 |
Анализ потерь мощности в редукторе
|
|
|
|
Коэффициент полезного действия (КПД) редуктора есть отношение полезной мощности к затраченной и рассчитывается по формуле
(1)
где η - коэффициент полезного действия (КПД)
, 
- мощности на ведущем (затраченная) и на ведомом (полезная) валах редуктора, Вт;
, 
- вращающие моменты на ведущем и ведомом валах редуктора, Н∙м;
- угловые скорости вращения ведущего и ведомого валов редуктора, рад/с;
- частоты вращения ведущего и ведомого валов редуктора,
i – передаточное отношение исследуемого редуктора.
В свою очередь мощность потерь в редукторе определяется по формуле
(2)
где 
– мощность потерь в редукторе;
, - мощности на ведущем (затраченная) и на ведомом (полезная) валах редуктора, Вт;
η - коэффициент полезного действия (КПД)
Ψ – коэффициент относительных потерь в редукторе.
Коэффициент относительных потерь в редукторе рассчитывается по формуле
(3)
где Ψ – коэффициент относительных потерь в редукторе;
- коэффициент относительных потерь в зацеплении;
- коэффициент относительных потерь в подшипниках;
- коэффициент относительных потерь на перемешивание масла;
– коэффициент относительных потерь на привод вентилятора у редукторов с искусственным воздушным охлаждением.
Потери в зацеплении являются следствием чрезвычайно сложного для исследования процесса взаимодействия контактирующих поверхностей зубьев. В общем случае силы трения между зубьями зависят от шероховатости их рабочих поверхностей, режима и вида смазки, соотношения скоростей качения и скольжения в контакте и величины передаваемой полезной нагрузки.
В червячной передаче потери в зацеплении составляют основную часть потерь мощности в связи с наличием относительного скольжения витков червяка по зубьям червячного колеса.
|
|
|
В режиме полужидкостной смазки силы трения увеличиваются при уменьшении вязкости масла и скорости в зацеплении. При высоких скоростях за счет повышения несущей способности масляного клина между зубьями вступают в силу зависимости, характерные для гидродинамического режима смазки.
Потери на трение в зацеплении обычно принимают пропорциональными полезной нагрузке и относят к так называемым нагрузочным потерям.
Валы современных редукторов обычно устанавливают на подшипниках качения, для которых характерны малые потери на трение:
=0,005…0,010
Потери на перемешивание масла растут с увеличением окружной скорости, вязкости масла, ширины зубчатых колес и глубины их погружения в масляную ванну.
Коэффициент относительных потерь на привод вентилятора существенно зависит от частоты вращения валов.
Раздельное измерение составляющих потерь мощности связано с большими трудностями. Поэтому обычно опытным путем определяют суммарные потери мощности, которые характеризуют общий КПД редуктора.
Средние значения КПД червячных передач с жидкой смазкой при разных числах заходов червяка 
представлены в таблице 1.
Таблица1 - КПД червячных передач с жидкой смазкой
|
| |||
| i | 32…63 | 16…32 | 7…16 |
| η | 0,65…0,80 | 0,75…0,85 | 0,80…0,90 |
При передаче неполной мощности КПД значительно ниже вследствие влияния постоянных потерь, т. е. потерь, не зависящих от передаваемой мощности.
2 Порядок работы со стендом
Общие положения
Порядок выполнения работы:
1) проверить целостность и комплектности стенда;
2) установить и закрепить на универсальном основании исследуемую механическую передачу вместе с приводным модулем и модулем нагружения;
Внимание! Не допускается включение электродвигателя не присоединенного к механической передаче. Включение электродвигателя не присоединенного к механической передаче может привести к поломке муфты!
|
|
|
3) подсоединить приводной модуль и модуль нагружения к панели управления;
4) подсоединить панель управления к ЭВМ;
5) убедиться, что на панели управления все тумблеры выключены (опущены вниз), а регуляторы полностью выключены (выкручены против часовой стрелки);
6) подключить приводной модуль и панель управления к сети 220В;
7) включить ЭВМ и запустить программное обеспечение. Убедиться, что соединение стенда с ЭВМ прошло успешно. Индикатор связи с ЭВМ должен быть зеленого цвета;
8) обнулить значения вращающих моментов на панели управления с
помощью кнопки (рисунок 2, поз.6);
9) обнулить значения вращающих моментов в программе с помощью меню «Установки» либо с помощью комбинации клавиш <Ctrl+Z>.
10) выбрать требуемые параметры для отображения на осях X и Y;
11) с помощью тумблера (рисунок 2, поз.3) запустите приводной модуль;
Внимание: Не допускать нахождения людей возле вращающихся деталей стенда! Не допускать нахождения людей в плоскости вращения работающего стенда!
12)с помощью регулятора установить требуемую частоту вращения ведущего вала исследуемой механической передачи;
13) с помощью тумблера включить модуль нагружения;
14) запустить построение графика с помощью кнопки «Старт»;
15) плавно поворачивая регулятор (рисунок 2, поз.5) увеличивать нагрузку на ведомом валу исследуемой механической передачи, внимательно следя за показаниями и графиком;
Внимание! Не допускать длительной остановки электродвигателя приводного модуля. При длительной остановке возможно отключение электродвигателя. Для последующего запуска электродвигателя необходимо отключить приводной модуль от сети 220В на 2-3 минуты и повторно включить в сеть.
16) после достижения требуемого значения нагрузки нажать кнопку «Стоп» для остановки построения графика;
17) полностью снять нагрузку с вала модуля нагружения до упора выкрутив регулятор против часовой стрелки и выключить модуль нагружения;
18) уменьшить частоту вращения вала приводного модуля до нуля выкрутив до упора регулятор против часовой стрелки и выключите приводной модуль;
|
|
|
19) сохранить отчет выбрав строчку «Отчет» в меню «Лабораторная работа»;
20) для проведения повторного эксперимента, либо эксперимента с другим механическим соединением выбрать строчку «Сброс» в меню «Лабораторная работа» и повторить пункты с 8 по 19;
21) после завершения лабораторной работы закрыть программное обеспечение, выключить питание стенда и ЭВМ.
Особенности установки червячного редуктора
1) установить редуктор (рисунок 1, поз. 8) на универсальное основание (рисунок 1, поз.4) таким образом, чтобы ось вращения ведущею вала редуктора была перпендикулярна пазам основания;
2) совместить муфту приводного модуля с муфтой ведущего вала редуктора таким обратом, чтобы штыри муфты приводного модуля вошли в отверстия муфты редуктора;
3) совместить отверстия оснований с пазами универсального основания, таким образом что бы были видны пазы требуемые для закрепления модуля и редуктора;
4) вставить Т-болты с гайками и шайбами в требуемые пазы и от руки подтянуть их;
5) закрепить модуль нагружения на дополнительной подставке (рисунок 1, поз.9);
6) установить модуль нагружения с подставкой таким обратом, чтобы вал модуля был соосен с ведомым валом редуктора. Совместить отверстия подставки модуля нагружения с пазами универсального основания, таким образом что бы были видны пазы требуемые для закрепления подставки модуля нагружения;
7) вставить Т-болты с гайками и шайбами в требуемые пазы и от руки подтянуть их;
8) совместить муфту модуля нагружения с муфтой ведомого вала редуктора таким образом чтобы штыри муфты модуля нагружения вошли в отверстия муфты редуктора;
9) сориентировать модуль и редуктор таким образом чтобы вся сборка помешалась на универсальном основании, при необходимости снова выставить зазоры между муфтами;
10) закрепить модуль и редуктор с помощью Т-болтов и гаек используя гаечный ключ.
Заключение
В своем курсовом проекте, я рассмотрел работу лабораторного комплекса «Детали машин – передачи редукторные», исследовал потери мощности в червячном редукторе, так же рассмотрел виды редукторов и сравнил их технические характеристики.
|
|
|
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.
В пояснительной записке проекта рассмотрены два раздела:
- организационно – технический раздел;
- порядок работы со стендом.
Графическая часть представлена сборочными чертежами червячного, конического и цилиндрического редукторов.
Список использованных источников
1 Основы конструирования: Методические указания к курсовому проектированию/ Сост. А.А.Скороходов, В.А Скорых. -СПб.: СПбГУ Кит, 1999.
2 Дунаев П.Ф., Детали машин, Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 1990.
3 Скойбеда А.Т., Кузьмин А.В., Макейчик Н.Н., Детали машин и основы конструирования, Минск: «Высшая школа», 2000.
4 Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 1991
5 Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. -8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н.Жестковой. – М.: Машиностроение, 1999
|
|
|
