Материалы сайта
Это интересно
Лабораторные работы по деталям машин
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н. КОСЫГИНА Кафедра Детали машин и ПТУ Лабораторная работа №6 Тема: «Изучение конструкций вариаторов и определение их основных характеристик» Выполнил студент гр.8-99 /Сушкин О.В./ Проверил: /Хейло С.В./ МОСКВА 2002 г. Цель работы: Изучение конструкций основных типов вариаторов и определение их основных параметров (диапазона регулирования [pic], передаточного отношения). Сравнение и анализ полученных результатов. Оборудование и инструменты: Установки с вариаторами, тахометр и счетчик числа оборотов. Каждая из установок состоит из электродвигателя 1, вариатора 2, шкива 3. Для успешной или более производительной работы некоторых машин, например прядильных и ровничных, необходимо, чтобы частота вращения исполнительных органов машин за цикл работы машины изменялась плавно. Для этой цели применяют вариаторы. Вариатор – это механизм, служащий для плавного изменения передаточного отношения и вследствие этого частоты вращения выходного вала. Существует несколько типов конструкций вариаторов. Теоретические предпосылки. 1. Основные характеристики вариаторов. Рассмотрим основные характеристики вариаторов. Передаточное отношение [pic] вариатора так же, как и других механизмов (редукторов, ременных, цепных передач и т.д.), определяют по формуле: [pic] где [pic] – частота вращения входного вала вариатора, мин-1 [pic] – частота вращения выходного вала вариатора, мин-1 Диапазон регулирования [pic] определяют по формуле: [pic] (1) где [pic] – максимальная частота вращения выходного вала вариатора, мин-1 [pic] – минимальная частота вращения выходного вала вариатора, мин-1 [pic] – максимальное значение передаточного отношения: [pic] (2) [pic] – минимальное значение передаточного отношения: [pic] (3) Диапазон регулирования является одной из основных характеристик любого вариатора. Конструкции вариаторов. Лобовой вариатор. Теоретически для лобового вариатора можно получить [pic], а [pic]. Практически диапазон регулирования ограничивается значением [pic]. Это объясняется тем, что при малых диаметрах [pic] значительно возрастают скольжение и износ, а КПД понижается. В отношении КПД и износостойкости лобовые вариаторы уступают другим конструкциям. Однако простота и возможность изменения направления вращения выходного вала (реверсирования) обеспечивают лобовым вариаторам достаточно широкое применение в маломощных передачах приборов и других устройствах. Для повышения диапазона регулирования применяют двухдисковые лобовые вариаторы с промежуточным роликом. В этих вариаторах получают [pic]=8...10. Лобовой вариатор может иметь симметричную область регулирования. Передаточное отношение может быть как больше, так и меньше единицы. Вариатор с раздвижными конусами. Передающим элементом служит клиновой ремень (слева), ремень с колодками (справа) или специальная цепь. Винтовой механизм управления, состоящий из рычагов и винта с правой и левой нарезкой, раздвигает одну и сдвигает другую, пару конусов одновременно на ту же величину. При этом передающий элемент перемещается на другие рабочие диаметры без изменения своей длины, благодаря чему и достигается изменение частоты вращения на выходе. Возможный по конструктивным соображениям диапазон регулирования зависит от ширины ремня В. Стандартные приводные клиновые ремни по ГОСТ 1284-80 позволяют получать до [pic] 1,5, а специальные широкие – до 5. Клиноременные вариаторы наиболее просты, достаточно надежны, требуют невысокой степени точности изготовления деталей. Ременно-колодочный вариатор выполняют с пропитанными маслом деревянными колодками 2, которые крепят к кожаному ремню 4 болтами 5. Цепной вариатор по сравнению с ременным сложнее в изготовлении и дороже в эксплуатации. Передача цепного вариатора работает в масляной ванне. Торовый вариатор. На ведущем и ведомом валах закреплены чашки 1 и 2, выполненные в форме кругового тора. Между чашками зажаты ролики 3. Изменения передаточного отношения достигают поворотом роликов вокруг осей 0. Оси закреплены в специальной рамке так, что они всегда располагаются симметрично относительно оси чашек. Ошибки в расположении осей вызывают неравномерную нагрузку роликов, дополнительное скольжение и износ, снижают КПД. Условием минимума скольжения является, кроме того, минимальное отклонение вершин начальных конусов роликов от оси чашек. Автоматическое прижатие чашек осуществляют шариковыми нажимными устройствами 4. У торовых вариаторов скольжение удается свести к минимуму при соответствующих соотношениях геометрических параметров. В этом заключается основное преимущество торового вариатора. Недостатками его являются высокие требования к точности изготовления и монтажа. Испытания показали достаточно высокие качества торовых вариаторов (малое скольжение, КПД до 0,95); они нормализованы для мощностей от 1,5 до 20 кВт при диапазоне регулирования 3...6,25. Материал тел качения – закаленная сталь по закаленной стали при смазке или сталь по текстолиту без смазки. Из текстолита выполняют обода роликов. Применение текстолитовых роликов как наиболее податливых позволяет снизить высокие требования к точности изготовления вариаторов. Дисковые вариаторы. В этих вариаторах крутящий момент передается благодаря трению между набором ведущих и ведомых дисков. Изменение передаточного отношения достигают перемещением ведущего вала 1 относительно ведомого вала 2 в направлениях, перпендикулярных оси вращения. При этом изменяется межосевое расстояние а, и рабочий диаметр [pic]. Основной идеей конструкции дискового вариатора является увеличение числа точек между фрикционными элементами. Это позволяет значительно снизить контактные давления, а вместе с ними износ дисков. Значительно снижается потребная сила прижатия. Прижатие осуществляют с помощью пружины или шарикового нажимного устройства. Диски изготавливают из стали и закаливают до высокой твердости (HRC 50...60). Вариатор работает в масле. Обильная смазка значительно уменьшает износ и делает работу вариаторов устойчивой, не зависимой от случайных факторов, влияющих на трение. Снижение коэффициента трения при смазке в этих вариаторах легко компенсируют увеличением числа контактов. Для уменьшения скольжения (потерь) дискам придают коническую форму. При этом получают точечный первоначальный контакт, переходящий в небольшое пятно под действием нагрузки. Тонкие стальные диски позволяют получить компактную конструкцию при значительной мощности. Эти вариаторы имеют мощность до 400 кВт с диапазоном регулирования до 4,5 при КПД 0,8...0,9. |№ |показания |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] | |I |1 |36 |1800 |0,75 |2,8 |1350 | | |2 |13 |650 |2,1 | | | | |3 |21 |1050 |3,1 | | | |II |1 |28 |1400 |1 |2,7 |1400 | | |2 |38 |1900 |0,74 | | | | |3 |14 |700 |2 | | | ----------------------- 1900 1400 700 1800 1050 650 2,1 1,3 0,75 2 1 0,75 i i n2 n2 I II