Mi a sebességváltó hatékonysága. Számítás és kiválasztás (orosz módszertan) - csigahajtómű
Veselova E. V., Narykova N. I.
Műszerreduktorok tanulmányozása
Útmutató a laboratóriumi munkákhoz 4., 5., 6. sz. "A műszertervezés alapjai" tantárgyhoz
Eredeti: 1999
Digitalizálás: 2005
Az eredeti alapján készült digitális elrendezést összeállította: Alexander A. Efremov, gr. IU1-51
A munka célja
Ismerkedés a sebességváltók hatásfokát meghatározó berendezések terveivel.
Adott típusú sebességváltó hatásfokának kísérleti és analitikai meghatározása a kimenő tengely terhelésétől függően.
Különféle eszközökben a meghajtóknak nevezett eszközök széles körű alkalmazásra találtak. Energiaforrásból (motorból), sebességváltóból és vezérlőberendezésből állnak.
A sebességváltó olyan mechanizmus, amely fogaskerék-, csiga- vagy bolygókerekes fogaskerekek rendszeréből áll, amelyek csökkentik a hajtott lengőkar forgási sebességét a hajtókar forgási sebességéhez képest.
Egy hasonló eszközt, amely a hajtott láncszem forgási sebességének növelésére szolgál a vezetőkar forgási sebességéhez képest, szorzónak nevezzük.
Ezekben a laboratóriumokban a következő típusú hajtóműveket vizsgálják: többfokozatú spirális sebességváltó, bolygókerekes hajtómű és egyfokozatú csigahajtómű.
A hatékonyság fogalma
A mechanizmus egyenletes mozgásával a hajtóerők erejét teljes mértékben a hasznos és káros ellenállások leküzdésére fordítják:
Itt P g- a hajtóerők ereje; P c- a súrlódási ellenállás leküzdésére fordított teljesítmény; P n a hasznos ellenállások leküzdésére fordított teljesítmény.
A hatásfok a hasznos ellenállási erők erejének és a hajtóerők erejének aránya:
(2)
Az 1-2 index azt jelzi, hogy a mozgás az 1-es összekötőről, amelyre a hajtóerőt kifejtik, a 2-es összekötőhöz továbbítódik, amelyre a hasznos ellenállási erőt kifejtik.
Érték 
átviteli veszteségaránynak nevezzük. Nyilvánvalóan:
(3)
Enyhén terhelt fogaskerekek esetén (ezek jellemzőek a műszerezésben) a hatásfok jelentősen függ a belső súrlódási veszteségektől és a mechanizmus teljesítményterhelésének mértékétől. Ebben az esetben a (3) képlet a következőképpen alakul:
(4)
ahol c- együttható, amely figyelembe veszi a saját veszteségek súrlódásra és terhelésre gyakorolt hatását F,
Alkatrészek aés b az átvitel típusától függ.
Nál nél 
együttható 
tükrözi a saját veszteségek hatását a súrlódásra enyhén terhelt fogaskerekek esetén. A növekvő F együttható c(F) csökken, megközelíti az értéket 
nagy mennyiséggel F.
Sorosan csatlakoztatva m hatékony mechanizmusok 
A mechanizmusok teljes összekapcsolásának hatékonysága:
(5)
ahol P g- az első mechanizmus tápellátása; P n- az utolsó mechanizmusból eltávolított teljesítmény.
A sebességváltót fogaskerekek és támasztékok soros csatlakozásával rendelkező készüléknek tekinthetjük. Ekkor a hatékonyságot a következő kifejezés határozza meg:
(6)
ahol 
- hatékonyság én-
ó pár áttétel; 
- egy pár támaszték hatékonysága; 
- a tartópárok száma.
Támogassa a hatékonyságot
A támogatás hatékonyságát a képlet határozza meg
(7)
mivel a támasz kimenetén és bemenetén a teljesítmények aránya megegyezik a megfelelő nyomatékok arányával a forgási sebesség állandósága miatt. Itt M- nyomaték a tengelyen; M tr- súrlódási nyomaték a támaszban.
A gördülőcsapágy súrlódási nyomatéka a következő képlettel határozható meg:
(8)
ahol M 1 - súrlódási nyomaték, a támasztó terhelésétől függően; M 0 - súrlódási nyomaték, a csapágy kialakításától, a kenőanyag sebességétől és viszkozitásától függően.
A műszer hajtóművekben az alkatrész M 1 sokkal kevesebb alkatrész M 0 . Így feltételezhetjük, hogy a támasztékok súrlódási nyomatéka gyakorlatilag független a terheléstől. Ebből következően a támogatás hatékonysága nem függ a terheléstől. A sebességváltó hatásfokának kiszámításakor egy pár csapágy hatásfoka 0,99-nek felel meg.
A kinematikus hajtásrendszer jelenléte leegyszerűsíti a sebességváltó típusának kiválasztását. Szerkezetileg a sebességváltókat a következő típusokra osztják:
Áttétel [I]
A sebességváltó áttételi arányát a következő képlettel számítják ki:
I = N1/N2
ahol
N1 - tengely fordulatszáma (fordulatszám) a bemeneten;
N2 - tengely fordulatszáma (fordulatszám) a kimeneten.
A számítások során kapott értéket egy adott típusú sebességváltó műszaki jellemzőiben megadott értékre kerekítik fel.
2. táblázat A különböző típusú sebességváltók áttételi tartománya
FONTOS!
A motor tengelyének és ennek megfelelően a sebességváltó bemenő tengelyének forgási sebessége nem haladhatja meg az 1500 ford./perc értéket. A szabály minden típusú sebességváltóra érvényes, kivéve a hengeres koaxiálisakat, amelyek forgási sebessége legfeljebb 3000 fordulat / perc. A gyártók ezt a műszaki paramétert feltüntetik az elektromos motorok összefoglaló jellemzői között.
Csökkentő nyomaték
Nyomaték a kimenő tengelyen a nyomaték a kimenő tengelyen. Figyelembe veszik a névleges teljesítményt, a biztonsági tényezőt [S], a becsült üzemidőt (10 ezer óra), a sebességváltó hatásfokát.
Névleges nyomaték– maximális nyomaték a biztonságos átvitel érdekében. Értékét a biztonsági tényező - 1 és a működés időtartama - 10 ezer óra figyelembevételével számítják ki.
Maximális nyomaték (M2max)- a maximális nyomaték, amelyet a sebességváltó képes ellenállni állandó vagy változó terhelés mellett, gyakori indításokkal / leállásokkal. Ez az érték pillanatnyi csúcsterhelésként értelmezhető a berendezés üzemmódjában.
Szükséges nyomaték– a vevő kritériumainak megfelelő nyomaték. Értéke kisebb vagy egyenlő, mint a névleges nyomaték.
Becsült nyomaték- a sebességváltó kiválasztásához szükséges érték. A számított értéket a következő képlet segítségével számítjuk ki:
Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2
ahol
Mr2 a szükséges nyomaték;
Sf - szolgáltatási tényező (működési tényező);
Mn2 a névleges nyomaték.
Szolgáltatási tényező (szolgáltatási tényező)
A szolgáltatási tényezőt (Sf) kísérleti úton számítjuk ki. Figyelembe veszik a terhelés típusát, a napi üzemidőt, a hajtóműves motor üzemóránkénti indításainak / leállásainak számát. A szolgáltatási tényezőt a 3. táblázat adatai alapján határozhatja meg.
3. táblázat: A szolgáltatási tényező kiszámításának paraméterei
| A terhelés típusa | Indulások/megállások száma, óra | Átlagos működési idő, nap | |||
|---|---|---|---|---|---|
| <2 | 2-8 | 9-16 óráig | 17-24 | ||
| Lágyindítás, statikus működés, mérsékelt tömeggyorsítás | <10 | 0,75 | 1 | 1,25 | 1,5 |
| 10-50 | 1 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | |
| 80-100 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | |
| 100-200 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,2 | |
| Mérsékelt induló terhelés, változó teljesítmény, közepes tömegű gyorsulás | <10 | 1 | 1,25 | 1,5 | 1,75 |
| 10-50 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | |
| 80-100 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,2 | |
| 100-200 | 1,75 | 2 | 2,2 | 2,5 | |
| Nagy teherbírású működés, változó terhelhetőség, nagy tömegű gyorsulás | <10 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 |
| 10-50 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,2 | |
| 80-100 | 1,75 | 2 | 2,2 | 2,5 | |
| 100-200 | 2 | 2,2 | 2,5 | 3 | |
Hajtásteljesítmény
A megfelelően kiszámított hajtási teljesítmény segít leküzdeni az egyenes vonalú és forgó mozgások során fellépő mechanikai súrlódási ellenállást.
A teljesítmény [P] kiszámításának elemi képlete az erő és a sebesség arányának kiszámítása.
A forgó mozgások során a teljesítményt a nyomaték és a percenkénti fordulatok számának arányaként számítják ki:
P = (MxN)/9550
ahol
M a nyomaték;
N a fordulatok száma / perc.
A kimenő teljesítményt a következő képlettel számítjuk ki:
P2 = PxSf
ahol
P a teljesítmény;
Sf - szolgáltatási tényező (működési tényező).
FONTOS!
A bemeneti teljesítmény értékének mindig nagyobbnak kell lennie a kimenő teljesítmény értékénél, amit a bekapcsolási veszteségek indokolnak:
P1 > P2
A bemeneti teljesítmény hozzávetőleges értékével nem lehet számításokat végezni, mivel a hatásfok jelentősen változhat.
Hatékonysági tényező (COP)
Tekintsük a hatékonyság számítását egy csigahajtómű példáján. Ez egyenlő lesz a mechanikus kimeneti teljesítmény és a bemeneti teljesítmény arányával:
ñ [%] = (P2/P1) x 100
ahol
P2 - kimeneti teljesítmény;
P1 - bemeneti teljesítmény.
FONTOS!
P2 csigahajtóművekben< P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.
Minél nagyobb az áttétel, annál alacsonyabb a hatásfok.
A hatékonyságot befolyásolja az üzemidő és a hajtóműves motor megelőző karbantartásához használt kenőanyagok minősége.
4. táblázat Egyfokozatú csigahajtómű hatásfoka
| Áttétel | Hatékonyság a w , mm-nél | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | |
| 8,0 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 | 0,96 |
| 10,0 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 |
| 12,5 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 |
| 16,0 | 0,82 | 0,84 | 0,86 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 |
| 20,0 | 0,78 | 0,81 | 0,84 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 |
| 25,0 | 0,74 | 0,77 | 0,80 | 0,83 | 0,84 | 0,85 | 0,86 | 0,87 | 0,89 |
| 31,5 | 0,70 | 0,73 | 0,76 | 0,78 | 0,81 | 0,82 | 0,83 | 0,84 | 0,86 |
| 40,0 | 0,65 | 0,69 | 0,73 | 0,75 | 0,77 | 0,78 | 0,80 | 0,81 | 0,83 |
| 50,0 | 0,60 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | 0,74 | 0,75 | 0,76 | 0,78 | 0,80 |
5. táblázat A hullámcsökkentő hatásfoka
6. táblázat A fogaskerekes reduktorok hatásfoka
Hajtóműves motorok robbanásbiztos változatai
Az ebbe a csoportba tartozó hajtóműves motorokat a robbanásbiztos kivitel típusa szerint osztályozzák:
- "E" - magas fokú védelemmel rendelkező egységek. Bármilyen üzemmódban használhatók, beleértve a vészhelyzeteket is. A megerősített védelem megakadályozza az ipari keverékek és gázok begyulladásának lehetőségét.
- "D" - lángálló burkolat. Az egységek háza védve van a deformációtól, ha maga a motor-reduktor felrobban. Ez a tervezési jellemzőinek és a fokozott tömítettségnek köszönhető. A "D" robbanásvédelmi osztályú berendezések rendkívül magas hőmérsékleten és a robbanásveszélyes keverékek bármely csoportjával használhatók.
- „I” – gyújtószikramentes áramkör. Ez a fajta védelem biztosítja a robbanásbiztos áram fenntartását az elektromos hálózatban, figyelembe véve az ipari alkalmazások sajátos feltételeit.
Megbízhatósági mutatók
A hajtóműves motorok megbízhatósági mutatóit a 7. táblázat tartalmazza. Minden érték állandó névleges terhelés melletti hosszú távú működésre vonatkozik. A motor-reduktornak rövid távú túlterhelés esetén is biztosítania kell a táblázatban jelzett erőforrás 90%-át. Ezek a berendezés indításakor és a névleges nyomaték legalább kétszeri túllépésekor fordulnak elő.
7. táblázat. Tengelyek, csapágyak és sebességváltók erőforrásai
Különböző típusú motor reduktorok kiszámításához és vásárlásához forduljon szakembereinkhez. megismerkedhet a Techprivod által kínált csiga-, henger-, bolygó- és hullámhajtóműves motorok katalógusával.
Romanov Szergej Anatoljevics,
mechanikai tanszék vezetője
Techprivod cég.
Egyéb hasznos források:
5. számú laboratóriumi munka.
A sebességváltó hatásfokának vizsgálata.
A munka céljai és célkitűzései : a hajtómű hatásfokának (COP) kísérleti meghatározásának módszerének tanulmányozása, a hajtómű hatásfokának a hajtómű kimenő tengelyére ható ellenállási nyomaték értékétől való függésének megállapítása, leíró matematikai modell paramétereinek becslése. a sebességváltó hatásfokának az ellenállási nyomatéktól való függése és a hatásfok maximális értékének megfelelő ellenállási nyomaték értékének meghatározása .
5.1 Általános információk a mechanizmusok hatékonyságáról.
Az egyensúlyi ciklusonkénti hajtóerők és nyomatékok A d munka formájában a mechanizmusba juttatott energiát hasznos munkára fordítjuk A ps, azaz. az erők és a hasznos ellenállási nyomatékok munkája, valamint a súrlódási erők kinematikus párokban történő leküzdésével kapcsolatos A t munka és a közeg ellenállási erőinek leküzdése: A d \u003d A ps + A t. Az értékek A ps és A t behelyettesítésre kerül ebbe és a következő egyenletbe abszolút érték szerint. A mechanikai hatásfok az arány:
A hatásfok tehát azt mutatja meg, hogy a gépbe juttatott mechanikai energia mekkora hányadát fordítják hasznosan annak a munkának a elvégzésére, amelyre a gépet létrehozták, pl. a gépek mechanizmusának fontos jellemzője. Mivel a súrlódási veszteségek elkerülhetetlenek, mindig az<1. В уравнении (5.1) вместо работ А д и А пс, совершаемых за цикл, можно подставлять средние за цикл значения соответствующих мощностей:
(5.2)
Csökkentő- ez egy fogaskerék-mechanizmus, amelyet arra terveztek, hogy csökkentse a kimenő tengely szögsebességét a bemenethez képest. A bemeneti szögsebesség és a kimeneti szögsebesség arányát a sebességváltó áttételének nevezzük:
A sebességváltó esetében az (5.2) egyenlet a következőképpen alakul:
(5.4)
Itt M TÓL TŐLőket D- a nyomatékok átlagos értékei a sebességváltó kimenő és bemenő tengelyein. A hatásfok kísérleti meghatározása az M értékeinek mérésén alapul TÓL TŐLés M dés számítás az (5.4) képlettel.
5.2 Tényezők. A tényezők variációs területének meghatározása.
Tényezők nevezze meg a rendszer azon paramétereit, amelyek a mért értéket befolyásolják, és a kísérlet során szándékosan változhatnak. A sebességváltó hatásfokának vizsgálatakor a tényezők a kimenő tengelyen lévő M C ellenállási nyomaték és a sebességváltó bemenő tengelyének forgási frekvenciája n 2.A kísérlet első szakaszában meg kell határozni az adott létesítményen megvalósítható és mérhető tényezők határértékeit, és meg kell építeni egy mezőt a tényezők változására. Ez a mező megközelítőleg négy pontból építhető fel. Ehhez egy minimális ellenállási pillanatban (a telepítés fékje ki van kapcsolva) a minimális és maximális értékét a sebességszabályozó állítja be. A napló rögzíti a fordulatszámmérő és a, valamint a fékjelző és a megfelelő állásait. Ebben az esetben, ha az érték meghaladja a fordulatszámmérő skála felső határát, akkor azt a skála legmagasabb értékével kell egyenlőnek tekinteni.
Ezután kapcsolja be a féket, és állítsa be a maximális M ellenállási nyomatékot a nyomatékszabályozóval Cmax. A fordulatszám-szabályozó először beállítja az adott terheléshez tartozó maximális frekvenciaértéket, majd a minimális stabil értéket (kb. 200 ford./perc). A naplóban rögzítésre kerülnek a frekvenciaértékek, a fékjelző és a megfelelő leolvasások. A kapott négy pontot a koordinátasíkon ábrázolva és egyenesekkel összekötve a tényezők variációs mezőjét építjük ki (ábra. 5.1). Ezen a területen (a határoktól való bizonyos eltérésekkel) válassza ki a vizsgálati területet - a kísérletben szereplő tényezők határait. Az egytényezős kísérletben csak az egyik tényezőt változtatjuk meg, az összes többit egy adott állandó szinten tartjuk. Ebben az esetben a vizsgált terület egy vonalszakasz (lásd 5.1. ábra, n vonal). d= const).
5.3. Modellválasztás és kísérlettervezés.
A polinomokat leggyakrabban a vizsgált folyamat matematikai modelljeként használják. Ebben az esetben a függőség miatt 
az n d=konst
fogadja el az alak polinomját
A kísérlet feladata empirikus adatok beszerzése a modell együtthatóinak becsléséhez. Mivel М С = 0 esetén a rendszer hatásfoka nullával egyenlő, a polinom egyszerűsíthető a tag kizárásával b 0
, ami egyenlő nullával. A kísérlet eredményeit számítógépen dolgozzák fel a "KPD" programmal, amely lehetővé teszi a modell együtthatóinak meghatározását b kés függőségi grafikonok nyomtatása: kísérleti 
a megbízhatósági intervallumok feltüntetésével és a modell szerint felépítve, valamint az M ellenállási nyomaték értékével C0 maximumnak megfelelő
5.4. A kísérleti összeállítás leírása.
A sebességváltó hatékonyságának vizsgálata DP-4 típusú telepítésen történik. A telepítés (5.2. ábra) tartalmaz egy vizsgálandó tárgyat - egy 2. sebességváltót (bolygó, csiga, soros, hullám), egy mechanikai energiaforrást - egy villanymotort 1, egy energiafogyasztót - egy por elektromágneses féket 3, két szabályozók: a motor fordulatszám-szabályozójának 5 potenciométere és a szabályozó féknyomatékának 4 potenciométere, valamint a motor frekvenciáját - forgását (6. fordulatszámmérő), valamint a motor és a fék tengelyén lévő nyomatékokat mérő készülék.
A motor- és féknyomatékot mérő készülékek felépítésükben hasonlóak (5.3. ábra). Gördülőcsapágyakkal ellátott tartóból állnak, amely lehetővé teszi az 1 állórész és a 2 forgórész elforgatását az alaphoz képest, valamint egy mérőkarból l vállal és, laprugó 4 és mutatójelző 3 alapján. A rugó lehajlás mérése indikátor segítségével történik, az elhajlás értéke arányos az állórészen lévő nyomatékkal. A forgórész nyomatékának értékét hozzávetőlegesen az állórész nyomatékából becsüljük, figyelmen kívül hagyva a súrlódási és szellőzési veszteségeket. A jelzőfények kalibrálásához az egység 6 levehető karokkal van felszerelve, amelyekre l lépéssel osztanak fel, és 5 súlyokkal. A motor kalibráló karjain ld = 0,03 m, fékek l d\u003d 0,04 m. Az áruk tömegei: m 5d= 0,1 kg és m 5t = 1 kg. A porfék egy forgórészből és egy állórészből álló szerkezet, amelyek között a gyűrű alakú résbe ferromágneses port helyeznek. A fék állórész tekercseinek feszültségének 5-ös potenciométerrel történő változtatásával csökkenthető vagy növelhető a porszemcsék közötti nyíróellenállási erő és a féktengely ellenállási nyomatéka.
5.5. Nyomatékmérők jelzőinek kalibrálása.
Kalibráció- a mérőeszköz (indikátor) leolvasott értékei és a mért érték (nyomaték) közötti függőség kísérleti (analitikai vagy grafikus) meghatározása. Kalibráláskor a mérőműszert egy kar és egy terhelés segítségével az érték által ismert M t i nyomatékokkal terheljük, és rögzítjük a jelzőállásokat.
Az M t o = G kezdeti nyomaték befolyásának kiküszöbölésére 5
l o, lépjen át az f" 0" M" koordinátarendszerből az f 0 M rendszerbe (5.4. ábra), azaz állítsa az indikátor skáláját nullára a G terhelés elhelyezése után 5
a karon lévő skála nulla értékénél.
Kalibráláskor keresse meg a fékjelző leolvasásainak átlagértékeit minden M t terhelési lépésnél c i. A motor nyomatékának kalibrálási függősége van 
. A vizsgálati területet és a faktor szintjeit a kalibrálás során a karok 6 hossza és távolsága, valamint a terhelések súlya 5 határozza meg.
A kalibrálási függőség megállapításához 
végezzen N eredeti kísérletet (az M t különböző szintjein én) Val vel m ismétlések minden szinten, ahol N >=k + 1; m >= 2; k - a modell együtthatók száma (feltételezzük, hogy N = 5, m >= 2 ; k - a modell együtthatók száma (elfogadjuk N = 5, m = 3)) Kalibrációs együtthatók b k a kalibrálási eredmények tömbjéből számítják ki számítógépen a "KPD" program segítségével.
Ez a cikk részletes információkat tartalmaz a hajtóműves motor kiválasztásáról és kiszámításáról. Reméljük, hogy a megadott információk hasznosak lesznek az Ön számára.
A hajtóműves motor konkrét modelljének kiválasztásakor a következő műszaki jellemzőket veszik figyelembe:
- sebességváltó típusa;
- erő;
- kimeneti sebesség;
- a sebességváltó áttételi aránya;
- a bemeneti és kimeneti tengelyek tervezése;
- telepítés típusa;
- további funkciókat.
Szűkítő típus
A kinematikus hajtásrendszer jelenléte leegyszerűsíti a sebességváltó típusának kiválasztását. Szerkezetileg a sebességváltókat a következő típusokra osztják:
Egyfokozatú csigahajtómű keresztezett be-/kimeneti tengely elrendezéssel (90 fokos szög).
Kétlépcsős féreg a bemenő / kimenő tengely tengelyeinek merőleges vagy párhuzamos elrendezésével. Ennek megfelelően a tengelyek különböző vízszintes és függőleges síkban helyezkedhetnek el.
Hengeres vízszintes párhuzamos bemeneti/kimeneti tengelyekkel. A tengelyek ugyanabban a vízszintes síkban vannak.
Hengeres koaxiális bármilyen szögben. A tengelyek tengelyei ugyanabban a síkban helyezkednek el.
NÁL NÉL kúpos-hengeres A sebességváltóban a be-/kimeneti tengelyek tengelyei 90 fokos szögben metszik egymást.
FONTOS!
A kimeneti tengely helye a térben döntő jelentőségű számos ipari alkalmazás számára.
- A csigahajtóművek kialakítása lehetővé teszi a kimenő tengely bármely helyzetében történő használatát.
- A hengeres és kúpos modellek használata gyakrabban lehetséges vízszintes síkban. A csigahajtóművekével azonos tömeg- és méretjellemzőkkel a hengeres egységek üzemeltetése gazdaságosabb az átvitt terhelés 1,5-2-szeres növekedése és a nagy hatásfok miatt.
1. táblázat A sebességváltók osztályozása a fokozatok száma és a sebességváltó típusa szerint
| Szűkítő típus | Lépések száma | Sebességváltó típusa | Tengelyelrendezés |
|---|---|---|---|
| Hengeres | 1 | Egy vagy több hengeres | Párhuzamos |
| 2 | Párhuzamos/koaxiális | ||
| 3 | |||
| 4 | Párhuzamos | ||
| Kúpos | 1 | kúpos | metsző |
| Kúpos-hengeres | 2 | kúpos Hengeres (egy vagy több) | Keresztezve/Keresztve |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Féreg | 1 | Féreg (egy vagy kettő) | Keresztezés |
| 1 | Párhuzamos | ||
| Hengeres-féreg vagy giliszta-hengeres | 2 | hengeres (egy vagy kettő) Féreg (egy) | Keresztezés |
| 3 | |||
| Bolygó | 1 | Két központi sebességváltó és műhold (minden fokozathoz) | Közös tengelyű |
| 2 | |||
| 3 | |||
| Hengeres-bolygós | 2 | Hengeres (egy vagy több) | Párhuzamos/koaxiális |
| 3 | |||
| 4 | |||
| kúpos bolygó | 2 | Kúpos (egy) Planetáris (egy vagy több) | metsző |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Féregbolygó | 2 | Féreg (egy) Planetáris (egy vagy több) | Keresztezés |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Hullám | 1 | hullám (egy) | Közös tengelyű |
Áttétel [I]
A sebességváltó áttételi arányát a következő képlettel számítják ki:
I = N1/N2
ahol
N1 - tengely fordulatszáma (fordulatszám) a bemeneten;
N2 - tengely fordulatszáma (fordulatszám) a kimeneten.
A számítások során kapott értéket egy adott típusú sebességváltó műszaki jellemzőiben megadott értékre kerekítik fel.
2. táblázat A különböző típusú sebességváltók áttételi tartománya
FONTOS!
A motor tengelyének és ennek megfelelően a sebességváltó bemenő tengelyének forgási sebessége nem haladhatja meg az 1500 ford./perc értéket. A szabály minden típusú sebességváltóra érvényes, kivéve a hengeres koaxiálisakat, amelyek forgási sebessége legfeljebb 3000 fordulat / perc. A gyártók ezt a műszaki paramétert feltüntetik az elektromos motorok összefoglaló jellemzői között.
Csökkentő nyomaték
Nyomaték a kimenő tengelyen a nyomaték a kimenő tengelyen. Figyelembe veszik a névleges teljesítményt, a biztonsági tényezőt [S], a becsült üzemidőt (10 ezer óra), a sebességváltó hatásfokát.
Névleges nyomaték– maximális nyomaték a biztonságos átvitel érdekében. Értékét a biztonsági tényező - 1 és a működés időtartama - 10 ezer óra figyelembevételével számítják ki.
Max nyomaték- a maximális nyomaték, amelyet a sebességváltó képes ellenállni állandó vagy változó terhelés mellett, gyakori indításokkal / leállásokkal. Ez az érték pillanatnyi csúcsterhelésként értelmezhető a berendezés üzemmódjában.
Szükséges nyomaték– a vevő kritériumainak megfelelő nyomaték. Értéke kisebb vagy egyenlő, mint a névleges nyomaték.
Becsült nyomaték- a sebességváltó kiválasztásához szükséges érték. A számított értéket a következő képlet segítségével számítjuk ki:
Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2
ahol
Mr2 a szükséges nyomaték;
Sf - szolgáltatási tényező (működési tényező);
Mn2 a névleges nyomaték.
Szolgáltatási tényező (szolgáltatási tényező)
A szolgáltatási tényezőt (Sf) kísérleti úton számítjuk ki. Figyelembe veszik a terhelés típusát, a napi üzemidőt, a hajtóműves motor üzemóránkénti indításainak / leállásainak számát. A szolgáltatási tényezőt a 3. táblázat adatai alapján határozhatja meg.
3. táblázat: A szolgáltatási tényező kiszámításának paraméterei
| A terhelés típusa | Indulások/megállások száma, óra | Átlagos működési idő, nap | |||
|---|---|---|---|---|---|
| <2 | 2-8 | 9-16 óráig | 17-24 | ||
| Lágyindítás, statikus működés, mérsékelt tömeggyorsítás | <10 | 0,75 | 1 | 1,25 | 1,5 |
| 10-50 | 1 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | |
| 80-100 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | |
| 100-200 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,2 | |
| Mérsékelt induló terhelés, változó teljesítmény, közepes tömegű gyorsulás | <10 | 1 | 1,25 | 1,5 | 1,75 |
| 10-50 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | |
| 80-100 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,2 | |
| 100-200 | 1,75 | 2 | 2,2 | 2,5 | |
| Nagy teherbírású működés, változó terhelhetőség, nagy tömegű gyorsulás | <10 | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 |
| 10-50 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,2 | |
| 80-100 | 1,75 | 2 | 2,2 | 2,5 | |
| 100-200 | 2 | 2,2 | 2,5 | 3 | |
Hajtásteljesítmény
A megfelelően kiszámított hajtási teljesítmény segít leküzdeni az egyenes vonalú és forgó mozgások során fellépő mechanikai súrlódási ellenállást.
A teljesítmény [P] kiszámításának elemi képlete az erő és a sebesség arányának kiszámítása.
A forgó mozgások során a teljesítményt a nyomaték és a percenkénti fordulatok számának arányaként számítják ki:
P = (MxN)/9550
ahol
M a nyomaték;
N a fordulatok száma / perc.
A kimenő teljesítményt a következő képlettel számítjuk ki:
P2 = PxSf
ahol
P a teljesítmény;
Sf - szolgáltatási tényező (működési tényező).
FONTOS!
A bemeneti teljesítmény értékének mindig nagyobbnak kell lennie, mint a kimeneti teljesítmény értékének, amit a bekapcsolási veszteségek indokolnak:
P1 > P2
A bemeneti teljesítmény hozzávetőleges értékével nem lehet számításokat végezni, mivel a hatásfok jelentősen változhat.
Hatékonysági tényező (COP)
Tekintsük a hatékonyság számítását egy csigahajtómű példáján. Ez egyenlő lesz a mechanikus kimeneti teljesítmény és a bemeneti teljesítmény arányával:
ñ [%] = (P2/P1) x 100
ahol
P2 - kimeneti teljesítmény;
P1 - bemeneti teljesítmény.
FONTOS!
P2 csigahajtóművekben< P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.
Minél nagyobb az áttétel, annál alacsonyabb a hatásfok.
A hatékonyságot befolyásolja az üzemidő és a hajtóműves motor megelőző karbantartásához használt kenőanyagok minősége.
4. táblázat Egyfokozatú csigahajtómű hatásfoka
| Áttétel | Hatékonyság a w , mm-nél | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | |
| 8,0 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 | 0,96 |
| 10,0 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 | 0,95 |
| 12,5 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 | 0,94 |
| 16,0 | 0,82 | 0,84 | 0,86 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,93 |
| 20,0 | 0,78 | 0,81 | 0,84 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 |
| 25,0 | 0,74 | 0,77 | 0,80 | 0,83 | 0,84 | 0,85 | 0,86 | 0,87 | 0,89 |
| 31,5 | 0,70 | 0,73 | 0,76 | 0,78 | 0,81 | 0,82 | 0,83 | 0,84 | 0,86 |
| 40,0 | 0,65 | 0,69 | 0,73 | 0,75 | 0,77 | 0,78 | 0,80 | 0,81 | 0,83 |
| 50,0 | 0,60 | 0,65 | 0,69 | 0,72 | 0,74 | 0,75 | 0,76 | 0,78 | 0,80 |
5. táblázat A hullámcsökkentő hatásfoka
6. táblázat A fogaskerekes reduktorok hatásfoka
Hajtóműves motorok robbanásbiztos változatai
Az ebbe a csoportba tartozó hajtóműves motorokat a robbanásbiztos kivitel típusa szerint osztályozzák:
- "E" - magas fokú védelemmel rendelkező egységek. Bármilyen üzemmódban használhatók, beleértve a vészhelyzeteket is. A megerősített védelem megakadályozza az ipari keverékek és gázok begyulladásának lehetőségét.
- "D" - lángálló burkolat. Az egységek háza védve van a deformációtól, ha maga a motor-reduktor felrobban. Ez a tervezési jellemzőinek és a fokozott tömítettségnek köszönhető. A "D" robbanásvédelmi osztályú berendezések rendkívül magas hőmérsékleten és a robbanásveszélyes keverékek bármely csoportjával használhatók.
- „I” – gyújtószikramentes áramkör. Ez a fajta védelem biztosítja a robbanásbiztos áram fenntartását az elektromos hálózatban, figyelembe véve az ipari alkalmazások sajátos feltételeit.
Megbízhatósági mutatók
A hajtóműves motorok megbízhatósági mutatóit a 7. táblázat tartalmazza. Minden érték állandó névleges terhelés melletti hosszú távú működésre vonatkozik. A motor-reduktornak rövid távú túlterhelés esetén is biztosítania kell a táblázatban jelzett erőforrás 90%-át. Ezek a berendezés indításakor és a névleges nyomaték legalább kétszeri túllépésekor fordulnak elő.
7. táblázat. Tengelyek, csapágyak és sebességváltók erőforrásai
Különböző típusú motor reduktorok kiszámításához és vásárlásához forduljon szakembereinkhez. megismerkedhet a Techprivod által kínált csiga-, henger-, bolygó- és hullámhajtóműves motorok katalógusával.
Romanov Szergej Anatoljevics,
mechanikai tanszék vezetője
Techprivod cég.
Egyéb hasznos források:
A munka célja: 1. A fogaskerekek geometriai paramétereinek meghatározása és áttételi arányok számítása.
3. függőségi gráfok felépítése -on és -on.
A munkát végezte: F.I.O.
Csoport
Elfogadott állás:
A mérési eredmények és a kerekek és a sebességváltó paramétereinek kiszámítása
Fogak száma
A foghegy átmérője d a, mm
Modul m a (7.3) képlet szerint, mm
középtávolság ó a (7.4) képlet szerint, mm
Áttétel u a (7.2) képlet szerint
A teljes áttétel a (7.1) képlet szerint
A sebességváltó kinematikai diagramja
7.1. táblázat
Függőségi grafikon ehhez
η
T 2 , N∙mm
7.2. táblázat
Kísérleti adatok és számítási eredmények
Függőségi grafikon ehhez
η
n, min -1
tesztkérdések
1. Melyek a veszteségek egy hajtóműben, és melyek a leghatékonyabb intézkedések az átviteli veszteségek csökkentésére?
2. A relatív, állandó és terhelési veszteségek lényege.
3. Hogyan változik az átviteli hatásfok az átvitt teljesítmény függvényében?
4. Miért növekszik a hatásfok a fogaskerekek és fogaskerekek pontossági fokának növekedésével?
8. labor
A CSIGAHAJTÁS HATÉKONYSÁGÁNAK MEGHATÁROZÁSA
Célkitűzés
1. A csiga és a csigakerék geometriai paramétereinek meghatározása.
2. A sebességváltó kinematikai diagramjának képe.
3. Függőségek ábrázolása itt és helyen.
Alapvető biztonsági szabályok
1. Kapcsolja be a telepítést a tanár engedélyével.
2. A készüléket egyenirányítóra, az egyenirányítót pedig a hálózatra kell csatlakoztatni.
3. A munka befejezése után válassza le az egységet a hálózatról.
Telepítési leírás
Öntött alapon 7 (8.1. ábra) a vizsgált reduktor fel van szerelve 4 , elektromos motor 2 fordulatszámmérővel 1 , amely mutatja a forgási sebességet és a terhelési eszközt 5 (mágneses porfék). A tartókonzolokra laprugókból és indikátorokból álló mérőeszközök vannak felszerelve. 3 és 6 , melynek rudai a rugóknak támaszkodnak.
Egy billenőkapcsoló található a vezérlőpulton 11 , az elektromos motor be- és kikapcsolása; toll 10 egy potenciométer, amely lehetővé teszi az elektromos motor fordulatszámának fokozatmentes beállítását; kapcsoló 9 , beleértve a rakodószerkezetet és a fogantyút 8 potenciométer a féknyomaték beállításához T 2.
Az elektromos motor állórésze két konzolba szerelt golyóscsapágyra van felszerelve, és szabadon foroghat a forgórész tengelyével egybeeső tengely körül. Az elektromos motor működése során keletkezett reaktív nyomaték teljesen átkerül az állórészre, és az armatúra forgásával ellentétes irányba hat. Az ilyen villanymotort kiegyensúlyozónak nevezik.
Rizs. 8.1. DP - 4K telepítése:
1
- fordulatszámmérő; 2
- elektromos motor; 3
, 6
– mutatók; 4
- csigakerék;
5
– porfék; 7
- alap; 8
– terhelésszabályozó gomb;
9
– billenőkapcsoló a rakodószerkezet bekapcsolásához; 10
- az elektromos motor forgási sebességét szabályozó fogantyú; 11
- billenőkapcsoló az elektromos motor bekapcsolásához
A motor által kifejtett nyomaték nagyságának mérésére az állórészhez egy kar van rögzítve, amely rányomja a mérőeszköz lapos rugóját. A rugó deformációja átkerül a jelzőrúdra. A jelzőnyíl eltérése alapján meg lehet ítélni ennek az alakváltozásnak a nagyságát. Ha a rugó kalibrált, pl. pillanatfüggőséget hoz létre T 1 , az állórész forgatásával és a mutató osztásainak számával, akkor a kísérlet végrehajtása során az indikátor jelzései alapján meg lehet ítélni a nyomaték nagyságát T 1 elektromos motorral fejlesztették ki.
A villanymotor mérőeszközének kalibrálása eredményeként beáll a kalibrációs együttható értéke
Hasonló módon határozzák meg a fékberendezés kalibrációs együtthatóját:
Általános információ
Kinematikai tanulmány.
Csiga áttétel
ahol z 2 - a csigakerék fogainak száma;
z 1 - a féreg látogatásainak (fordulatainak) száma.
A DP-4K egység sebességváltó csigája modullal rendelkezik m= 1,5 mm, ami megfelel a GOST 2144-93 szabványnak.
A féreg emelkedési átmérője d 1 és a csigaátmérő tényező q egyenletek megoldásával határozzuk meg
; (8.2)
A GOST 19036–94 (eredeti csiga és eredeti gyártó féreg) szerint a tekercsfej magassági együttható elfogadott.
Becsült féregmagasság
Tekercslöket
Elosztó emelkedési szög
Csúszási sebesség, m/s:
, (8.7)
ahol n 1 – villanymotor fordulatszáma, min –1.
A sebességváltó hatásfokának meghatározása
A csigahajtómű teljesítményvesztesége a fogaskerék súrlódásából, a csapágyak súrlódásából, valamint az olaj keveréséből és fröccsenéséből adódó hidraulikus veszteségekből tevődik össze. A veszteségek döntő részét a hajtóműveszteségek teszik ki, amelyek a gyártás és összeszerelés pontosságától, a teljes rendszer merevségétől (különösen a csigatengely merevségétől), a kenési módtól, a csiga- és kerékfogak anyagaitól, a az érintkezési felületek érdessége, a csúszási sebesség, a csiga geometriája és egyéb tényezők.
A csigahajtómű általános hatékonysága
ahol η p – Hatékonyság a gördülőcsapágyak egy pár csapágyából származó veszteségek figyelembevételével η n = 0,99…0,995;
n– a csapágypárok száma;
η p \u003d 0,99 - hatékonyság, figyelembe véve a hidraulikus veszteségeket;
η 3 – Hatékonyság az áttételi veszteségek figyelembevételével és az egyenlet által meghatározott
ahol φ a súrlódási szög a csiga anyagától és a kerék fogaitól, a munkafelületek érdességétől, a kenőanyag minőségétől és a csúszási sebességtől függően.
A sebességváltó hatásfokának kísérleti meghatározása a nyomaték egyidejű és független mérésén alapul T 1 a bemenetnél és T 2 a sebességváltó kimenő tengelyein. A sebességváltó hatásfoka az egyenlettel határozható meg
ahol T 1 - nyomaték a motor tengelyén;
T 2 - nyomaték a sebességváltó kimenő tengelyén.
A nyomatékok tapasztalt értékeit a függőségek határozzák meg
ahol μ 1 és μ 2 – kalibrációs együtthatók;
k 1 és k 2 - a motor és a fék mérőeszközeinek mutatóinak leolvasása.
Munkarend
2. A táblázat szerint. A jelentés 8.1. pontja szerint készítse el a csigahajtómű kinematikai diagramját, amelyhez használja az 1. ábrán látható szimbólumokat. 8.2 (GOST 2.770–68).
Rizs. 8.2. A csigakerék szimbóluma
hengeres gilisztával
3. Kapcsolja be a motort, és forgassa el a gombot 10 potenciométer (lásd 8.1. ábra) állítsa be a motor tengely fordulatszámát n 1 = 1200 perc -1.
4. Állítsa a jelző nyilakat nulla helyzetbe.
5. A fogantyú elfordítása 8 potenciométer a sebességváltó különböző nyomatékokkal történő terheléséhez T 2 .
A villanymotor mérőeszközének mutatójának leolvasását az elektromos motor kiválasztott forgási frekvenciáján kell elvégezni.
6. Jegyezze fel a táblázatba. 8.2 Jelentse a jelzőfények leolvasásait.
7. Számítsa ki az értékeket a (8.8) és (8.9) képletekkel! T 1 és T 2. A számítások eredményeit rögzítse ugyanabba a táblázatba!
8. A táblázat szerint. A 8.2-es jelentések grafikont készítenek a számára.
9. Hasonló módon végezzen kísérleteket a és változó sebességgel. Írja be a kísérleti adatokat és a számítások eredményeit a táblázatba! 8.3 jelentések.
10. Készítsen függőségi gráfot a számára.
Minta jelentésformátum