СТЕНД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КПД КОМПЕНСИРУЮЩИХ МУФТ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для экспериментальных исследований компенсирующих муфт.
Известен стенд для ресурсных испытаний упругих муфт, содержащий расположенный на станине электродвигатель, соединенный с приводным валом, исполнительный карданный шарнир с полой крестовиной для закрепления технологического карданного шарнира, нагружатель статического момента, подвижную раму, соединенную со станиной тягой переменной длины и установленную в опорах с осью, проходящей через центр вращения крестовины [патент РФ №2367922, МПК G01M 13/02].
Наиболее близким к заявленному устройству является стенд для определения КПД цепных муфт состоящий из электродвигателя постоянного тока, порошкового электромагнитного тормоза и испытуемой муфты [Сергеев С.А. Цепные муфты: анализ и синтез / монография. - Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2010. 392 с].
Технической задачей является определение КПД компенсирующих муфт.
Задача, достигается тем, что стенд для определения КПД компенсирующих муфт используемый для определения КПД муфт, представляет собой чувствительную электромеханическую систему, выполненную с разомкнутым силовым потоком. В предлагаемом стенде для определения КПД компенсирующих муфт, электродвигатель постоянного тока для обеспечения балансировки установлен на дополнительных опорах, причем для балансировки предусмотрены переменные массы, порошковый электромагнитный тормоз помещен на плите, причем опоры и плита закреплены на общей жесткой раме, а между плитой и рамой предусмотрен набор регулировочных металлических прокладок для обеспечения смещения осей полумуфт, кроме того на статорах электродвигателя и тормоза установлены две тензобалки камертонного типа, на раме с помощью кронштейна - первый упор для первой тензобалки, второй упор для второй тензобалки закреплен на роторе тормоза, для тарировки тензодатчиков, наклеенных на балки, предусмотрены рычаги с закрепляемых на них переменной массой соответственно, кроме того на полумуфте с помощью кронштейна закреплен, с возможностью смещения вдоль оси соединяемых валов, индикатор часового типа.
На фиг.1 показан стенд для определения КПД компенсирующих муфт; на фиг.2 - схема для определения моментов сил сопротивления в стенде
Стенд для определения КПД компенсирующих муфт состоит из электродвигателя 1 постоянного тока, порошкового электромагнитного тормоза (ПТ-40) 2 и испытуемой муфты 3. Электродвигатель 1 для обеспечения балансировки установлен на дополнительных опорах 4, причем для балансировки предусмотрены переменные массы 5' и 5". Тормоз 2 помещен на плите 6. Опоры 4 и плита 6 закреплены на общей жесткой раме 7. Между плитой 6 и рамой 7 предусмотрен набор регулировочных металлических прокладок 8 для обеспечения смещения осей полумуфт. На статорах электродвигателя 1 и тормоза 2 установлены тензобалки 9 и 10 камертонного типа, а на раме 7 с помощью кронштейна 11 - упор 12 для тензобалки 9. Упор 13 для тензобалки 10 закреплен на роторе тормоза 2.
Для тарировки тензодатчиков, приклеенных к балке 9, предусмотрен рычаг 14 с закрепляемой на нем переменной массой 15. Тарировку датчиков балки 10 осуществляют аналогично.
Точность монтажа соединяемых муфтой узлов оценивают индикатором 16 часового типа, закрепляемым с - помощью кронштейна 17 на полумуфте а (или б). Индикатор 16 можно смещать вдоль оси соединяемых валов.
2
1
1
2
Испытываемые муфты должны быть снабжены защитным кожухом, внутрь которого заливают смазку. КПД муфт η=М/М где М и М - вращающие моменты на валах электродвигателя 1 и тормоза 2.
1
2
1
1
2
2
При испытании на статоре двигателя 1 регистрируют (с помощью тензобалок) реактивный момент М и на роторе тормоза 2 - момент М. Из условий равновесия электродвигателя 1 и ротора тормоза 2 связь между М и M′, М и М′ выразится уравнениями:
0
где F=cd - сила сопротивления (Н), не зависящая от нагрузки нительных опорах двигателя 1 и опорах ротора тормоза 2, определяемые теоретически и экспериментально. В подшипниках качения момент трения
0
0
r
М=0,5(F+ƒF)d, (1)
0
r
r
в
t
t
в
где F=cd - сила сопротивления (Н), не зависящая от нагрузки (с - удельная сила, зависящая от типа подшипника; для радиальных однорядных шарикоподшипников с=0,06 Н/мм; d - диаметр вала, мм); ƒ- приведенный коэффициент трения; для указанных подшипников ƒ=0,0012; F - радиальная нагрузка на подшипник; F - КF(F - окружная сила; К - коэффициент воздействия, зависящий от типа муфты и радиального смещения осей соединяемых валов).
Для муфт основных типов
t
T
w
F=2M/d,
т
w
в
где М- номинальный вращающий момент; d - начальный диаметр звездочки, а коэффициент К -0÷0,5.
-1
Формула (1) справедлива в диапазоне частот вращения валов n=0÷6000 мин.
Потери энергии в кинематических парах стенда определяют в последовательности:
д
при снятых щетках прикладывают момент к валу электродвигателя 1 (фиг.2 а) и фиксируют момент М по сигналу датчиков тензобалки 9 (см. фиг.1); условие равновесия статора в этом случае
5
д
3
М=М+М, (2)
5
5
3
где М - момент сил сопротивления в опорах вала двигателя; для испытательного стенда М>М;
с
после стопорения вала к статору электродвигателя 1 (фиг.2 б) прикладывают такой момент М, при котором будет получен такой же сигнал датчиков. Для этого случая
С
Д
3
5
М=М+М+М. (3)
Из уравнений (2) и (3)
5
С
М=0,5М;
3
С
Д
М=0,5М-М.
При установленных щетках момент, приложенный к статору,
с
д
3
5
6
М'=М+М+М+М,
6
6
с
5
6
с
с
где М - момент трения щеток о коллектор; М=М'-2 М или М=М'-М.
3
4
Расчет моментов М и М выполняется по формуле (2).
3
4
5
6
1
2
Экспериментальное определение моментов трения осуществляется с помощью милливольт-амперметра (М-82). Чувствительность системы составляет 2,9 Н·мм на одно деление. При известных моментах М, М, М и М тарировку датчиков для регистрации М' и М' можно выполнить непосредственно на стенде (при разъединенных валах).
Таким образом, предложенный стенд для определения КПД компенсирующих муфт позволяет получить необходимые для конструктора данные, которые дадут возможность на стадии проектирования привода машин выбрать вид муфты и нормировать точность монтажа соединяемых ею агрегатов.