Технические науки/2.Механика
УДК 621.855
К.т.н. С.А. Сергеев, Т.В. Дмитракова
ГОУ ВПО
Юго-Западный государственный университет, Россия, Курск,
Стенд для кинематических и динамических испытаний цепных
муфт
Целью испытаний цепных муфт является
обоснование и подтверждение правомерности принятых при теоретических
исследованиях предпосылок и допущений, получение дополнительных данных о
характеристиках муфт существующих конструкций и новых результатов по муфтам
предложенных конструкций [1].
Основными
задачами кинематического и динамического исследования цепных муфт являются [2]:
● оценка кинематической точности;
● установление закона распределения нагрузки
между шарнирами цепи и зубьями полумуфт в зависимости от смещения осей
соединяемых валов и износа элементов шарниров;
● выявление нагружения соединяемых валов со
стороны муфты;
● определение жесткости (податливости) муфт;
● получение амплитудно-частотных
характеристик машинного агрегата с цепными муфтами в условиях неустановившегося
и установившегося режимов работы;
● выявление демпфирующей способности муфт.
Для
проведения испытаний может быть использован стенд (рис. 1), состоящий из ведущей I и ведомой
II частей
и муфты 6.
В
ведущей части стенда установлен электродвигатель 1 постоянного тока мощностью
3,2 кВт с частотой вращения, регулируемой в пределах 0–3000 мин-1;
в ведомой части – генератор 8 также
постоянного тока с независимым возбуждением, мощностью 2,2 кВт, с частотой вращения 0-3000 мин-1. В обеих частях стенда имеются сменные
диски 2, моделирующие момент
инерции маховых масс реальной машины; упругие муфты 3 переменной жесткости, позволяющие без демонтажа стенда
настраивать необходимую жесткость связи; токосъемники 4; усилители 5. Частоту
вращения измеряют тахометром 7.
Рис. 1. Схема стенда для кинематического и
динамического исследования муфт
Выбор
параметров муфты для заданных условий эксплуатации, анализ режима работы
механической системы с муфтой, оценку эффективности применения той или иной
муфты проводят по амплитудно-частотным характеристикам. Как отмечалось ранее [3], динамические свойства
муфт отражаются в амплитудно-частотных характеристиках (АЧХ) в виде зависимости
коэффициента динамичности от угловой скорости
.
АЧХ
цепных муфт снимают в последовательности [4]:
● с помощью нагрузочного устройства
настраивают постоянную М0 и переменную Ма составляющие
возбуждающего момента;
● в положении статического равновесия
балансируют измерительные тензомосты крутящих моментов, выставляют нулевые
отметки;
● проводят контрольную градуировку
измерительных устройств крутящих моментов;
● включают приводной двигатель стенда и устанавливают
необходимую частоту вращения валов; АЧХ снимают при постоянной частоте
вращения, постоянных среднем и амплитудном значениях нагружающего момента и переменной
его частоте. Частоту нагружающего момента изменяют таким образом, чтобы при
каждом значении момента колебания осуществлялись в установившемся режиме;
испытания проводят при последовательном увеличении, а затем при последовательном
уменьшении частоты нагружающего момента, так как амплитуда вынужденных
колебаний нелинейной системы зависит от начальных условий колебаний; изменяя частоту
нагружающего момента, устанавливают резонансные зоны на основной и других частотах;
● записываются на светочувствительную бумагу светолучевого
осциллографа крутящие моменты до и после муфты; частоты вращения валов, в том
числе и нагружающего устройства, а также нулевые линии;
● строят АЧХ вынужденных колебаний муфт.
Следует
учесть, что вблизи точек срыва возможны устойчивые колебания как с малыми, так
и с большими амплитудами. Переход от одного режима колебаний на другой может
быть следствием случайных импульсов, получаемых муфтой. Поэтому для исключения
случайной ошибки вблизи точек срыва эксперименты следует проводить 3-4 раза.
Литература
1.
Сергеев С.А. Стенд для испытания цепных муфт. Вестник машиностроения.
Москва, 2009. №1 С.84-85.
2. Учаев П.Н.,
Сергеев С.А. Кинематика
привода с цепными муфтами. Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 1. В 2 ч. Ч.
1. Тула: издательство ТулГУ, 2009. С. 43-48.
3. Тарабасов Н.Д., Учаев П.Н. Цепные муфты // Проектирование,
изготовление и эксплуатация / Справочник. М.: Машиностроение, 1987. 256 с.
4. Сергеев С.А. Цепные
муфты: анализ и синтез / монография. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2010. 398 с.