Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 5
Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина
Лабораторная работа № 7
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАРИАТОРОВ
Выполнил студент гр. 35-06 Иванов С.И
Проверил Палочкин С.В.
Цель работы: изучение конструкций ряда известных типов вариаторов, определение их основных характеристик и анализ полученных результатов.
Оборудование: лабораторные установки с вариаторами (рис. 1.) и тахометр.
Рис. 1. Схема установок с вариаторами
1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – вариатор;
4 - шкив на выходном валу вариатора; 5 - тахометр
1. Теоретические предпосылки
Для успешной или более производительной работы некоторых машин, например прядильных и ровничных, необходимо, чтобы частота вращения исполнительных органов машин за цикл работы машины изменялась плавно. Для этой цели применяют вариаторы.
Вариатор - это механизм, служащий для плавного измерения передаточного отношения и вследствие этого частоты вращения выходного вала.
Большинство вариаторов сконструировано на базе фрикционных передач различного вида, поэтому их использование ограничивается диапазоном малых и средних мощностей, в основном до 10 кВт, реже – до 20 кВт.
Основными характеристиками вариаторов является их передаточное отношение и диапазон регулирования :
, (1)
, (2)
где и - круговые частоты вращения входного и выходного валов вариатора, мин-1; и - максимальное и минимальное значения для вариатора, мин-1; и - максимальное и минимальное значения для вариатора.
2. Принцип действия и особенности конструкций некоторых основных типов
вариаторов, способы регулировки частоты вращения их выходных валов
2.1. Лобовой фрикционный однодисковый вариатор
Рис. 2. Кинематическая схема лобового вариатора
Конструкция вариатора создана на базе лобовой дисковой фрикционной передачи. Движение от ведущего вала 1 малому диску 2 передаётся через шпоночное соединение. Большой ведомый диск 3, жестко закреплённый на выходном валу 4, получает движение от диска 2 за счёт сил трения в их контакте, которые являются следствием взаимного прижатия дисков силой пружиной 5 (рис. 1). Регулирование частоты вращения ведомого диска и, следовательно, выходного вала осуществляется путем изменения диаметра окружности контакта ведомого диска 3 при перемещения диска 2 вдоль его радиуса. Диапазон регулирования лобового вариатора составляет [1] и определяется как
. (3)
2.2. Клиноремённый вариатор
Рис.3. Кинематическая схема клиноремённого вариатора
Конструкция клиноременного вариатора разработана на базе одноименной механической передачи. Отличие заключается в том, что вместо шкивов с клиновыми канавками, использованы гладкие раздвижные конусные шкивы, по два на каждом из валов. Движение от ведущих шкивов 1 клиновому ремню 2 и от ремня ведомым шкивам передается силами трения, возникающими между ними за счёт предварительного натяжения ремня. При повороте регулировочного винта 4 в ту или иную сторону под действием рычагов 5 шкивы на одном валу синхронно сближаются, а на другом - удаляются друг от друга. При этом меняются диаметры и окружностей, по которым ремень контактирует с конусными шкивами на ведущих и ведомых валах, и частота вращения ведомого вала . Диапазон регулирования вариатора зависит от ширины ремня. Стандартные клиновые ремни позволяют получить , а специальные широкие - [1]. Рассчитывается диапазон регулирования клиноременного вариатора как
. (4)
2.3. Цепной вариатор
По кинематической схеме и способу регулировки частоты вращения выходного вала цепной вариатор ничем не отличается от клиноременного вариатора. Конструктивно же, вместо гладких конусных шкивов и клинового ремня здесь использованы специальные зубчатые конусы (звездочки) и вариаторная цепь особой конструкции, в которой продольные звенья соединяют пакеты поперечно подвижных пластин. Движение от ведущих звёздочек на ведомые передается за счёт зацепления поперечно подвижных пластин цепи с зубьями звёздочек. Диапазон регулирования цепного вариатора составляет [1] и вычисляется по (4).
2.4. Торовый фрикционный вариатор
Рис.4. Кинематическая схема торового вариатора
Конструктивно вариатор состоит из двух неподвижно закрепленных на ведущем и ведомом валах чашек 1 и 2, выполненных в форме кругового тора. Между чашками расположены конические ролики 3, свободно вращающиеся вокруг своих осей. Движение с ведущей чашки на ведомую чашку передается через ролики силами трения, возникающими вследствие прижатия их друг к другу нормальными силами . Изменение передаточного отношения в механизме и частоты вращения его выходного вала достигается путем изменения диаметров и окружностей контакта чашек с роликами при синхронного качании осей вращения последних, т.е. при одновременном и одинаковом отклонении их вправо или влево от оси 0 – 0 на некоторый угол (рис. 4). Диапазон регулирования торового вариатора составляет [1] и может быть рассчитан по (4).
3. Экспериментальное определение диапазонов регулирования
ряда вариаторов
Опытное определение диапазонов регулирования вариаторов проведено на лабораторных установках (рис. 1). Исследовали два типа вариаторов: цепной и торовый. Для каждого из них после перевода с помощью регулирующих механизмов передающих элементов в одно из крайних положений были измерены минимальные и максимальные значения круговых частот вращения выходных валов. Значения диапазонов регулирования вариаторов рассчитаны по (4). Полученные результаты сведены в табл. 1.
Таблица 1
|
№ п/п |
Тип вариатора |
n2min , мин-1 |
n2max , мин-1 |
Д |
|
1 |
Цепной вариатор |
500 |
2000 |
4 |
|
2 |
Торовый вариатор |
700 |
3500 |
5 |
Вывод: в ходе работы изучили особенности конструкций, принципы действия и основные характеристики ряда распространенных типов вариаторов; экспериментальное определение диапазонов регулирования цепного и торового вариаторов дало результаты, совпадающие с данными учебной литературы [1, 2].