Ознакомиться с методическими указаниями, правилами техники безопасности.

По дисциплине «Детали машин»

Экспериментальное определение технических характеристик редуктора

                                               Разработал: д.т.н., проф. Лустенков М.Е.,

                                                                     к.т.н. Прудников А.П.

                                    Рецензент: к.т.н. Науменко А.Е.

                                                       Утверждено

                                                       на заседании кафедры ОПМ

                                                       31.08.2017г.  протокол № 1

Могилев 2017г.

                МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

К проведению лабораторных работ допускаются обучающиеся прошедшие инструктаж по мерам безопасности.

Рабочее место должно содержаться в чистоте и порядке, не должно быть загромождено посторонними предметами, мешающими работе.

Измерительный инструмент с рабочих мест не перемещать.

Все работы необходимо выполнять, не касаясь токоведущих частей электрических устройств.

При работе стенда держаться на безопасном расстоянии от вращающихся частей оборудования.

При возникновении опасных факторов (пожар, короткое замыкание), а также обнаружении других неисправностей в работе лабораторного оборудования работы прекратить до полного устранения неисправностей.

Работа рассчитана на 2 часа аудиторных занятий. Работа проводится в Лаборатории испытаний механических приводных систем Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием Белорусско-Российского университета.

Цель работы. Изучить конструкцию стенда, ознакомиться с методикой определения КПД редуктора и экспериментально определить КПД, уровень шума и тепловой режим редуктора.

Общие сведения

Передаваемая мощность P (Вт, кВт) является одной из основных характеристик механических передач [1].

 или , (Вт), (1)                                                                             

где (для вращательного движения):

  Т – крутящий момент (Нм);

  ω – угловая скорость вращения (рад/c) ;

  (для поступательного движения, линейного перемещения)

  F – сила (окружная) на ленте барабана, цепи и т. д. (Н);

  υ – скорость движения (ленты, цепи и т. д.) (м/c).

Обозначим мощность на входном валу передачи: Р₁, на выходном валу передачи: Р₂.

Коэффициент полезного действия (КПД) также является одной из важнейших характеристик передачи. Он показывает, какая доля от направленной на механизм мощности используется по назначению, для осуществления полезной работы.

 (2)                                                                                

где P_П – мощность, потерянная в передаче (механические потери).

КПД выражается в безразмерных единицах (от 0 до 1) или в процентах.

Если последовательно соединяется n ступеней и у каждой КПД равен η, то общий КПД механизма равен ηⁿ.

Для экспериментального определения технических характеристик (КПД, уровня шума, теплового режима) редукторов в Лаборатории испытаний механических приводных систем Белорусско-Российского университета был сконструирован стенд. Стенд использует принцип разомкнутого силового потока. Принципиальная схема стенда показана на рисунке 1. Общий вид стенда показан на рисунке 2.

1 – асинхронный электродвигатель; 2 – порошковый тормоз; 3 – испытываемый редуктор;

4, 5 – датчики крутящего момента и частоты вращения; 6 – частотный преобразователь;

7 – регулятор тормозного крутящего момента; 8 – ПЭВМ

Рисунок 1 – Принципиальная схема испытательного стенда

Вал электродвигателя 1 вращает входной вал редуктора 3. При этом, датчик 4, установленный между валами, фиксирует крутящий момент T₁ на входном валу редуктора и частоту вращения этого вала n₁. С помощью программы на ПЭВМ 8 определяется мощность на входном валу редуктора P₁ по формуле (1). При помощи нагружателя 2 (порошкового тормоза) создается тормозной крутящий момент T₂ на выходном валу редуктора 3. Датчик 5 фиксирует его и частоту вращения выходного вала редуктора n₂.

1 – асинхронный электродвигатель; 2 – порошковый тормоз; 3 – испытываемый редуктор;

4, 5 – датчики крутящего момента и частоты вращения; 6 – частотный преобразователь;

7 – регулятор тормозного крутящего момента; 8 – ПЭВМ

Рисунок 2 – Стенд для испытаний редукторов

При этом с помощью программного обеспечения по формуле (1) определяется мощность на выходном валу редуктора P₂.

Частота вращения вала двигателя регулируется частотным регулятором 6, создаваемый крутящий момент на валу порошкового тормоза регулируется регулятором 7.

а)	б)	Измерение уровня шума в процессе работы редуктора производится с помощью цифрового шумомера (модель Testo 816-1) (рис. 3, а). Измерение температуры корпуса редуктора осуществляется посредством пирометра (модель Testo 830-T2), оснащенного контактным зондом (рис. 3, б). В качестве испытываемого редуктора используется передача с промежуточными телами качения, разработанная в Белорусско-Российском университете [2], либо редуктор другого типа.
а – шумомер; б – пирометр Рисунок 3 – Измерительные приборы

Опытный образец редуктора с промежуточными телами качения с передаточным отношением, равным 5, и диаметром корпуса 95 мм представлен на рисунке 4.

Ведущее звено 1 представляет собой вал с установленными составными кулачками 2, которые образуют подвижную однопериодную беговую дорожку. Торцовые кулачки 4, закрепленные в корпусе, образуют неподвижную многопериодную беговую дорожку. Ведомое звено 3 представляет собой вал с выполненными вдоль оси вращения вала пазами, в которых располагаются составные ролики 5.

Вращение ведущего звена 1 и соответственно однопериодной беговой дорожки вынуждает составные ролики 5 перемещаться вдоль пазов, выполненных на ведомом валу 3. Одновременно с этим составные ролики 5 взаимодействуют с неподвижной многопериодной беговой дорожкой, приводя во вращение с редукцией ведомый вал 3.

1 – ведущий вал; 2 – однопериодные кулачки, образующие беговую дорожку (ведущее звено); 3 – ведомый вал (ведомое звено); 4 – многопериодные кулачки, образующие беговую дорожку (заторможенное звено); 5 – составные ролики

Рисунок 4 – Основные узлы редуктора

Таблица 1- Определение технических характеристик в зависимости от частоты вращения вала двигателя (входного вала редуктора)

Таблица 2 – Определение технических характеристик в зависимости от крутящего момента на выходном валу редуктора

Ход выполнения работы

Ознакомиться с методическими указаниями, правилами техники безопасности.