Материал: 3901
11
3.Какие должны быть поверхности или какое изменение внести в данную схему, чтобы при одной и той же затяжке увеличить силу сдвига?
4.Как влияют коэффициенты трения f0 и f на величину расчетной силы (см. формулу 1.6)?
12
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ МУФТ
1 Цель работы
Оценка точности срабатывания предохранительных муфт и выявление путей ее повышения.
2 Общие сведения и расчетные зависимости
Предохранительные муфты предназначены для защиты деталей машин от перегрузок. Они срабатывают, когда вращающий момент превышает некоторую установленную величину ТМ. Обычно величину ТМ назначают несколько большей номинального момента, например на 25 % (для исключения слишком частых срабатываний). Для снижения инерционных усилий от вращающихся масс привода предохранительные муфты устанавливают по возможности ближе к источнику перегрузок.
К основным типам предохранительных муфт относятся: фрикционные, кулачковые, шариковые и муфты с разрушающимися элементами. Наибольшее распространение получили фрикционные дисковые предохранительные муфты, у которых усилие на поверхностях трения осуществляется винтовыми или тарельчатыми пружинами.
Как правило, фрикционные муфты используют при кратковременных перегрузках, поскольку при продолжительном скольжении мощность, расходуемая на трение, вызывает интенсивное выделение тепла и износ рабочих поверхностей.
Срабатывание муфты – сложный динамический процесс, и максимальная нагрузка деталей машин зависит от регулировочного момента муфты ТМ, скорости нарастания нагрузки, жесткости системы и моментов инерции масс. Точность ограничения нагрузки муфтой – одна из важнейших ее характеристик, оцениваемая коэффициентом точности срабатывания
|
|
|
к = |
ТМ max |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
, |
|
(2.1) |
||||
|
|
|
Т |
Т |
|
||||||
|
|
|
|
М min |
|
|
|||||
где |
ТМmax и ТМmin – наибольший и наименьший крутящие моменты, при |
||||||||||
которых возможно срабатывание муфты. |
|
|
|||||||||
|
ЧемближекТ кединице,темнадежнееработаетмуфта, темвыше еекачество. |
||||||||||
|
Для дисковой фрикционной предохранительной муфты расчетное зна- |
||||||||||
чение ТМ определяется по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Т |
|
= F |
f |
|
|
Dcр |
z |
|
|
|
|
М |
0 |
|
|
, |
(2.2) |
|||||
|
|
пр |
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
где |
Fпр – осевое усилие пружины; |
|
|
|
|
|
||
|
f0 – коэффициент трения; |
|
|
|
|
|
|
|
|
Dср – средний диаметр рабочих поверхностей; |
|
||||||
|
Z – число трущихся поверхностей: z=m+n-1 |
|
||||||
|
(m – число ведущих дисков; n – число ведомых дисков). |
|
||||||
|
Для конусной фрикционной предохранительной муфты расчетное зна- |
|||||||
чение ТМ находится как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
= F |
f |
|
Dcр |
|
|
|
|
0 |
2sinα , |
(2.3) |
||||
|
|
М |
пр |
|
||||
где |
Dср – средний диаметр контакта фрикционных поверхностей; |
|
||||||
|
α - половина угла конуса. |
|
|
|
|
|
||
Из анализа (2.2) и (2.3) видно, что точность срабатывания муфты определяется стабильностью коэффициента трения на рабочих поверхностях. На фактическое значение f0 оказывают влияние такие факторы, как состояние и температура поверхностей трения, скорость скольжения, удельное давление на поверхностях трения и др.
3 Оборудование и приборы
Экспериментальная установка ДМ 40. Набор предохранительных муфт. Тарировочный рычаг и грузы.
Индикатор часового типа (или осциллограф с усилителем). Штангенциркуль.
3.1 Описание экспериментальной установки ДМ 40
Установка (рис. 2.1) состоит из электродвигателя 6, клиноременной передачи 30, натяжение которой осуществляется роликом 1, редуктора 18, содержащего шестерню 29 и колесо 20, и ведомого вала 21, установленного на подшипниках, смонтированных внутри колеса 20. Нагрузка ведомого вала осуществляется колодочным тормозом 17. Рычаги тормоза соединены штангой 12 и с обоймой 16, сидящей на подшипниках ведомого вала, что позволяет тормозной системе свободно качаться вокруг оси вала. Тормоз снабжен гидравлическим демпфером 7. Штанга через призму 9 опирается на измерительную пружину 8, прогиб которой измеряется индикатором 3. Балансировочная система тормоза может быть зафиксирована при помощи винтового устройства 2.
На ведомом валу наклеены тензодатчики 19, выводы которых вынесены на торец вала. Токосъемник 10 соединен с ведомым валом компенсирующей муфтой 11.
Исследуемые муфты 26, представляющие отдельные быстросъемные узлы, одеваются на выступающий конец ведомого вала 21 и закрепляются в осевом направлении. При этом ведущая полумуфта соединяется с колесом 20
14
Рис. 2.1 Установка ДМ40
через подушку 28. Каждая конструкция муфты позволяет производить регулировку силы сжатия полумуфты и ее замер путем определения длины предварительно протарированной пружины 27.
Все узлы установки смонтированы на станине 15. На станине установлен защитный кожух 31 с пультом управления 5. Выступающий конец муфты закрыт прозрачным откидывающимся колпачком 4.
Установка подключается к сети при помощи шнура 13 и имеет болт заземления 14.
Тарировочное приспособление состоит из рычага 23 и подвески с четырьмя грузами 24. Приспособление одевается на ведомый вал и закрепляется винтом 22.
Техническая характеристика испытываемых муфт предельных моментов
Дисковая фрикционная:
средний диаметр (≈ диаметр трения) – Dср = 65 мм; пара трения – сталь – азбофрикционный материал;
15
Н
500
400
300
200
100
0
|
|
|
|
|
мм |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
Тарировочный график пружины фрикционной конусной муфты ДМ40
Н
500
400
300
200
100
0
|
|
|
|
|
мм |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
Тарировочный график пружины фрикционной дисковой муфты ДМ40