты энергии на разгон двери, то ее использование позволит снизить энергозатраты.

Кроме того, применение предлагаемого устройства позволяет повысить безопасность использования автоматической двери [2], т.к. при завершении движения двери ее кинетическая энергия движения поглощается (накапливается) пружиной аккумулятора механической энергии, что снижает также вероятность возникновения ударных процессов при открывании и закрывании дверей. При аварийных ситуациях, например, в случае обесточивания системы при необходимости, пружина будет способствовать открытию дверей.

Также необходимо отметить, что использование предлагаемого устройства путем подбора соответствующей жесткости пружины аккумулятора позволяет повысить быстродействие до необходимого уровня [2].

Таким образом, параметры пружины должны обеспечивать соответствие требованиям безопасности и быстродействия работы двери.

Приведенный ниже алгоритм выбора пружин ориентирован на стандартные параметры пружин.

Исходными параметрами при выборе пружин являются: масса М двери, Т – время разгона двери, определенное из условий быстродействия и безопасности работы двери, h – ход пружины.

Величина рабочей деформации пружины должна удовлетворять условию:

( - длина пружины в свободном состоянии, - длина пружины при максимальной рабочей нагрузке).

Жесткость пружины должна быть менее или равна

Максимальная рабочая нагрузка пружины должна обеспечить выполнение неравенства

Для пружин, удовлетворяющим первым трем условиям, вычисляются

При обеспечении неравенства

определяются

Пружина, для которой величина имеет максимальное значение, считается оптимальной, т.к. в этом случае при выполнении заданных условий

обеспечиваются наименьшие значения ускорений звеньев устройства и действующих на них нагрузок.

Литература

1. Семеноженков В.С., Семеноженков М.В. Динамическая модель привода двери. Обеспечение качества продукции на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Меж. вуз. сб. науч тр. Вып. 9. 2012. С. 86 – 88.

2. Выбор дверей пассажирских вагонов // Железные дороги мира, 2011, № 10. С. 37 – 40.

Российский государственный открытый технический

университет путей сообщения

УДК 303.1

В.Н. Старов, В.Ф. Лазукин, Д.Е. Барабаш, А.Н. Внуков