Лабораторна робота дм – 2
Визначення коефіцієнта корисної дії зубчастого редуктора
Мета роботи. Дослідити залежність коефіцієнта корисної дії (к.к.д) зубчастого редуктора від навантаження і швидкості обертання його валів.
Теоретичні відомості
При розрахунках приводів машин і механізмів потрібно знати величину коефіцієнта корисної дії передачі, який характеризує втрату нею потужності і таким чином їх економічність. Втрати потужності в зубчастих передачах виникають в результаті тертя між зуб’ями, в опорах, а також із-за перемішування масла обертаючими колесами при зануренні їх у масло.
Передачі з великим к.к.д. економічні в експлуатації. Тому при виборі передач завжди віддають перевагу передачам з великим к.к.д. Величина к.к.д. дає можливість судити про якість виготовлення передачі. Зниження к.к.д. в окремих екземплярах передач свідчить про порушення правил монтажу, неузгодження розмірів деталей, їх перекоси, або про дефекти виготовлення деталей (відхилення деталей від технічних умов по розмірах, твердості і т.п.). Таким чином, величина к.к.д. являється однією з важливих характеристик передач.
ДСТами встановлено наступні мінімальні значення к.к.д. для зубчастих передач з металевими механічно обробленими колесами (табл.2-1).
Таблиця 2 - . Значення к.к.д.
Степінь точності |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Коефіцієнт корисної дії однієї пари не нижче |
без урахування втрат у підшипниках |
0,99 |
0,98 |
0,96 |
0,94 |
з урахуванням втрат у підшипниках |
0,98 |
0,97 |
0,95 |
0,92 |
|
К.к.д. передач можна визначити дослідним шляхом, а для передач поширеного типу – і теоретично, використовуючи емпіричні і напівемпіричні залежності, отримані обробкою дослідних даних.
Коефіцієнт корисної
дії
редуктора визначається як відношення
потужності на вихідному валу
до потужності на вхідному валу
,
тобто
.
Потужність є
добуток обертаючого моменту
на кутову швидкість
(P=T.ω),
тоді
,
(2-1)
де
- передаточне відношення редуктора.
Таким чином к.к.д. редуктора можна визначити через обертаючі моменти і передаточне відношення.
Будова і принцип дії установки дм-3м
Робота з визначення к.к.д. зубчастого редуктора з циліндричними прямозубими колесами виконуються на установці типу ДМ-3М. Визначення к.к.д. редуктора засновано на одночасному вимірюванні моментів на вхідному і вихідному валах редуктора.
Прилад складається (рис.2-1) з редуктора 5, електродвигуна 3 з електронним тахометром 1, навантажувального пристрою 6, вимірювальних пристроїв моментів 8 і 9. Перераховані вузли змонтовані на одній основі.
Корпус електродвигуна шарнірно закріплений на двох опорах 4 так, що вісь обертання вала електродвигуна співпадає з віссю повороту корпуса. Фіксування корпусу електродвигуна від колового обертання здійснюється плоскою пружиною 2. При передачі обертаючого моменту від валу електродвигуна до редуктора пружина 2 створює реактивний момент, прикладений до корпусу електродвигуна. Вал електродвигуна з’єднується з вхідним валом редуктора через муфту. Протилежний кінець валу електродвигуна з’єднується з валом електронного тахометра 1.
Редуктор складається з шести однакових пар зубчастих коліс, змонтованих на шарикопідшипникових опорах у корпусі редуктора. Верхня частина редуктора закрита легкознімним захисним кожухом, виконаним з прозорого органічного скла.
Рис. 2-1.
Навантажувальний пристрій 6 являє собою магнітні порошкові гальма, принцип дії яких заснований на властивості намагніченого середовища надавати опір переміщенню в ній феромагнітних тіл. В якості намагніченого середовища використана рідка суміш мінерального масла і залізного порошку. Корпус навантажувального пристрою встановлюється (рис.2-2) балансовано по відношенню основи приладу на двох підшипниках 2. Обмежування корпусу від колового обертання здійснюється плоскою пружиною, яка створює реактивний момент і, таким чином, врівноважує гальмівний момент навантажувального пристрою. Вал 4 навантажувального пристрою, що сприймає момент від вихідного валу редуктора, встановлено на двох підшипниках співвісно з віссю повороту корпусу навантажувального пристрою. На кінці валу закріплено барабан 13, який обертається в зазорі, між серцевиною 11 і ярмом 8 навантажувального пристрою. Барабан 13 і його маточина обертаються в порожнині з рідиною, яка складається з шести вагових частин сухого карбонільного заліза марки Р-10 ГОСТ 13610-79 і однієї частини індустріального масла И-8А ГОСТ 20799-75. Для запобігання витікання рідини в щитку 15 встановлено ущільнення (манжета) 5. Порожнина А призначена для збирання часток рідини, які в процесі експлуатації можуть пройти через ущільнення 5. Доливання магнітної рідини здійснюється через воронку 10. На серцевині встановлена обмотка збудження 12. При проходженні струму через обмотку магнітний потік від серцевини замикається через магнітну рідину, барабан і ярмо, в результаті чого виникає гальмівний момент. Заглушка 7 призначена для контролю рівня магнітної рідини як при заправці її в навантажувальний пристрій, так і в процесі роботи приладу.
Вимірювальні пристрої обертаючого і гальмівного моментів складаються з плоских пружин (рис.2-1), які створюють реактивні моменти відповідно для електродвигуна і навантажувального пристрою. На плоскі пружини наклеєні тензодатчики, які включені на вході тензометричних підсилювачів.
На лицевій частині основи приладу розміщена панель керування (рис.2-1). На панелі керування змонтовані:
кнопка вмикання живлення приладу „Сеть”;
кнопка вмикання живлення ланцюга збудження навантажувального пристрою „Нагрузка”;
кнопка вмикання електроприводу „Двигатель”;
ручка регулювання частоти обертання електроприводу „Рег.скорости”;
ручка регулювання струму збудження навантажувального пристрою „Рег.нагрузки”;
сигнальна лампа вмикання приладу „Сеть”;
три мікроамперметри для вимірювання частоти обертання двигуна і моментів на валах відповідно електродвигуна
і навантажувального пристрою
.
Рис. 2-2.
Технічна характеристика установки ДМ-3М
|
|
|
6 |
|
1,71 |
|
25. |
|
|
|
0...1400 |
|
0,2. |
|
|
|
2,5 |
|
постійний |
|
110 |
|
60. |
|
|
|
|
|
(визначається таруванням) |
|
(визначається таруванням) |
|
рис.2-3 |
|
220 |
|
250 |
|
652 |
|
30 |
,
,
,
напругою
295
345
Рис.2-3. Тарувальний графік приладу „Скорость”