Цилиндрическая фрикционная передача
Скольжение. Вцилиндрической фрикционной передаче (рис. 10.1) окружная скорость v ведомого катка несколько меньше скорости v ведущего катка. Вследствие упругих деформаций первоначальный контакт катков по линии переходит под нагрузкой в контакт по площадке. При контакте по линии имеет место равенство окружных скоростей ведущего и ведомого катков (чистое качение), а при контакте по площадке скорости сопряженных точек катков не равны — возникает скольжение. Для передач, работающих в масле, скольжение связано также с наличием масляных пленок.
Влияние проскальзывания учитывают с помощью коэффициента скольжения
Обычно ; ε = 0,005...0,05. Упругое скольжение для стальных катков невелико: ε = 0,002; для текстолита по стали ε = 0,01; для резины по стали ε = 0,03.
В вариаторах (см. рис. 10.2) дополнительно появляется геометрическое скольжение, связанное с неодинаковым изменением скорости по длине контакта у тел качения.
Буксование.Нарушение условия (10.1) приводит к буксованию. При буксовании ведомый каток останавливается, а ведущий скользит по нему. Рабочие поверхности катков изнашиваются. Для предупреждения буксования создают достаточный запас сцепления К [см. формулу (10.3)].
Передаточное число.На рис. 10.1 показана схема простейшей цилиндрической фрикционной передачи с нерегулируемым передаточным числом. Опоры ведомого вала выполнены подвижными (плавающими) в направлении линии центров 0102, и находятся под действием пружины сжатия, вследствие чего обеспечивается прижимная сила Fr. В передаче с цилиндрическими катками
где ε — коэффициент скольжения (см. выше). В силовых передачах и < 7. Геометрический расчет передачи.Межосевое расстояние (см. рис. 10.1)
Диаметр ведущего катка
Диаметр ведомого катка
Силы в передаче.При работе фрикционной передачи должно соблюдаться условие (10.1). Окружная сила
(10.2)
где Т1 — в Н ■ м, D1 — амм. Прижимная сила
(10.3)
где К— запас сцепления, его вводят для предупреждения пробуксовывания катков при перегрузках, в частности, в период пуска. Для силовых передач К=1,25...2, для передач приборов принимают К до 3.
Прижимные устройства.Постоянная по значению прижимная сила катков допустима при передаче постоянной нагрузки. При переменной нагрузке прижатие катков должно изменяться автоматически — пропорционально изменению передаваемого вращающего момента. В этом случае снижаются потери на трение, повышается долговечность передачи.
Постоянное прижатие катков осуществляют пружинами, которые периодически регулируют (см. рис. 10.1). Автоматическое прижатие катков осуществляют самозатягиванием элементов передачи (использованием активных и реактивных сил и моментов, см. рис. 22.10), а также нажимными устройствами, например, винтового типа.
Вариаторы
Назначение и характеристики.Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала.
В качестве механизма главного движения в вариаторах применяют передачи разного типа — фрикционные, ременные, цепные. Их выполняют в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом ведущего и ведомого катков (см. рис. 10.2) или с промежуточным элементом (например, ремнем, рис. 10.3). Разработано большое число конструкций с различными принципиальными схемами. Применяют в станкостроении, химической, текстильной, бумажной промышленности и др.
Рис. 10.3. Схема вариатора с раздвижными конусами |
Бесступенчатое регулирование скорости способствует повышению производительности работы машины вследствие возможности выбора оптимального режима, оно благоприятно для автоматизации и управления на ходу.
Для некоторых машин — волочильные станы, текстильные, бумагоделательные и подобные им машины — плавное регулирование скорости является технологически обязательным.
Одной из основных характеристик вариатора является диапазон регулирования,равный отношению максимальной частоты вращения ведомого катка п2тм к его минимальной частоте вращения n2min:
(10.4)
Обычно для одноступенчатых вариаторов Д= 3...8.
Вариаторы подбираютпо каталогам и справочникам в зависимости от передаваемого вращающего момента, диапазона регулирования и частоты вращения ведущего вала.
Разновидности вариаторов.В зависимости от формы тел качения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и др.
Лобовые вариаторы (см. рис. 10.2) применяют в винтовых прессах и приборах. Бесступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала достигается передвижением малого катка вдоль вала, т. е. изменением радиуса R2. Допускают реверсирование вращения (передвижением малого катка из положения А в положение Б, см. рис. 10.2). Имеют интенсивный износ рабочих поверхностей катков и пониженный КПД вследствие разности скоростей на площадке контакта (геометрическое скольжение). Так как R1 = const, диапазон регулирования лобового вариатора
(10.5)
Вариаторы с раздвижными конусами (см. рис. 10.3) имеют наибольшее применение в машиностроении. Промежуточным элементом является широкий клиновой ремень или специальная цепь. Плавное изменение частоты вращения ведомого вала достигается раздвижением ведущего и синхронным сближением ведомого конусных катков, т. е. изменением расчетных радиусов катков R1 и R2. 104
Максимальное и минимальное значения передаточного числа:
Клжоременные вариаторы (см. рис. 10.3) просты и надежны в эксплуатации, стандартизованы. Диапазон регулирования Д< 5. При использовании широких ремней передаваемая мощность достигает 50 кВт при КПД п. = 0,8...0,9.
Рис. 10.4. Схема торового вариатора |
Цепные вариаторы сложнее и дороже клиноременных, но компактнее, долговечнее. Обеспечивают постоянство передаточного числа. Применяют для мощностей до 100 кВт; Д< 7; η = 0,8...0,9.
Торовые вариаторы состоят из двух соосных катков с тороидальной рабочей поверхностью и двух промежуточных роликов (рис. 10.4). Частоту вращения регулируют поворотом роликов с помощью рычажного механизма, в результате чего изменяются радиусы поверхностей контакта R, и R2. Текущее значение передаточного числа
(10.6)
Из всех вариаторов торовые наиболее компактны и совершенны, скольжение у них сведено к минимуму, КПД < 0,95; Д< 6,3. Недостатками являются сложность конструкции, требование высокой точности изготовления и монтажа.
Рис. 10.5. Схема многодискового вариатора |
Многодисковые вариаторы состоят из пакетов ведущих и ведомых раздвижных конических тонких дисков, прижимаемых пружинами (рис. 10.5).
Изменение частоты вращения пг ведомого вала осуществляют радиальным смещением ведущего вала относительно ведомого, изменяя при этом расчетный радиус Rx ведущих дисков. Долговечность повышается при работе дисков в масляной ванне.
Дата добавления: 2020-05-20; просмотров: 476;