1. SVRHA RADA

Produbljivanje znanja iz teorijskog materijala, sticanje praktičnih veština za samostalno eksperimentalno određivanje menjača.

2. OSNOVNE TEORIJSKE ODREDBE

Mehanička efikasnost mjenjača je omjer korisno utrošene snage (snaga sila otpora N c na snagu pokretačkih snaga N d na ulaznoj osovini mjenjača:

Snage pokretačkih sila i sila otpora mogu se odrediti prema formulama

(2)

(3)

gdje M d i M sa- momente pokretačkih i otpornih sila, Nm; i - ugaone brzine vratila mjenjača, respektivno, na ulazu i izlazu, sa -1 .

Zamjenom (2) i (3) u (1) dobijamo

(4)

gdje je prijenosni odnos mjenjača.

Svaka složena mašina se sastoji od niza jednostavnih mehanizama. Efikasnost mašine može se lako odrediti ako se zna efikasnost svih jednostavnih mehanizama koji su u njoj uključeni. Za većinu mehanizama razvijene su analitičke metode za određivanje efikasnosti, međutim, odstupanja u čistoći obrade trljajućih površina dijelova, tačnosti njihove izrade, promjenama u opterećenju elemenata kinematičkih parova, uvjetima podmazivanja, brzina relativnog kretanja itd., dovode do promene vrednosti koeficijenta trenja.

Stoga je važno moći eksperimentalno odrediti efikasnost ispitivanog mehanizma u specifičnim radnim uvjetima.

Parametri potrebni za određivanje efikasnosti mjenjača ( M d, M s i L str) može se odrediti pomoću DP-3K instrumenata.

3. STRUKTURA DP-3K UREĐAJA

Uređaj (slika) je montiran na livenu metalnu osnovu 1 i sastoji se od elektromotorne jedinice 2 sa tahometrom 3, uređaja za opterećenje 4 i mjenjača koji se proučava 5.

3 6 8 2 5 4 9 7 1

11 12 13 14 15 10

Rice. Kinematički dijagram uređaja DP-3K

Kućište motora je zglobno spojeno u dva nosača tako da se os rotacije vratila motora poklapa sa osom rotacije kućišta. Fiksiranje kućišta motora iz kružne rotacije vrši se ravnom oprugom 6. Kada se obrtni moment prenosi sa osovine elektromotora mjenjača, opruga stvara reaktivni moment primijenjen na kućište motora. Osovina motora je spojena sa ulaznom osovinom mjenjača preko spojnice. Njegov suprotni kraj spojen je s osovinom okretomjera.

Mjenjač u uređaju DK-3K sastoji se od šest identičnih pari zupčanika postavljenih na kuglične ležajeve u kućištu.

Gornji deo menjača ima poklopac od organskog stakla koji se lako skida i služi za vizuelno posmatranje i merenje zupčanika prilikom određivanja prenosnog odnosa.

Uređaj za punjenje je magnetna praškasta kočnica, čiji se princip temelji na svojstvu magnetiziranog medija da se odupre kretanju feromagnetnih tijela u njemu. Tečna mješavina mineralnog ulja i željeznog praha koristi se kao magnetizirani medij u dizajnu uređaja za punjenje. Tijelo uređaja za punjenje je postavljeno u ravnoteži u odnosu na bazu uređaja na dva ležaja. Ograničenje kružne rotacije tijela vrši se ravnom oprugom 7, koja stvara reaktivni moment koji balansira moment sila otpora (moment kočenja) koji stvara uređaj za opterećenje.

Uređaji za mjerenje momenta i momenta kočenja sastoje se od ravnih opruga 6 i 7 i indikatora 8 i 9, koji mjere otklone opruga, proporcionalne vrijednostima momenata. Na opruge su dodatno zalijepljeni mjerači naprezanja, signal sa kojih se preko pojačivača deformiteta može snimiti i na osciloskopu.

Na prednjoj strani baze uređaja nalazi se kontrolna tabla 10, na kojoj su ugrađeni:

Prekidač 11 za uključivanje i isključivanje elektromotora;

Dugme 12 za podešavanje frekvencije rotacije osovine motora;

Signalna lampica 13 za uključivanje uređaja;

Prekidač 14 za uključivanje i isključivanje kruga pobudnog namotaja uređaja za opterećenje;

Dugme 15 za podešavanje pobude uređaja za punjenje.

Prilikom izvođenja ovog laboratorijskog rada potrebno je:

Odrediti omjer prijenosa mjenjača;

Uređaji za mjerenje tare;

Odredite efikasnost mjenjača ovisno o silama otpora i broju okretaja elektromotora.

4. REDOSLED IZVOĐENJA RADA

4.1. Određivanje prijenosnog omjera mjenjača

Omjer prijenosa mjenjača uređaja DP-3K određen je formulom

(5)

gdje z 2 , z 1 - broj zubaca većih i manjih točkova jedne faze; To= 6 - broj stupnjeva prijenosa sa istim omjerom prijenosa.

Za mjenjač uređaja DP-3K, omjer prijenosa je jedan stepen

Pronađene vrijednosti omjera prijenosa i str provjeriti empirijski.

4.2. Kalibracija mjernih uređaja

Kalibracija mjernih uređaja se vrši kada je uređaj isključen sa izvora električne struje pomoću kalibracijskih uređaja koji se sastoje od poluga i utega.

Da biste kalibrirali uređaj za mjerenje momenta elektromotora, morate:

Instalirajte DP3A sb uređaj za kalibraciju na kućište elektromotora. 24;

Postavite težinu na ručici uređaja za kalibraciju na nultu oznaku;

Postavite pokazivač na nulu;

Prilikom postavljanja težine na ručici za sljedeće podjele, fiksirajte očitanja indikatora i odgovarajuću podjelu na poluzi;

Odredite prosek m Wed indikator podjela cijena po formuli

(6)

gdje TO- broj mjerenja (jednak broju podjela na poluzi); G- težina tereta, N; N i- očitavanja indikatora, - razmak između podjela na ručici ( m).

Određivanje srednje vrijednosti m c. sri cijena podjele indikatora uređaja za punjenje se vrši ugradnjom kalibracionog uređaja DP3A sb na kućište uređaja za punjenje. 25 na sličan način.

Bilješka. Težina robe u kalibracionim uređajima DP3K sb. 24 i DP3K sat. 25 je 1 i 10, respektivno N.

4.3. Određivanje efikasnosti mjenjača

Određivanje efikasnosti mjenjača u zavisnosti od sila otpora, tj. ...

Za utvrđivanje zavisnosti potrebno je:

Uključite prekidač 11 elektromotora uređaja i pomoću dugmeta za kontrolu brzine 12 podesite brzinu n koju je odredio nastavnik;

Postavite ručku 15 za podešavanje struje pobude uređaja za opterećenje u nulti položaj, uključite prekidač 14 u strujnom krugu pobude;

Glatkim okretanjem regulatora struje polja, postavite prvu vrijednost (10 podjela) momenta u smjeru strelice indikatora M sa otpor;

Koristite dugme za kontrolu brzine 12 da podesite (ispravite) početnu podešenu brzinu n;

Zabilježite očitanja h 1 i h 2 indikatora 8 i 9;

Daljnjim podešavanjem pobudne struje, povećati moment otpora (opterećenja) na sljedeću zadatu vrijednost (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 podjela);

Održavajući brzinu rotacije nepromijenjenom, popravite očitanja indikatora;

Odredite vrijednosti momenata pokretačkih sila M d i snage otpora M sa za sva mjerenja po formulama

(7)

(8)

Odrediti za sva mjerenja efikasnost mjenjača prema formuli (4);

Zabilježite očitanja indikatora h 1 i h 2, trenutne vrijednosti M d i M sa i pronađene vrijednosti efikasnosti mjenjača za sva mjerenja u tabeli;

Napravite graf zavisnosti.

4.4. Određivanje efikasnosti mjenjača u zavisnosti od broja okretaja elektromotora

Da biste odredili grafičku zavisnost, morate:

Uključite prekidač 14 strujnog i pobudnog kruga i koristite ručku 15 za podešavanje struje pobude kako biste podesili vrijednost momenta koju je odredio nastavnik M sa na izlaznom vratilu mjenjača;

Uključite elektromotor uređaja (prekidač 11);

Postavljanjem dugmeta za kontrolu brzine 12 uzastopno niz vrednosti (od minimalne do maksimalne) brzine osovine motora i održavanjem konstantne vrednosti obrtnog momenta M sa opterećenje, snimite indikator h 1 ;

Dajte kvalitativnu procjenu uticaja brzine n na efikasnost mjenjača.

5. IZRADA IZVJEŠTAJA

Izveštaj o obavljenom radu mora sadržati naslov,

svrha rada i zadaci utvrđivanja mehaničke efikasnosti, glavni tehnički podaci instalacije (vrsta mjenjača, broj zubaca na kotačima, tip elektromotora, uređaj za punjenje, mjerni uređaji i instrumenti), proračuni, opis kalibracija mjernih uređaja, tabele eksperimentalno dobijenih podataka.

6. KONTROLNA PITANJA

1. Šta se naziva mehanička efikasnost? Njegova dimenzija.

2. Šta određuje mehaničku efikasnost?

3. Zašto se mehanička efikasnost utvrđuje empirijski?

4. Šta je pretvarač u uređajima za mjerenje momenta i kočnog momenta?

5. Opišite uređaj za punjenje i njegov princip rada.

6. Kako će se promijeniti mehanička efikasnost mjenjača ako se moment sile otpora udvostruči (smanji)?

7. Kako će se promijeniti mehanička efikasnost mjenjača ako se moment sile otpora poveća (smanji) za 1,5 puta?

Laboratorija 9

Laboratorijski rad br.5.

Studija efikasnosti mjenjača.

Ciljevi i zadaci rada : proučavanje metode eksperimentalnog određivanja efikasnosti menjača, dobijanje zavisnosti efikasnosti menjača od veličine momenta otpora primenjenog na izlazno vratilo menjača, procena parametara matematičkog modela koji opisuje zavisnost mjenjača. efikasnost mjenjača na moment otpora i određivanje veličine momenta otpora koja odgovara maksimalnoj vrijednosti efikasnosti ...

5.1 Opšte informacije o efikasnosti mehanizama.

Energija koja se dovodi mehanizmu u obliku rada A d pokretačkih sila i momenata tokom ustaljenog ciklusa troši se na obavljanje korisnog rada A ps tj. rad sila i momenata korisnog otpora, kao i za izvođenje rada A t, povezanog sa savladavanjem sila trenja u kinematskim parovima i sila otpora sredine: A d = A ps + A t. apsolutna vrijednost . Mehanička efikasnost je odnos:

Dakle, efikasnost pokazuje koliko se mehaničke energije dovedene u mašinu troši na obavljanje posla za koji je mašina stvorena, tj. je važna karakteristika mehanizma mašina. Budući da su gubici zbog trenja neizbježni, uvijek su<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)

Reducer je zupčasti mehanizam dizajniran da smanji kutnu brzinu izlazne osovine u odnosu na ulaznu. Omjer ugaone brzine na ulazu i ugaone brzine na izlazu naziva se omjer prijenosa mjenjača:

Za reduktor, jednačina (5.2) ima oblik:

(5.4)

Ovdje M WITH njima D- prosječne vrijednosti momenata na izlaznoj i ulaznoj osovini mjenjača. Eksperimentalno određivanje efikasnosti zasniva se na mjerenju vrijednosti M WITH i M d i izračunavanje po formuli (5.4).

5.2 Faktori. Određivanje polja varijacije faktora.

Faktori su parametri sistema koji utiču na izmerenu vrednost i mogu se namerno menjati tokom eksperimenta. Prilikom proučavanja efikasnosti mjenjača faktori su moment otpora M C na izlaznom vratilu i frekvencija rotacije ulaznog vratila mjenjača n 2.

U prvoj fazi eksperimenta potrebno je odrediti granične vrijednosti faktora koji se mogu realizovati i mjeriti na datoj instalaciji, te izgraditi polje varijacije faktora. Ovo polje se može grubo nacrtati koristeći četiri tačke. Za to, u minimalnom momentu otpora (kočnica instalacije je isključena), minimalne i maksimalne vrijednosti postavlja regulator brzine. Tahometar i očitanja se upisuju u dnevnik, kao i odgovarajuća očitanja indikatora kočnice i. Štaviše, ako vrijednost prelazi gornju granicu skale tahometra, tada se uzima jednakom najvećoj vrijednosti ove skale.

Zatim se kočnica uključuje i regulator obrtnog momenta postavlja na maksimalni moment otpora M C max... Regulator brzine postavlja prvo maksimalnu vrijednost frekvencije za dato opterećenje, a zatim minimalnu stabilnu vrijednost (oko 200 o/min). Vrijednosti frekvencije se bilježe u dnevnik, a odgovarajuća očitavanja indikatora kočnice Unutar ovog polja (uz određena odstupanja od granica) odabire se područje proučavanja - granice promjena faktora u eksperimentu. U jednofaktorskom eksperimentu samo se jedan faktor mijenja, a svi ostali se održavaju na datom konstantnom nivou. U ovom slučaju, područje proučavanja je segment prave linije (vidi sliku 5.1, prava linija n d= const).

5.3. Izbor modela i planiranje eksperimenta.

Polinomi se najčešće koriste kao matematički model procesa koji se proučava. U ovom slučaju zbog zavisnosti za n d= konst

uzimamo polinom u obliku

Cilj eksperimenta je dobijanje empirijskih podataka za izračunavanje procjena koeficijenata ovog modela. Pošto je pri M S = 0 efikasnost sistema jednaka nuli, polinom se može pojednostaviti isključivanjem člana b 0 što je nula. Eksperimentalni rezultati se obrađuju na računaru pomoću programa "KPD" koji vam omogućava da odredite koeficijente modela b k i ispis dijagrama zavisnosti: eksperimentalni sa naznakom intervala povjerenja i izgrađenih prema modelu, kao i vrijednosti momenta otpora M C0 odgovara maksimumu

5.4. Opis eksperimentalne postavke.

Studija efikasnosti mjenjača se provodi na instalaciji tipa DP-4. Instalacija (slika 5.2) sadrži objekat proučavanja - menjač 2 (planetarni, pužni, linijski, talasni), izvor mehaničke energije - elektromotor 1, potrošač energije - praškasta elektromagnetna kočnica 3, dva regulatora: potenciometar 5 od regulator broja obrtaja motora i potenciometar 4 regulatora kočionog momenta, kao i uređaj za merenje frekvencije - obrtaja motora (obrtometar 6) i obrtnih momenata na osovini motora i kočnice.

Uređaji za mjerenje momenta motora i kočnice su slični po dizajnu (slika 5.3). Sastoje se od nosača sa kotrljajućim ležajevima, koji omogućavaju rotaciju statora 1 i rotora 2 u odnosu na bazu, mjerne ruke sa krakom l i, koji se oslanja na lisnatu oprugu 4 i indikator 3. Otklon opruge se mjeri pomoću indikatora, vrijednost otklona je proporcionalna momentu na statoru. Vrijednost momenta na rotoru se približno procjenjuje od momenta na statoru, zanemarujući momente trenja i ventilacijske gubitke. Za kalibraciju indikatora, instalacija je završena sa uklonjivim polugama 6, na kojima su stepenice označene korakom l i utezima 5. Na kalibracionim polugama motora ld = 0,03 m, kočnice l d= 0,04 m Težina tereta je jednaka: m 5d= 0,1 kg i m 5t = 1 kg, respektivno. Praškasta kočnica je uređaj koji se sastoji od rotora i statora, u prstenasti razmak između kojih je postavljen feromagnetski prah. Promjenom napona potenciometra 5 na namotajima statora kočnice moguće je smanjiti ili povećati silu otpora smicanju između čestica praha i momenta otpora na osovini kočnice.

5.5. Kalibracija indikatora mjerača momenta.

Kalibracija- eksperimentalno određivanje odnosa (analitičkog ili grafičkog) između očitavanja mjernog uređaja (indikatora) i izmjerene vrijednosti (momenta). Prilikom kalibracije, mjerni uređaj se opterećuje poznatim vrijednostima momenta M t i pomoću poluge i utega, a očitavanja indikatora se bilježe.
Da bi se isključio uticaj početnog momenta M t o = G 5 l o, pređite iz f "0" M "koordinatnog sistema u f 0 M sistem (slika 5.4), tj. postavite skalu indikatora na nulu nakon postavljanja tereta G 5 na nultu vrijednost skale na poluzi.

Prilikom kalibracije pronađite prosječne vrijednosti očitavanja indikatora kočnice na svim koracima opterećenja M t c i... Ovisnost kalibracije za obrtni moment motora ima oblik ... Područje proučavanja i nivoi faktora tokom kalibracije određuju se dužinom i nagibom oznake poluga 6 i masama utega 5.

Za dobijanje zavisnosti kalibracije provesti N originalnih eksperimenata (na različitim nivoima M t i) sa m ponavljanja na svakom nivou, gde je N> = k + 1; m> = 2; k je broj koeficijenata modela (uzmite N = 5, m> = 2; k je broj koeficijenata modela (uzmite N = 5, m = 3). Koeficijenti zavisnosti kalibracije b k izračunavaju se iz niza rezultata kalibracije na računaru pomoću programa "KPD".

Laboratorijski rad

Studija efikasnosti reduktora

1. Svrha rada

Analitičko određivanje efikasnosti zupčastog reduktora.

Eksperimentalno određivanje efikasnosti zupčastog reduktora.

Poređenje i analiza dobijenih rezultata.

2. Teorijske odredbe

Energija se isporučuje mehanizmu u obliku radapokretačke sile i momente za stacionarni ciklus, troši se na obavljanje korisnog radaone. rada sila i momenata korisnog otpora, kao i za obavljanje poslapovezane s prevladavanjem sila trenja u kinematskim parovima i sila otpora medija:... Vrijednosti i se zamjenjuju u ovu i sljedeće jednačine u apsolutnoj vrijednosti. Mehanička efikasnost je odnos

Dakle, efikasnost pokazuje koliki je udio mehaničke energije dovedene u mašinu korisno utrošen na obavljanje posla za koji je mašina stvorena, tj. je važna karakteristika mehanizma mašina. Budući da su gubici zbog trenja neizbježni, uvijek su. U jednačini (1), umjesto radi i , koji se izvodi po ciklusu, moguće je zamijeniti vrijednosti odgovarajućih snaga usrednjenih tokom ciklusa:

Reduktor je zupčanik (uključujući puž) mehanizam dizajniran da smanji kutnu brzinu izlaznog vratila u odnosu na ulaz.

Ulazni omjer ugaone brzine do ugaone brzine na izlazu naziva se omjer prijenosa mjenjača :

Za reduktor, jednačina (2) ima oblik

Evo T 2 i T 1 - prosječne vrijednosti momenta na izlaznim (moment sile otpora) i ulaznim (moment pokretačke sile) osovinama mjenjača.

Eksperimentalno određivanje efikasnosti zasniva se na mjerenju vrijednosti T 2 i T 1 i izračunavanje η po formuli (4).

Prilikom ispitivanja efikasnosti mjenjača po faktorima, tj. sistemskih parametara koji utiču na merene vrijednost i može se namjerno mijenjati tokom eksperimenta, su momenti otpora T 2 na izlaznom vratilu i brzini ulaznog vratila mjenjačan 1 .

Glavni način povećanja efikasnosti mjenjača je smanjenje gubitaka snage, kao što su: upotreba modernijih sistema podmazivanja koji isključuju gubitke zbog miješanja i prskanja ulja; ugradnja hidrodinamičkih ležajeva; dizajn mjenjača sa najoptimalnijim parametrima prijenosa.

Iz izraza se određuje efikasnost cijele instalacije

gdje - efikasnost reduktora;

- efikasnost nosača motora,;

- efikasnost sprege,;

- efikasnost kočionih nosača,.

Ukupna efikasnost višestepenog mjenjača je određena formulom:

gdje - Efikasnost zupčanika sa prosečnom izradom uz periodično podmazivanje,;

- Efikasnost para ležajeva zavisi od njihovog dizajna, kvaliteta montaže, načina opterećenja i približno se uzima(za par kotrljajućih ležajeva) i(za par kliznih ležajeva);

- Efikasnost, uzimajući u obzir gubitke usled prskanja i mešanja ulja, približno je uzeta= 0,96;

k- broj parova ležajeva;

n- broj parova zupčanika.

3. Opis objekta istraživanja, uređaja i instrumenata

Ovaj laboratorijski rad se izvodi na jedinici DP-3A, što omogućava eksperimentalno određivanje efikasnosti reduktora. Jedinica DP-3A (slika 1) postavljena je na liveno metalno postolje 2 i sastoji se od elektromotorne jedinice 3 (izvor mehaničke energije) sa tahometrom 5, uređaja za opterećenje 11 (potrošača energije), testiranog mjenjača 8 i elastične spojnice 9.

Slika 1. Šematski dijagram instalacije DP-3A

Uređaj za punjenje 11 je magnetna kočnica koja simulira radno opterećenje mjenjača. Stator uređaja za punjenje je elektromagnet, u čijem je magnetnom zazoru postavljen šuplji cilindar sa valjkom (rotor uređaja za punjenje). Unutrašnja šupljina uređaja za punjenje ispunjena je masom, koja je mješavina karbonilnog praha i mineralnog ulja.

Dva regulatora: potenciometri 15 i 18 omogućavaju vam da podesite brzinu osovine motora i veličinu kočionog momenta uređaja za opterećenje. Brzina rotacije se kontroliše pomoću tahometra 5.

Vrijednosti zakretnih momenta na osovinama elektromotora i kočnice određuju se pomoću uređaja koji uključuju ravnu oprugu6 i indikatore brojčanika7,12. Oslonci 1 i 10 na kotrljajućim ležajevima pružaju mogućnost rotacije statora i rotora (i kod motora i kod kočnice) u odnosu na bazu.

Dakle, kada se električna struja dovede (uključite prekidač 14, signalna lampica 16 se upali) u namotaj statora elektromotora 3, rotor prima obrtni moment, a stator prima reaktivni moment jednak momentu. i usmjerena u suprotnom smjeru. U ovom slučaju, stator je pod utjecajem reaktivnog momenta odstupa (motor za balansiranje) od početnog položaja ovisno o količini kočionog momenta na pogonskom vratilu mjenjačaT 2 ... Ovi ugaoni pomaci kućišta statora elektromotora mjere se brojem podjela NS 1 , do koje pokazivač indikatora odstupa 7.

Shodno tome, kada se električna struja dovede (uključite prekidač 17) na namotaj elektromagneta, magnetna mješavina se opire rotaciji rotora, tj. stvara kočni moment na izlaznom vratilu mjenjača, snimljen sličnim uređajem (indikator 12), koji pokazuje količinu deformacije (broj odjeljenja NS 2) .

Opruge mjernih uređaja su prethodno kalibrirane. Njihove deformacije su proporcionalne vrijednostima momenta na osovini motora T 1 i izlazno vratilo mjenjačaT 2 , tj. vrijednosti momenta sila pokretačkih sila i momenta sila otpora (kočenja).

Reduktor 8 se sastoji od šest identičnih pari zupčanika postavljenih na kuglične ležajeve u kućištu.

Kinematički dijagram instalacije DP 3A prikazan je na slici 2. a glavni parametri instalacije prikazani su u tabeli 1.

Tabela 1. Tehničke karakteristike instalacije

Naziv parametra	Slovna oznaka magnitude	Značenje
Broj pari cilindričnih točkova u mjenjaču	n
Prijenosni omjer reduktora	u
modul za prijenos, mm	m
Nazivni obrtni moment na osovini motora, Nmm	T 1
kočni moment na osovini kočnice, Nmm	T 2	do 3000
Broj obrtaja osovine elektromotora, rpm	n 1	1000

Rice. 2. Kinematički dijagram instalacije DP-3A

1 - elektromotor; 2 - kvačilo; 3 - reduktor; 4 - kočnica.

4. Metodologija istraživanja i obrada rezultata

4.1 Eksperimentalna vrijednost efikasnosti reduktora zupčanika određena je formulom:

gdje T 2 - moment sile otpora (moment na osovini kočnice), Nmm;

T 1 - moment pogonskih sila (moment na osovini elektromotora), Nmm;

u- prijenosni odnos reduktora;

- efikasnost elastične spojnice;= 0,99;

- efikasnost ležajeva nosača na kojima su ugrađeni elektromotor i kočnica;= 0,99.

4.2. Eksperimentalni testovi uključuju mjerenje momenta na osovini motora pri datoj brzini rotacije. U ovom slučaju, određeni kočni momenti se dosljedno stvaraju na izlaznom vratilu mjenjača prema odgovarajućim očitanjima indikatora12.

Kada se elektromotor uključi prekidačem 14 (slika 1), stator elektromotora poduprite rukom kako biste spriječili udar u oprugu.

Uključite kočnicu prekidačem 17, nakon čega se indikatorske strelice postavljaju na nulu.

Pomoću potenciometra 15 postavite potrebnu brzinu motora na tahometar, na primjer - 200 (tabela 2).

Potenciometar 18 stvara kočni moment na izlaznom vratilu mjenjača T 2 odgovara očitanjima indikatora 12.

Zabilježite očitanja indikatora 7 kako biste odredili moment na osovini motora T 1 .

Nakon svake serije mjerenja na jednoj brzini, potenciometri 15 i 18 se dovode u krajnji položaj suprotno od kazaljke na satu.

Frekvencija rotacijen 1 osovina elektromotor, rpm	Očitavanje indikatora 12, NS 2
200, 350, 550, 700	120, 135, 150, 165, 180, 195
850, 1000	100, 105, 120, 135, 150, 160

4.3. Promjenom opterećenja na kočnici sa potenciometrom 18 i na motoru sa potenciometrom 15 (vidi sliku 1) sa konstantnom brzinom motora, zabilježiti pet očitavanja indikatora 7 i 12 ( NS 1 i NS 2) u tabeli 3.

Tabela 3. Rezultati ispitivanja

Broj obrtaja osovine elektromotora,n 1 , rpm

Očitavanje indikatora 7 NS 1

Moment na osovini motora, Nmm

Očitavanje indikatora 12 NS 2

Obrtni moment na osovini kočnice, Nmm

Eksperimentalna efikasnost,

Ovaj članak pruža detaljne informacije o odabiru i dimenzioniranju motora s reduktorom. Nadamo se da će vam ove informacije biti korisne.

Prilikom odabira određenog modela motora s reduktorom, uzimaju se u obzir sljedeće tehničke karakteristike:

• tip mjenjača;
• snaga;
• izlazni obrtaji;
• prijenosni omjer reduktora;
• dizajn ulaznih i izlaznih vratila;
• vrsta instalacije;
• dodatne funkcije.

Tip reduktora

Prisustvo kinematičkog dijagrama pogona će pojednostaviti izbor tipa mjenjača. Mjenjači su strukturno podijeljeni u sljedeće tipove:

• Jednostepeni pužni prenosnik sa ukrštenim ulaznim/izlaznim vratilom (ugao od 90 stepeni).
• Pužni zupčanik dvostepeni sa okomitim ili paralelnim rasporedom osi ulaznog / izlaznog vratila. Shodno tome, osi se mogu nalaziti u različitim horizontalnim i vertikalnim ravninama.
• Cilindrična horizontalna sa paralelnim rasporedom ulaznih/izlaznih vratila. Osi su u istoj horizontalnoj ravni.
• Cilindrični koaksijalni pod bilo kojim uglom... Osi osovina nalaze se u istoj ravni.
• V konusno-cilindrični U mjenjaču, osi ulaznog / izlaznog vratila sijeku se pod uglom od 90 stepeni.

Bitan! Položaj izlaznog okna u prostoru je kritičan za brojne industrijske primjene.

• Dizajn pužnih mjenjača omogućava njihovu upotrebu u bilo kojem položaju izlaznog vratila.
• Upotreba cilindričnih i konusnih modela često je moguća u horizontalnoj ravnini. Uz iste maseno-dimenzionalne karakteristike kao kod pužnih mjenjača, rad cilindričnih jedinica je ekonomski svrsishodan zbog povećanja prenesenog opterećenja za 1,5-2 puta i visoke efikasnosti.

Tabela 1. Klasifikacija mjenjača prema broju stupnjeva i vrsti prijenosa

Tip reduktora	Broj koraka	Vrsta transfera	Raspored osovine
Cilindrične		Jedan ili više cilindričnih	Paralelno
			Paralelno / koaksijalno
			Paralelno
Konusno		Konusno	Ukrštanje
Konusno-cilindrični		Konusno	Prelazak / prelaz
Crv		Pužni zupčanik (jedan ili dva)	Ukrštanje
			Paralelno
Cilindrično-puž ili puž-cilindrični		Cilindrični (jedan ili dva) crv (jedan)	Ukrštanje
Planetarni		Dva centralna zupčanika i sateliti (za svaki stepen)
Cilindrični planetarni		Cilindrični (jedan ili više)	Paralelno / koaksijalno
Bevel planetary		Konusni (jedan) planetarni (jedan ili više)	Ukrštanje
Planetarni crv		crv (jedan) Planetarni (jedan ili više)	Ukrštanje
Wave		val (jedan)

Prijenosni omjer [I]

Omjer prijenosa mjenjača izračunava se po formuli:

I = N1 / N2

gdje
N1 - brzina rotacije osovine (o/min) na ulazu;
N2 - brzina rotacije osovine (o/min) na izlazu.

Izračunata vrijednost se zaokružuje na vrijednost navedenu u tehničkim podacima za određeni tip mjenjača.

Tabela 2. Raspon prijenosnih odnosa za različite tipove mjenjača

Bitan! Brzina rotacije osovine elektromotora i, prema tome, ulaznog vratila mjenjača ne može prelaziti 1500 o/min. Pravilo se odnosi na sve vrste mjenjača, osim na cilindrične koaksijalne mjenjače sa brzinom rotacije do 3000 o/min. Proizvođači navode ovaj tehnički parametar u zbirnim karakteristikama elektromotora.

Obrtni moment mjenjača

Izlazni obrtni moment- moment na izlaznom vratilu. U obzir se uzimaju nazivna snaga, faktor sigurnosti [S], procijenjeno vrijeme rada (10 hiljada sati), efikasnost mjenjača.

Nazivni obrtni moment- maksimalni obrtni moment koji osigurava siguran prijenos. Njegova vrijednost se izračunava uzimajući u obzir faktor sigurnosti - 1 i trajanje rada - 10 hiljada sati.

Maksimalni obrtni moment- granični moment koji mjenjač može izdržati pri konstantnim ili promjenjivim opterećenjima, rad sa čestim startovima/zaustavljanjem. Ova vrijednost se može tumačiti kao trenutno vršno opterećenje u načinu rada opreme.

Potreban obrtni moment- moment koji zadovoljava kriterije kupca. Njegova vrijednost je manja ili jednaka nazivnom momentu.

Izračunati obrtni moment- vrijednost potrebna za odabir mjenjača. Izračunata vrijednost se izračunava pomoću sljedeće formule:

Mc2 = Mr2 x Sf<= Mn2

gdje
Mr2 je potrebni obrtni moment;
Sf - faktor usluge (operativni faktor);
Mn2 je nazivni moment.

Faktor usluge (faktor usluge)

Faktor usluge (Sf) se izračunava eksperimentalno. Izračun uzima u obzir vrstu opterećenja, dnevno vrijeme rada, broj pokretanja / zaustavljanja po satu rada motora s reduktorom. Faktor usluge se može odrediti pomoću podataka u tabeli 3.

Tabela 3. Parametri za izračunavanje faktora usluge

Vrsta opterećenja	Broj pokretanja/zaustavljanja, sat	Prosječno trajanje rada, dana
Meki start, statički rad, ubrzanje srednje mase
Umjereno početno opterećenje, varijabilni način rada, ubrzanje srednje mase
Heavy Duty, Variable Duty, Veliko ubrzanje mase

Pogonska snaga

Ispravno izračunata pogonska snaga pomaže u savladavanju mehaničkog otpora trenja koji se javlja tokom ravnih i rotacijskih kretanja.

Elementarna formula za izračunavanje snage [P] je proračun omjera sile i brzine.

Za rotacijske pokrete, snaga se izračunava kao omjer momenta i okretaja u minuti:

P = (MxN) / 9550

gdje
M - obrtni moment;
N je broj okretaja/min.

Izlazna snaga se izračunava pomoću formule:

P2 = P x Sf

gdje
P - snaga;
Sf je faktor usluge (operativni faktor).

Bitan! Vrijednost ulazne snage uvijek mora biti veća od vrijednosti izlazne snage, što je opravdano gubicima mreže: P1> P2

Proračuni se ne mogu izvršiti koristeći približnu ulaznu snagu jer efikasnost može značajno varirati.

Koeficijent performansi (COP)

Razmotrit ćemo proračun efikasnosti na primjeru pužnog zupčanika. Bit će jednak omjeru mehaničke izlazne snage i ulazne snage:

η [%] = (P2 / P1) x 100

gdje
P2 - izlazna snaga;
P1 je ulazna snaga.

Bitan! U pužnom prijenosu P2< P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.

Što je veći omjer prijenosa, to je niža efikasnost.

Na efikasnost utječu vijek trajanja i kvalitet maziva koji se koriste za preventivno održavanje motora reduktora.

Tabela 4. Učinkovitost jednostepenog pužnog mjenjača

Ratio	Efikasnost pri a w, mm
	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

Tabela 5. Efikasnost reduktora talasa

Tabela 6. Učinkovitost zupčastih reduktora

Za proračun i kupovinu motora sa reduktorima različitih tipova obratite se našim stručnjacima. Katalog pužnih, cilindričnih, planetarnih i talasnih motora koje nudi Techprivod možete pronaći na web stranici.

Romanov Sergej Anatoljevič,
šef odseka za mašinstvo
Kompanija Tehprivod

Veselova E.V., Narykova N.I.

Istraživanje instrumentalnih mjenjača

Metodičko uputstvo za izvođenje laboratorijskih radova br. 4, 5, 6 za predmet "Osnove projektovanja uređaja"

Original: 1999

Digitalizacija: 2005

Digitalni izgled prema originalu sastavili su: Alexander A. Efremov, gr. IU1-51

Svrha rada

Upoznavanje sa projektima instalacija za određivanje efikasnosti mjenjača.

Eksperimentalno i analitičko određivanje efikasnosti datog tipa menjača u zavisnosti od opterećenja na izlaznom vratilu.

U raznim vrstama uređaja široko se koriste uređaji koji se nazivaju pogoni. Sastoje se od izvora energije (motora), mjenjača i upravljačke opreme.

Menjač je mehanizam koji se sastoji od sistema zupčanika, pužnih ili planetarnih zupčanika koji smanjuju brzinu rotacije pogonjene karike u poređenju sa brzinom rotacije pogonske karike.

Sličan uređaj koji služi za povećanje brzine rotacije pogonske karike u poređenju sa brzinom rotacije pogonske karike naziva se množitelj.

U ovom laboratorijskom radu istražuju se sljedeće vrste mjenjača: cilindrični višestepeni mjenjač, ​​planetarni mjenjač i jednostepeni pužni mjenjač.

Koncept efikasnosti

Uz ravnomjerno kretanje mehanizma, snaga pokretačkih snaga se u potpunosti troši na savladavanje korisnih i štetnih otpora:

Evo P g- snaga pokretačkih snaga; P c- snaga utrošena na savladavanje otpora trenja; P n- snaga utrošena na savladavanje korisnih otpora.

Efikasnost je omjer snage korisnih otpornih sila i snage pokretačkih sila:

(2)

Indeks 1-2 pokazuje da se kretanje prenosi od veze 1, na koju se primjenjuje pokretačka sila, na vezu 2, na koju se primjenjuje korisna sila otpora.

Veličina
naziva se faktor gubitka prenosa. Očigledno:

(3)

U slučaju lagano opterećenih zupčanika (obični su za izradu instrumenata), efikasnost značajno zavisi od unutrašnjih gubitaka trenja i od stepena opterećenja mehanizma. U ovom slučaju, formula (3) ima oblik:

(4)

gdje c- koeficijent koji uzima u obzir uticaj sopstvenih gubitaka na trenje i opterećenje F,

Sastavnici a i b zavisi od vrste transfera.

At
koeficijent
odražava utjecaj vlastitih gubitaka na trenje u lagano opterećenim zupčanicima. Uzlazno F koeficijent c(F) opada, približavajući se vrijednosti
po velikoj vrijednosti F.

Sa serijskom vezom m efikasnim mehanizmima Efikasnost cjelokupnog povezivanja mehanizama:

(5)

gdje P g- napajanje prvog mehanizma; P n- snaga preuzeta od posljednjeg mehanizma.

Mjenjač se može smatrati uređajem sa serijskim povezivanjem zupčanika i nosača. Tada je efikasnost određena izrazom:

(6)

gdje - efikasnost i- oh par zaruka;
- efikasnost jednog para nosača; - broj parova nosača.

Efikasnost oslonaca

Efikasnost podrške određena je formulom

(7)

budući da je omjer snaga na izlazu i ulazu oslonca jednak omjeru odgovarajućih momenata zbog konstantnosti brzine rotacije. Evo M- moment na osovini; M tr- moment trenja u osloncu.

Moment trenja u kotrljajućem ležaju može se odrediti formulom:

(8)

gdje M 1 - moment trenja, u zavisnosti od opterećenja na osloncu; M 0 - moment trenja, u zavisnosti od dizajna ležaja, brzine i viskoziteta maziva.

U instrumentima mjenjača, komponenta M 1 mnogo manje komponente M 0. Dakle, može se pretpostaviti da je moment trenja oslonaca praktički neovisan o opterećenju. Shodno tome, efikasnost potpore ne zavisi od opterećenja. Prilikom izračunavanja efikasnosti mjenjača, efikasnost jednog para ležajeva može se uzeti kao 0,99.