Определение кпд ременной передачи

 

1. Цель работы

Определение КПД передачи в зависимости от величины момента, передаточного числа и предварительного натяга ремня.

 

2. Описание установки

На литом основании 1 прибора (рис. 1) расположены кронштейн 2 балансирной системы электродвигателя и подставка 15 с узлом ведомого шкива и нагрузочного устройства.

 

 

Рис. 1. Схема стенда для исследования передачи с гибкой связью ДП2К

 

На валу двигателя закреплен двухступенчатый шкив 3. Измерительное устройство (по определению крутящего момента электродвигателя) состоит из плоской пружины 5 и индикатора 6, который установлен на угольнике 7, закрепленном на кронштейне 2. Узел ведомого шкива смонтирован на подставке 15. В верхней части подставки в направляющих установлен ползун 20. В ползуне находится ось, на которой шарнирно (при помощи двух шарикоподшипников) установлен корпус нагрузочного устройства 10, вал которого соединяется с валом двухступенчатого ведомого шкива 11. К корпусу прикреплен рычаг 12, с помощью которого создается момент относительно оси (вставленной в ползун) и, таким образом, обеспечивается окончательная регулировка натяжения ремня.

С помощью ручки 13 производится перемещение ползуна 20 вместе с корпусом 10, за счет чего создается предварительное натяжение ремня, а ручкой 14 осуществляется фиксация ползуна в данном положении. К валу нагрузочного устройства со стороны, противоположной ведомому шкиву, крепится рычаг, передающий усилие на плоскую пружину. Деформация плоской пружины измеряется индикатором 8, установленным в кронштейне 9.

На торцах ведущего и ведомого шкивов расположены коллекторы 28 (рис. 2) контактных устройств, позволяющие фиксировать с помощью счетчиков 19 и 23 частоту вращения валов.

 

А-А

 

Рис. 2. Схема испытуемого узла

 

На панели 16 установлены: выключатель питания 26, выключатель двигателя 25, регулятор скорости 24, счетчик оборотов ведущего вала 23, счетчик оборотов ведомого вала 19, выключатель цепей управления счетчиков 22, выключатель цепи возбуждения нагрузочного устройства 18 и регулятор тока возбуждения нагрузочного устройства 17.

Нагрузочное устройство представляет собой магнитный порошковый тормоз, принцип действия которого основан на свойстве намагниченной среды, оказывать сопротивление перемещению в ней ферромагнитных тел.

Намагниченность среды изменяется в зависимости от величины тока в обмотке электромагнита. Крышка статора при работе нагрузочного устройства воздействует на плоскую пружину измерительного устройства, прогиб которой пропорционален тормозному моменту.

 

3. Подготовка установки к работе

Производится тарировка измерительных устройств. Для тарировки устрой-ства по замеру момента электродвигателя используется приспособление, состоящее из рычага и груза весом 2 Н, которое крепится к балансирной сис-теме электродвигателя. Груз на тарировочном приспособлении, а также стрелка индикатора 6 устанавливаются на нулевую отметку. При перемещении груза по рычагу фиксируются соответствующие показания на шкале индикатора. Цена деления индикатора (m_cp) определяется как среднеарифметическое значение для нескольких замеров.

m_cp = , (1)

где G – вес груза, Н; L_i – положение груза на рычаге, м; N_i – показания индикатора, дел. Аналогично производится тарировка нагрузочного устройства ременной передачи.

После снятия тарировочных приспособлений стрелки индикаторов необходимо установить на нуль.

 

4. Порядок выполнения работы

Сначала определяется КПД передачи в зависимости от величины момента нагрузки на ведомом шкиву при постоянном предварительном натяжении ремня. Ручкой 13 производится перемещение ползуна 20 вместе с корпусом, за счет чего создается первоначальный натяг ремня. Окончательная регулировка натяжения ремня (до совмещения рисок) производится при помощи грузов, последовательно подвешиваемых к рычагу 12. После этого ползун стопорится ручкой 14. Включается электродвигатель и при постоянной скорости вращения тумблером 17 задается ряд нагрузок, которые фиксируются индикатором 8 (с одновременным замером индикатором 6 крутящего момента на ведущем шкиву).

КПД определяется по формуле:

= , (2)

где М₂ – момент на ведомом шкиву, Н×м; n₂ – частота вращения ведомого шкива, мин^-1; M₁ – момент на ведущем шкиву, Н×м; n₁ – частота вращения ведущего шкива, мин^-1.

Частота вращения шкивов определяется по показаниям счетчиков за фикси-рованные промежутки времени, измеряемые секундомером по формуле:

n = ,(3)

где N – количество импульсов по счетчику; t – время, мин.

Замеры следует производить в течение 0,2…0,4 мин. Результаты замеров заносятся в табл. 1. Строится график = f(M).

Далее снимаются показания для вычисления КПД в зависимости от пере-даточного числа (его изменение производится перестановкой ремня). КПД определяется по формуле (2). Результаты замеров и вычислений помещаются в табл. 1, а затем изображается график = f(u).

В заключение исследуется КПД передачи в зависимости от усилия натяжения ремня (при постоянной скорости и нагрузке). Усилие натяжения ремня задается изменением положения ползуна и количества грузов, подвешиваемых на рычаге 12, а его величина находится как

, (4)

где l₃ – расстояние от центра ведущего шкива до точки подвеса грузов, мм; P – вес груза, Н; а – расстояние от оси вращения ведомого шкива до центра оси поворота кронштейна, мм;

g = arc sin , (5)

где D₁ – диаметр ведущего шкива; D₂ – диаметр ведомого шкива; L – рас-стояние между центрами шкивов.

Определяется КПД и выстраивается график = f(S).