Способы определения тяговой способности передач трением с гибким элементом

Размещено на http://www.allbest.ru/

способы определения тяговой способности передач трением с гибким элементом

Н.А. Витчук, Н.Н. Курдюбов

Передача трением с гибким тяговым элементом - это способ передачи вращательного движения (или преобразования вращательного движения в поступательное) и момента через гибкую связь на основе использования сил трения между тяговым элементом и шкивами [1]. Примерами применения таких передач могут служить ременные передачи, вариаторы скорости, лифтовые канатоведущие шкивы, приводные барабаны ленточных транспортеров, ленточные тормоза грузоподъемных кранов и другие [1-4].

Интегральным показателем работоспособности передачи трением с гибким элементом, а также количественной мерой оценки ее тяговой способности служит коэффициент тяговой способности , который выражается из классической формулы (неравенства) Эйлера [5]:

,

где = 2,72... - основание натурального логарифма; - большая сила натяжения гибкого элемента; - меньшая сила натяжения гибкого элемента; - угол обхвата гибким элементом поверхности трения; - приведенное значение коэффициента трения между гибким элементом и поверхностью трения.

В реальных передачах трением тяговая способность зависит от многих конструктивных параметров гибкого элемента и поверхности трения (например, от толщины гибкого элемента, радиуса изгиба и др.), которые не учитываются формулой Эйлера [6]. Это обуславливает необходимость экспериментального исследования тяговой способности этих передач.

Одна из простейших установок для экспериментального исследования тяговой способности передач трением с гибким тяговым элементом разработана и изготовлена на кафедре «Подъемно-транспортные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана (рис. 1) [7]. Она включает в себя червячный редуктор с рукоятью, установленный на стойке, рычажную систему, динамометр, грузы, набор сменных гибких тяговых элементов и поверхностей трения (шкивов). В качестве гибких тяговых элементов используют стальные круглопрядные канаты, специальный резиновый жгут с метками и стальную ленту с наклеенными на ее поверхности тензодатчиками.

Рис. 1. Установка для исследования тяговой способности передач трением (МГТУ им. Н.Э. Баумана) [7]

трение движение гибкий тяговый

На кафедре «Транспортно-технологические машины и оборудование» Пензенского государственного университета (ПГУ) исследование тяговой способности лифтового канатоведущего шкива в зависимости от величины угла обхвата , профиля ручья и натяжения сбегающей ветви осуществляется на экспериментальной установке, которая выполнена в виде лебедки с канатоведущим шкивом (рис. 2) [8]. Тяговая способность канатоведущего шкива исследуется путем измерения натяжения набегающей ветви , при различных значениях , , в момент кратковременного включения двигателя лебедки пускателем 9. При этом канат плавно натягивается за счет большого передаточного отношения редуктора, а затем проскальзывает по ручью.

На кафедре «Подъемно-транспортные машины и оборудование» Тульского государственного университета исследование тяговой способности приводного барабана ленточного конвейера проводится в зависимости от наличия или отсутствия отклоняющего и прижимного роликов, а также тяговых усилий в набегающей и сбегающей ветвях конвейерной ленты (рис. 3) [8].

Рис. 2. Установка для экспериментального определения тяговой способности лифтового канатоведущего шкива (ПГУ): 1 - двигатель; 2 - муфта; 3 - редуктор; 4 - канатоведущий шкив; 5 - рама; 6 - канат; 7 - динамометр; 8 - подвеска; 9 - пульт управления лебедкой; 10 - оси с двумя холостыми блоками; 11 - ось с одним холостым блоком [7]

Рис. 3. Установка для исследования тяговой способности приводного барабана ленточного конвейера (ТулГУ): 1 - рама; 2 - винтовая пара; 3 - лента; 4 - барабан; 5 - фиксатор; 6 - рычаг; 7 - груз; 8 - динамометр; 9 - прижимной ролик; 10 - отклоняющий ролик; 11 - динамометр

Известна также конструкция трибометра [6] для непосредственного определения тяговых характеристик трения гибких материалов в расширенном диапазоне изменения угла обхвата направляющей гибким телом и сравнительного анализа характеристик трения гибких тел разной формы с учётом условий их нагружения в различных ремённых передачах с предварительным натяжением ремня. Конструкция данного устройства представлена на рис. 4 и рис. 5. На рис. 4 представлена кинематическая схема трибометра, а на рис. 5 показана схема взаимодействия подпружиненной собачки с храповым колесом, сблокированным с поворотным шкивом, образующим пару трения с испытуемым изогнутым гибким телом.

Рис. 4. Устройство трибометра

Указанный трибометр содержит корпус 1, установленную на корпусе направляющую (в виде поворотного шкива 2) для размещения на ней испытуемого гибкого тела 3 и привод ее поворота в виде рычага углового поворота 4.

Узел нагружения гибкого тела 3 состоит из шарнирно присоединенного к корпусу 1 упругого элемента 5, соединяющего концы гибкого тела 3 с шарнирными опорами фиксаторов 6 упругого элемента 5.

Узел измерения натяжения включает в себя динамометр 7 с измерительной стрелкой 8 и сдвоенную шкалу-линейку 9 для одновременного измерения нескольких характеристик трения.

Помимо этого, трибометр содержит узел изменения угла обхвата б в виде расположенных на окружности корпуса 1 вокруг оси фиксаторов 6, совмещенных с круговой измерительной шкалой угла обхвата 10.

Кроме рассмотренных выше, существует множество устройств для определения тяговой способности передач трением с гибким элементом. Эти устройства следует использовать при проектировании новых и модернизации существующих устройств, в основе которых лежит принцип передачи трением с гибким элементом. Кроме того, подобные экспериментальные исследования позволят уточнить формулу Эйлера на основе введения в нее соответствующих коэффициентов и, тем самым, повысить ее точность при решении конкретных проектных задач.

Список литературы

[1]. Иванов М.Н. Детали машин. - М.: Высшая школа, 2000. 383 с.

[2]. Иоффе Е.Я. Высокоскоростные лифты. -М.:Стройиздат,1988. 92 с.

[3]. Зенков Р.Л. Машины непрерывного транспорта: учеб. для студентов вузов / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов. -М.: Машиностроение, 1987. 432 с.

[4]. Лалаянц Р.А. Расчеты крановых механизмов и их деталей. - СПб.: ВНИИПТМАШ. 1993. 324 с.

[5]. Исследование тяговой способности канатоведущего шкива лебедки: метод. указания к лаб. работе по курсу «Подъемники» / Курносов Н.Е., Лобачев В.В. [и др.] / Под. ред. Н.Е. Курносова. -Пенза: Изд-во ПГУ, 2009. 12 с.

[6]. Пожбелко В.И. Экспериментальное исследование тяговых свойств трения без смазки гибких тел в ременных передачах // Вестник ЮУрГУ серия «Машиностроение». -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2015. №15 (1). С. 26-34.

[7]. Семенов Л.Н. Передача силы трением гибкого элемента о шкив: метод. указания к лаб. работам. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1970. 22 с.

[8]. Толоконников А.С. Машины непрерывного транспорта: метод. указания к лаб. работам. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. 53 с.

Размещено на Allbest.ru