*99545*

С.Тилоев, М.Х.Саидов, С.М. Саидамиров, Б.А. Каххаров, И.Ф.

Бобоев, Б. Х. Мухибулоев, Н.К. Одинаев,

(К.т.н., доцент, ассистенты и соискатели ТАУ имени Ш. Шотемура г.Душанбе Республики Таджикистан)

Экспериментальное исследование основных кинематических параметров планетарного фрикционного механизма привода рабочих органов технологических машин

Для определения основных кинематических параметров исследуемого механизма, в качестве центроида солнечного колеса были приняты две формы солнечного колеса, изготовленные с следующими геометрическими параметрами для привода рабочих органов хлопкоуборочных, чеканочных, зерноуборочных, моечных машин, роторных измелчителей зерновых культур и бетономешалок:

I вариант (зерноуборочных комбайнов)

Радиус ведущего звена R₁ = 125 мм, длина направляющей кулисы L = 140 мм, радиус сателлитного колеса r = 20 мм, расстояние а = 0,02 изменили в пределах а = 12; 16; 25 мм.

II вариант (хлопкоуборочных и чеканочных машин)

Обозначения те же. R₁ = 90 мм; L = 275 мм, r = 25 мм; α = 12; 16; 25 мм.

III вариант (моечных машин и роторных измелчителей)

Обозначения те же. R₁ = 135 мм; L = 140 мм; r = 20 мм; α = 12; 16; 25 мм.

IV вариант (измелчителей зерновых культур и бетономешалок)

Обозначения те же. R₁ = 100 мм; L = 175 мм; r = 25 мм; α = 12; 16, 25 мм.

Силовое замыкание сателлитного колеса осуществлялось посредством жесткого элемента кулисной пары «кулиса – направляющая» при чем направляющая шарнирно соединено с осью вращения звена (рис.1).

Составное телескопическое водило приводилось в движение посредством электродвигателя I кВт, минимальное число оборотов двигателя которого равна n_gb = 2800 об/мин.

На составное водило было установлен датчик, позволяющий регистрировать закон относительного изменения длины водила (направляющей кулисы).

На корпусе имитационной физической модели был закреплен индуктивный датчик через каждые 30 градусов с целью градированию полного оборота водила (ведущего звена) и наклеен отметчик, указывающей

начало отсчета.

Для измерения угловой скорости сателлита был установлен тахогенератор (ТГ) с линейной характеристикой. Для записи исцилограммы использовался осциллограф марки НО – 41. На рис.1 показана:

а) кинематическая схема экспериментальной установки,б) электрическая схема тензометрирования, в) тарировочный график перемещения водила.

Рис. 1. Экспериментальная установка планетарного фрикционного механизма с составным водилом: 1 – электродвигатель; 2 –редуктор; 3 – составное водило;

4–солнечное колесо; 5– ведущий звена; 6–тахогенератор; 7- осцилограф НО-41.

Из тарировочных графиков видно, что максимальное число оборотов сателлита равно n_cmax = 1426 об/мин. Масштаб для тарирования числа оборотов сателлита равен К_n = 20 об/мин мм; масштаб измерения перемещения водила К_l = 1,1 мм/мм. На рис.2

Осциллограммы снятые для двух вариантов:

I вариант

Сателлит катится по некруглому солнечному колесу, имеющий следующие геометрические параматры:

а) R₁ = 125 мм L = 140 мм; б) R₁ = 90 мм L = 175 мм

Значение α = 12; 16; 25 мм.

II вариант

Сателлит катится по некруглому солнечному колесу с внешним зацеплением, имеющий следующие геометрические параметры

а) R₁ = 135 мм; L = 140 мм; R₁ = 100 мм; L = 175 мм

Значение α = 12; 16; 25 мм.

Фрагмент осциллограммы этих вариантов показано на рис. 3 где 1 – перемещение водила; 2 – обороты сателлита; 3 – обороты ведущего звена; 4 – усилие на палец 1 ведущего звена; 5 – усилие на палец 2 ведущего звена.

Рис 2.Электрическая схема тензометрирования и тарировочные графики экспериментальной установки: а) кинематическая схема привода, б) электрическая схема в) тарировочный график числа оборотов сателлита

Рис. 3. Фрагмент осциллограммы.

Для второго случая перемещение водила равно:

;;

Из этих результатов следует, что при изготовлении имеется погрешность в порядке 1,5 – 2 мм, что составляет 7 – 9 процентов.

Значение числа оборотов сателлита для этих вариантов определяется

;

Угловая скорость ведущего звена равна

; ;

Отсюда следует, что угловая скорость кулисной пары меняется соответственно

; ;

Линейная скорость кулисной пары в центре сателлита соответственно равна

;

Из этого следует, что число оборотов сателлита изменяется от n_c = 530 об/мин до n_с = 1426 об/мин.

Перемещение водила или ход ползуна соответственно при α = 25 мм равен

S₁ = 2 α (1)

Тогда значение

На основе обработки осциллограммы выявлены: перемещение составного водила, угловая скорость и линейная скорость сателлитного колеса.

Для выявления динамических реакций в кинематических парах «кривошип – кулисная пара» используем значение геометрических параметров на основании [1].Обозначим масштабную величину усилия на пальце с плечом h₁ = 30 мм через К₁ = 6,9 Н/мм и с плечом h₂=60 мм K₂ = 3,1 Н/мм [1-3].

Усилие, возникающее на пальце ведущего звена для первого случая с масштабным значением показаны тарировочные данные для усилия с плечом равны

а) h₁ = 30 мм - K_1; б) h₂ = 60 мм - K₂

На осциллограмме для первого случая это равен = 22 мм усилие на палец с масштабом

К₁ = 6,9 Н/мм равен; R₁ = 22 · 6,9 = 144,7 Н; R_Imin = 2,2 · 6,9 = 14,8 Н

Для второго пальца с масштабом К₂ = 3,1 Н/мм равен

R_ΙΙmax =3,1· 18,5 = 57,35 H; R_IImin = 2 · 3,1 = 6,2 H

Уравновешивающее усилие, перпендикулярное кривошипу, определяется выражением

(2)

Значение равны

;

Фрагмент осциллограммы для динамических параметров приведены на рис. 3

Приведем сравнительный анализ теоретического и экспериментального исследований. Рассмотрим изменения длины водила, угловой скорости и линейной скорости сателлитного колеса для случая внешнего зацепления в зависимости от выбранной формы солнечного колеса.

Полученные численные значения экспериментальных данных позволит применить оптимальные динамические параметры при проектировании планетарных фрикционных механизмов с составным кулисным водилом.

На основании экспериментальных исследований получены закономерности изменения основных параметров исследуемого механизма. На рис.4. показаны длина водила, сила оборотов и линейная скорость сателлита, реакции в кинематических парах «ведущее звено – кулиса» (сплошные линии).

Теоретические закономерности изменения этих параметров (пунктирными линиями).

Рисунок 4. График сравнительного анализа теоретических и экспериментальных исследований (хлопкоуборочных и чеканочных машин)

Рисунок 5. График сравнительного анализа теоретических и экспериментальных исследований (рабочих органов зерноуборочных машин, роторных измелчителей и моечных машин)

ЛИТЕРАТУРА

1.Усманходжаев Х.Х., Тилоев С. Эпициклический механизм. А.с.

№1033797. Бюл. №29, 1983, 3 с.

2.Тилоев С. и др. Малый патент РТ ТJ № 157-158-200-201-202-225-226-

227-268-269-270-286-287-288-324-325-326-327-328

Бюл. 51, 53,56,58 Душанбе. 2007- 2010 гг.

3. Тензометрирование в машиностроении (справочное пособие) под ред.

к.т.н. Р.Н. Макарова –М – Машиностроение 1978 стр. 286.

4. Бауман Э. измерение сил электрическими методами –М- Мир, 1978

стр.426.