Перспективы применения силовых волновых механизмов в аварийно-спасательной, инженерной и противопожарной технике Украины

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СИЛОВЫХ ВОЛНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ В АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОЙ, ИНЖЕНЕРНОЙ И ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ТЕХНИКЕ УКРАИНЫ

Приймаков А.Г., к.т.н., доцент, Соколов Д.Л., к.т.н., доцент,

Самарин В.А.,

Национальный университет гражданской защиты Украины,

г. Харьков

Силовые волновые зубчатые (и фрикционные) передачи (СВЗП) получили широкое распространение в специальном машиностроении Украины, [1], в частности, целесообразно использовать их в качестве приводов в автолестницах пожарных типа АЛ-17,30,31, автоподъемниках типа АПК-32,50, в роторах машин дорожно-котлованных типа МДК-2, в роторах траншейных машин колесных ТМК-2, в механизмах поворота стреловых кранов типа КС-4574 и др.

Во всех случаях замене подлежат зубчатые и червячные передачи с большим передаточным числом, высокой надежностью при ограничении по весу и габаритам.

Авторы предлагают следующие конструкции СВЗП для противопожарной, инженерной и аварийно-спасательной техники для гражданской защиты населения в странах СНГ.

Кинематические схемы и расчет конструктивных параметров этих СВЗП описаны и приведены в [2,3].

На рис. 1 даны конструкция (а) и схема (б) стрелоподъемной лебедки самоходного крана (двигатель и тормоз условно не показаны). Мощность привода составляет 7 кВт при скорости двигателя 975 мин-1, передаточное отношение — 180, модуль зацепления — 0,8 мм, диаметр гибкого колеса 310 мм. Вал двигателя 1 с помощью двойной зубчатой муфты 2 соединен с эксцентриковым валом 13 генератора волн. На валу на подшипниках установлены три диска, один из которых 11 расположен в середине и смещен за счет эксцентриситета в одну сторону, а два других 9 и 12 расположены по краям и смещены в другую сторону. Крайние диски жестко соединены между собой посредством болтов 10, которые проходят в отверстия среднего диска. Диски генератора деформируют через промежуточное кольцо 8, гибкое колесо 6 в двух диаметрально противоположных зонах и вводят его в зацепление с жестким колесом 7. Гибкое колесо соединено с барабаном лебедки 4, который установлен на подшипниках на раме 14. В этой же раме на подшипниках 3 установлен вал генератора волн 13. Жесткое колесо 7 соединено с рамой посредством рычажной уравнительной подвески (рис. 1, б), воспринимающей реактивный момент (пара сил передается через тяги 15 и замыкается на промежуточную тягу 17 через рычаги 16) и допускающей любые радиальные перемещения жесткого колеса. При этом компенсируются

неточности монтажа. Для восприятия веса жесткого колеса служит упругая вставка 18.

Рис. 1. Стрелоподъемная лебедка самоходного крана с волновой зубчатой передачей

Лебедку испытывали на стенде при номинальном моменте на барабане 100 кН*м в течение 1000 ч. Предельные передаваемые моменты на гибком колесе достигали 270 кН*м. Лебедка испытана также в эксплуатационных условиях на кране КС-4574. Габаритные размеры и вес лебедки с волновой передачей примерно в два раза меньше тех же показателей серийно выпускаемой лебедки с червячной и цилиндрической передачей без снижения общей работоспособности привода.

На рис. 2 представлена конструкция (а) и общий вид (б) волнового редуктора механизма поворота башенного крана КБ-160.

Механизм имеет общее передаточное отношение 1640, в том числе волновой передачи — 258, модуль т = 1,25 мм, диаметр гибкого колеса 626 мм, толщину его стенки 7 мм, мощность привода 5 кВт.

Специальная рычажная система 12, связывающая механизм с поворотной платформой 13, позволяет компенсировать погрешности установки редуктора, исключить влияние несоосности ходовой рамы и платформы на работу передачи. В редукторе применен дисковый генератор волн 10, приводимый в движение двигателем 7 через цилиндрическую зубчатую пару 8. Жесткое колесо 4 неподвижно, гибкое колесо 9 вращается. Корпус 5 редуктора не нагружен крутящим моментом, так как момент с жесткого колеса передается непосредственно на ходовую раму 3. Между ведомым звеном 11 и корпусом 5 установлен чугунный подшипник скольжения 6. Соединение гибкого колеса с ведомым звеном шлицевое. Между гибким звеном и генератором волн установлено промежуточное

кольцо 2. Вал генератора выполнен полым, внутри вала проходит труба 1 с кабелями токоподвода. Корпус редуктора не имеет подвижных уплотнений в нижней части, благодаря чему обеспечиваются надежность смазки и защита элементов передачи от внешней среды.

а б

Рис. 2. Механизм поворота башенного крана

Вследствие уменьшения зазоров в зацеплениях и крутильной жесткости передачи снижаются динамические нагрузки на элементы крана. Стоимость механизма уменьшается, так как нет необходимости в нарезании крупномодульного зубчатого венца.

Список литературы

1. Приймаков А.Г., Градыский Ю.А., Приймаков Г.А. Основы конструирования силовых волновых механизмов с позиции трибофатики // Монография. Харьков: Обер^, 2012. 302 с.

2. Приймаков А.Г., Воробьев Ю.С., Приймаков Г.А. Теория и конструирование силовых волновых зубчатых передач // Монография. Харьков: Обери; 2010. 383 с.

3. Приймаков А.Г., Приймаков Г.А., Швырев Н.П. Расчет и проектирование герметичных силовых волновых зубчатых передач // Монография. Харьков: Обери; 2010. 112 с.