Лабораторная работа № 7

Тема: «Исследование работы ременной передачи»

Цель работы: - экспериментальное исследование скольжения и КПД в клиноременной передаче и определение оптимального уровня нагружения передачи, соответствующего наибольшему КПД.

Ход работы:

1. Изучить конструкцию ремней по образцам.

2. Заполнить отчет, на схеме обозначить частоты вращения валов, вид и количество ремней, вращающие моменты, межосевые расстояния.

3. Провести необходимые измерения и выполнить расчеты.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы

Для оценки работоспособности передачи исследуем экспери­ментальные зависимости коэффициента относительного скольжения z и КПД h от передаваемой окружной силы при постоянном предварительном натяжении 2F₀.

Для передачи с постоянным предварительным натяжением спра­ведлива зависимость F₁+F₂=2F₀, где F₁ и F₂ -натяже­ние ведущей и ведомой ветвей при нагружении.

Допускаемое предварительное натяжение назначает по формуле

[F₀]=[б₀]*А

где [б₀] - допустимое напряжение от предварительного натяже­ния, A - площадь поперечного сечения, мм².

Разность натяжения ветвей равна окружной силе F_t=F₁-F₂

Оценку уровня нагружения передачи производят, используя коэффициент тяги

y=F_t/2F₀=(F₁-F₂)/(F₁+F₂)

Коэффициент относительного скольжения x определяют по зависимости

x=(v₁-v₂)/v₁ = 1- v₁/v₂

где v1, v2 –окружные скорости на ведущем и ведомом валах, КПД передачи находят по формуле h=P₁/P₂, где P₁ и P₂ – мощности на ведущем и ведомом валах. Определив при испытаниях y₀ получают основу для назначения оптимальной окружной силы и мощности:

F_tопт=2y₀*F₀; P_2опт = F_tопт*v₂/1000=2y₀F₀v₂/1000

где P_2опт- оптимальная мощность, кВт;

F_tопт - оптимальная окружная сила, Н;

v₂ – окружная скорость на на ведомом шкиве, м/с.

Кривые скольжения получают обычно при окружной скорости на ведущем шкиве, равной 10м/с.

Условия испытаний зависят от конструкции машины: клиновой ремень сечения А по ГОСТ 1284.1-80: шкивы одинакового диаметра d_P1=d_P2 (рис. 5), напряжение предварительного натяжения б₀ сила пред­варительного натяжения ремня 2F₀=2б₀A_P.

рис.5

При испытаниях ременную передачу последовательно нагружают дискретными значениями вращающего момента Т_д путем изменения диаметра шкива, переходом с одного «ручья» на другой.. На каждом уровне нагружения в протокол заносят следующие данные: n₁, n₂ - частоты вращения ведущего и ведомого шкивов. Оп­ределяют значения величин моментов Т_n и Т_д.

Вычисление результатов испытаний производят по следующим зависимостям.

Окружная сила F_t на ведомом шкиве F_t=2Tд*10³/d_P где F_t- окружная сила, Н; Тд - вращающий момент, Н.м;

d_P - расчетный диаметр, мм.

Коэффициент тяги

Коэффициент относительного скольжения x вычисляют, заменяя в формуле окружные скорости частотой вращения и расчетными диаметрами шкивов: v₁=pd_P1n₁/60000; v₂=pd_P2n₂/60000

Здесь n₁ , n₂ - частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, мин^-1.

Тогда, x=(v1-v2)/v1=(d_P1n₁- d_P2n₂)/d_P1n₁

При идеально выполненных размерах шкивов d_P1= d_P2 , x=1- n₁/n₂

Однако расчетные диаметры реально изготовленных шкивов имеют небольшие отклонения от номинального размера. Поэтому для нахождения действительного отношения диаметров шкивов d_P2/d_P1 измеряют отношение частот вращения валов n₁₀/n₂₀ при холостом ходе ременной передачи, при этом скольжение отсутствует: x=0=1- d_P2n₁₀/ d_P1n₂₀, т.е. d_P2/ d_P1= n₁₀/n₂₀

x=1- n₂ n₁₀/ n₂₀n₁

Результаты заносят в таблицу и выполняют необ­ходимые расчеты.

Данные испытаний ременной передачи представляют в виде кривой скольжения x=f(y) и кривой КПД h=f(y) получаемых путем визуальной аппроксимации последовательности экспериментальных точек. На этих кривых находят максимальное значение КПД и коэффициент тяги y₀, соответствующий n_maх.

В заключении по лабораторной работе следует определить, оптимальную окружную силу F_{t опт} и оптимальную мощность по зависимости для точки с y=y₀, в ко­торой уровень нагружения является оптимальным и ответить на контрольные вопросы.

Таблица 7

Используя данные этой таблицы, выполнить расчет измеренных параметров ременной передачи. Провести сравнение расчетных значений с полученными ранее путем измерений и на основании полученных результатов сделать вывод.

Форма отчета:

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Задание на работу.

4. Результаты работы.

5. Вывод.

Контрольные вопросы

1. При работе клиноременной передачи, через некоторое время стал проскальзывать ремень. Проанализируйте имеющуюся проблему? Предложите пути решения данной проблемы. При необходимости запросите дополнительные данные. Решение проблемы запишите в виде алгоритма.

2. В процессе работы клиноременной передачи периодически происходит сход ремня. Какие причины могут быть у этого отказа? Проведите анализ проблемы и его ход запишите в виде алгоритма.

3. В процессе эксплуатации ременных передач периодически происходит их разрыв. Объясните причину этого явления. Свои рассуждения запишите в виде алгоритма.

Литература:

1. Детали машин: Атлас конструкций /Под ред. Д.Н. Решетова. М. Машиностроение. 1992. Ч. I, П.