Дослідження клинопасового варіатора

Мета роботи: експериментально визначити для варіатора з клиновим пасом: діапазон регулювання; коефіцієнт корисної дії; коефіцієнт зменшення швидкості веденого вала варіатора залежно від величини передаточного відношення і моменту сил опору.

Прилади і обладнання: лабораторна установка "Клинопасовий варіатор", штангенциркуль.

 

Порядок виконання роботи

 

1. Ознайомитися з конструкцією клинопасового варіатора (див. рис.9.1.).

2. Визначити діапазон регулювання.

2.1. Випробовування проводити без навантаження, маховичок гвинта 14 (див. рис. 9.2.) відпущений максимально. За допомогою механізму керування варіатора після вмикання електродвигуна встановити пас на мінімальний діаметр на ведучому шківі. Ввімкнути імпульсні лічильники і через 0,5 хв. зняти їх показання /с₁ і с₂/, за якими визначити u_max=c₁/c₂

2.2. Перевести пас при ввімкненому електродвигуні за допомогою механізму регулювання варіатора на максимальний діаметр на головному шківі. Ввімкнути лічильник, зняти показання /с₃ і с₄/ і знайти u_min=c₃/c₄

2.3. Обчислити за формулою діапазон регулювання D=u_max/u_min

3. Визначити ККД варіатора.

3.1. Увімкнути електродвигун і встановити пас на ведучому шківі в положення, задане викладачем. При постійному передаточному числі, ступінчато змінюючи гальмом навантаження (маховичком гвинта 14 (див. рис. 9.2.)), зробити ряд вимірів для одержання даних побудови графіка h=f(T₂). ККД варіатора визначається за формулою h=T₂/T₁×u_е,

де Т₁ – рушійний момент;

Т₂ – момент сил опору (гальмівний момент);

u_е – передаточне відношення, яке визначене експериментально.

Навантаження /гальмівний момент/ змінювати ступінчато, трьома-сьома ступенями в межах 0...20,0 Н×м. Показання знімати з індикаторів моментів (див. рис. 9.2., поз. 18) і лічильників обертів. Час проведення вимірів за кожним ступенем прийняти однаковим і рівним 30 с.

За отриманими даними для кожного ступеня навантаження обчислити передаточне відношення варіатора u = c_1n / c_2n

і рушійний Т_1n та гальмівний Т_2n моменти: T_1n=T_1u ×Y_1n

T_2n=T_2u ×Y_2n,

де T_1u i T_2u – момент, що відповідає одному розподілу індикатора годинникового типу,

Y _1n i Y _2n – кількість розподілів індикатора; n – номер досліду.

Зробити обчислення для кожного ступеня навантаження і за отриманими значеннями побудувати графік.

3.2. Установити пас на мінімальний розмір на ведучому шківі при працюючому електродвигуні.

Міняючи положення пасу на ведучому шківі ступінчато в межах зміни передаточного відношення u від u_min до u_max трьома-сьома ступенями, на кожному ступені навантажувати варіатор таким гальмівним моментом Т, при якому рушійний момент Т=const і попередньо визначений викладачем.

Показання знімати з індикаторів і лічильників обертів за кожним ступенем навантаження варіатора. Час проведення вимірів за кожним ступенем прийняти однаковим і рівним 30 с.

Для кожного положення паса одночасно вимірювати показання і без навантаження, тобто Т₂=0 протягом 30 с.

Обчислити значення u_e передаточного відношення і ККД варіатора для кожного ступеня положення паса, після чого побудувати графік h=f(u_е).

4. Визначення коефіцієнта зменшення швидкості веденого вала.

4.1. На підставі даних, отриманих у п. 2, де знімалися додатково показання лічильника без навантаження, обчислити значення коефіцієнта зменшення швидкості веденого вала для кожного ступеня за формулою F = ( – ) / (), після чого побудувати залежності F = f(T₂), F = f(U)

Результати дослідів та розрахунків занести в таблицю.

Зробити аналіз графіків.

 

Теоретична частина

 

На рис. 9.1. зображена схема клинопасового варіатора, на ведучому валі якого закріплений нерухомий конічний диск 4, а рухомий конічний диск 1 може переміщатися вздовж осі вала. При обертанні маховичка 6 за рахунок гвинтової пари рухомий диск 1 буде переміщатися вздовж осі вала, міняючи при цьому радіус R розташування паса на шківі.

На ведучому валі закріплений нерухомий диск 5, а рухомий диск 2 в осьовому напрямку переміщається за допомогою пружини, притискаючи клиновий пас до робочих конічних поверхонь дисків веденого шківа.

Якщо пас на ведучому шківі переходить на більший діаметр, то на веденому, долаючи опір пружини,- на менший, і, навпаки, при розбіжності дисків на ведучому шківі пас буде переміщатися на менший діаметр, а на веденому пружина буде зближувати диски, переміщуючи пас на більший діаметр.

Для клинопасового варіатора значення u_max, u_min без урахування ковзання визначаються за формулами

u_max = n_1max / n_2min = d_2max / d_1min;

u_min = n_1min / n_2max = d_2min / d_1max;

 

де d_1max, d_2min – діаметр шківа по нейтральній лінії пасу, відповідно найбільший і найменший;

n_2max, n_2min – частота обертання веденого шківа, відповідно найбільша і найменша.

Рис. 9.1. Схема клинопасового варіатора: 1 – рухомий конічний диск, що переміщається вздовж осі вала за допомогою гвинтової пари при обертанні маховичка 6; 2 – рухомий конічний диск, що переміщається вздовж осі вала за допомогою пружини; 3 – клиновий пас; 4, 5 – нерухомі конічні диски; 6 – маховик.

 

Лабораторна установка містить у собі клинопасовий варіатор (рис. 9.2.) із клиновим пасом, виконаний за схемою: електродвигун – клинопасова переда­ча – гальмівний пристрій. Статор двигуна 1 установлений маятником на підшипниках кочення, що знаходяться в двох кронштейнах 6, розташованих з обох кінців двигуна.

Ведучий шків 2 установлений на валі двигуна, а ведений шків 4 – на валі гальмівного пристрою.

Для створення попереднього натягу ведений шків може переміщатися разом із кронштейнами 7. Переміщення кронштейнів 7 здійснюється за допомогою натяжного пристрою 15, що включає в себе гвинтову пару, гайка якої нерухома, а гвинт, обертаючись від маховика, переміщає кронштейн уздовж осі варіатора. Навантаження реалізується за допомогою фрикційного гальма. Гальмівний барабан 13 установлений на веденому валі й охоплюється гальмівними колодками 12.

Рис 9.2. Схема установки для випробування клинопасового варіатора:

1 – статор електродвигуна; 2 – ведучий шків; 3 – клиновий пас; 4 – ведений шків; 5 – основа; 6 – кронштейни підшипників кочення ведучого вала; 7 – рухливий кронштейн; 8, 9 – вантажі, що врівноважують; 10, 11 – демпферні циліндри гасіння коливань; 12 – гальмівні колодки; 13 – гальмівний барабан; 14 – гвинтова пара з маховичком; 15 – гвинтова пара натягу клинопасової передачі; 16, 17 – консольні балочки; 18 – індикатори годинникового типу; 19 – призма.

 

Рис. 4.3 Графіки залежності ККД і коефіцієнта ковзання пасової передачі від коефіцієнта тяги передачі

 

Контрольні запитання

1. Дайте загальну характеристику пасових передач.

2. Назвіть основні типи приводних пасів, з’ясуйте їх будову та матеріал.

3. Наведіть приклади натяжних пристроїв у пасових передачах.

4. Чому у пасових передачах має місце пружне ковзання паса на шківах? Від чого залежить відносне пружне ковзання та як воно впливає на передаточне число передачі?

5. Як впливає дія відцентрової сили на роботу пасової передачі?

6. Чому у пасових передачах обмежують відношення діаметра меншого шківа до товщини паса?

Лабораторна робота №10