/.Кинематический расчет привода^в случае применения вариаторов первых двух схем выполняют по заданной наибольшей скорости рабо­чей машины, тогда^ наименьшая скорость достигается выбором 1 страница

/.Кинематический расчет привода^в случае применения вариаторов первых двух схем выполняют по заданной наибольшей скорости рабо­чей машины, тогда^ наименьшая скорость достигается выбором соот­ветствующего диапазона регулирования вариатора^/

Для вариаторов третьей схемы при симметричном регулировании кинематический расчет привода выполняют при средней геометриче­ской скорости и_ср = Vv_maxv_min, а скорости и_тах и v_min обеспечиваются соответствующим выбором передаточного отношения вариатора: в сто­рону замедления (редукции) /_1Ш1Х ~— и в сторону ускорения /_min =

''min

= ^L'^cp. П _ ^VJPJA
max "mln

Силовые зависимости

В передаче силами сцепления необходимо усилие нажатия; оно может быть постоянным или переменным, изменяющимся в зависимо­сти от нагружения привода^¹

В вариаторах первой схемы (R₁ = const) при постоянном усилии нажатия имеем М_х = const и Ы_г = const.

Такие вариаторы следует применять в приводах к машинам, у ко­торых при всех режимах работы потребная мощность N₂ не меняется.

Принцип использования двигателя на оптимальном режиме с наи­большим к. п. д. при постоянной отбираемой мощности экономически наиболее целесообразен. Так эксплуатируют, например, многие транс­портирующие машины и металлорежущие станки, т. е. с уменьшением нагрузки скорость повышают.

Если мощность N₂ задана, то максимальный момент на ведомом
валу вариатора, Н -м i

'VI2 max —

^w2min

где N₂ в Вт, со₂ ^в рад/с. Момент на ведущем валу

_м ^тах 'max¹!

расчетное окружное усилие
_Р= i ₌ • (13.4)

^Kl *2тах ^к2

Уточненное значение р может быть получено с учетом изменения г\ при разных режимах работы вариатора.

Вариаторы второй схемы при постоянном усилии нажатия передают постоянный предельный момент на ведомом валу. В некоторых машинах силовая нагрузка не меняется при изменении скорости, например, во многих технологических конвейерах (сушильных, покрасочных,

травильных), работающих с малыми скоростями; в намоточных уст­ройствах нагрузка может быть принята не зависящей от скорости, привод работает при постоянном моменте и переменной мощности. Тогда расчетный момент на ведущем валу вариатора

Afi=-——.

Расчетное окружное усилие

^к1 max ^к2

В вариаторах третьей схемы при постоянном усилии нажатия мощность, которую может передать вариатор при различных I, не остается постоянной, одновременно меняется и М₂.

Расчетное окружное усилие, Н

р±(%\ ЛШ (13.6)

где N₂ в Вт, R_x в м, сй_г в рад/с.

В вариаторах с переменным усилием нажатия расчетное окружное усилие определяется в зависимости от изменения внешней нагрузки и характеристики нажимного устройства.!

Расчет нажимных устройств и отдельных деталей вариаторов ведут по определенному выше расчетному окружному усилию.

13.2. ВАРИАТОРЫ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ

Вариаторы с гибкой связью (ременные и ременно-колодочные) просты по конструкции, ¹и поэтому высокая точность их изготовления не требуется; но диапазон регулирования у них мал, габариты отно­сительно велики.

Диапазон регулирования

В вариаторах с клиновым ремнем (рис. 13.2) изменение передаточ­ного отношения достигается одновременным изменением расчетных диаметров ведущего D_x и ведомого D₂ шкивов, что осуществляется сближением и раздвижением конусов. При минимальном или макси­мальном передаточном отношении ремень на конусах располагается в крайних положениях (рис. 13.3).

Из чертежа следует

&„=(£>! max-£lmin + 2/t)tgf +Д.

Расчетная ширина ремня по нейтральному слою (рис. 13.4)

b_f ~Ь₉- 2у₉ tg Ц = (D, _max -Di mm) tg I + h tg |° + A. 39G

Рис. 13.4. Вариаторный ремень:

а — недеформнрованиыи; б — де­формированный, при изгибе

Рис. 13.3. Положе­ние ремня и раз­движных конусов при (' = Imin

Sft

Btu

Iff

V

Рис. 13.2. Принци­пиальная схема ва­риатора с гибкой связью

Полагая зазор между конусами в крайнем сдвинутом положении А = 0,05frp и обозначая-^ =v и ~тр- = $, получаем для симметрич­ного регулирования при D_max = D_min Уд, г

(13.7)

/0,95v ctg?ⁿ--l

Н—г—

Если раздвижной только один шкив, то

0,95vctg^-l
Д =---------------- _r^J— + ¹-

(13.8)

Анализ соотноо!ений (13.7), (13.8) показывает, что для повыше­ния диапазона регулирования возможны следующие пути:

&„

1. Увеличение отношения v =. Для стандартных клиновых

ремней v = 1,33 + 1,42. Широкие клиновые ремни, по данным ряда иностранных фирм, имеют отношение v от 1,65 до 4,7.

Для широких клиновых ремней по нормали НИИРП — ЭНИМС (табл. 13.1) v = 3,1 + 3,2.

2. Уменьшение отношения g>

-mlii

Для стандартных клиновых

ремней минимальные значения £ таковы:

Тип ремня. £min • • • •

О

10,5

А

11,3

Б

11,9

В

14,8

Г

16,6

Д

21,2

Е

26,7

Рис. 13.5. Широкий клиновый ремень с увеличенной поперечной жесткостью

Надо учитывать, что уменьшение £ ведет к увеличению деформации ремня (см. рис. 13.4), повышению напряжений изгиба и к значитель­ному снижению долговечности.

Для увеличения продольной гибкости и обеспечения поперечной жесткости ремни выполняют с зубьями на наружной или внутренней поверхности (рис. 13.5, а) или на обеих поверхностях (рис. 13.5, б). Для широких клиновых ремней значения £_mj_n = 5 -f- 7.

3.

Рис. 13.6. Шкив с прорезями для стандартных клиновых ремней

Уменьшение угла клина ср₀. Для стандартных клиновых ремней ф₀ = 40°. В зарубежной практике применяют широкие клиновые ремни с минимальными значениями ф₀ = 20 -г- 24°. Но уменьшение Фо может повести к заклиниванию ремня в канавке и увеличению бо­кового давления.

4. Применение шкивов с прорезями (рис. 13.6), позволяющими сближать конусы, поэтому при том же D_mi_n можно получить большее

•Dmax и увеличить диапазон регулирования. Однако при этом срок службы ремней сни- 4 жается.

Из рис. 13.7 получаем

_ ^max ^min

(13.9)

~~ 2 "^& 2 Расчетная ширина ₌ Pm,»-a_m.n_tg«p, _{+ At}

фо

откуда

l,9v ctg

(13 10) ^^ис- '^.7. К определению
I ' \ ' • I диапазона регулирования

шкивов с прорезями

где т — число раздвижных шкивов.

Значения D при двух раздвижных шкивах и симметричном регу­лировании показаны на рис. 13.8 и 13.9.

Расчет сечения ремня

Сечение стандартного клинового ремня для вариатора определяют методом, принятым для нерегулируемой передачи (см. гл. 11).

Характеристики широких клиновых ремней приведены в табл. 13.1.

			/ /
			/ /
		/	У
		\/''\
Ж
—	-i-t
	——\-ю

Z0

2/

2,0

1.5

л

3,0

2,0 1,5 р

		opt	ОД
	f				\	§
	— д —д.	1я нор я спе	тльны* и* 41/атне" и

OA Б В Г Д

Рис. 13.8. Диапазон регули- Рис. 13.9. Диапазон регули-
рования для стандартных рования для широких рем-
клиновых ремней ней

Г,Г\П

Размеры сечений, мм	Конструкция	Диапазон регулирова­ния, Д	Расчетные диаметры шкива, мм	N при v = 20 м/с, кВт	Диапазон регулирова­ния по фор­муле (13.7)	N при | v = 20 м/с, | кВт
"р	h		^тах
			С зубьями..................................	5,0			1,8	4,50	3,0
			Без зубьев....	3,5	180.		1,8	—	—
			С зубьями..................................	3,5			3,5	3,04	5,9
			С зубьями..................................	5,0			3,0	4,37	4,5
			Без зубьев....	3,5			3,0	—	—
			С зубьями..................................	3,5			5,9	3,11	10,6
			С зубьями......................	5,0			5,0	4,56	7,8
			Без зубьев....	3,5			5,0	—	15,9
			С зубьями..................................	3,2			9,5	2.63
			С зубьями..................................	5,0			8,5	4,33	11,8
			Без зубьев....	3,5			8,5	—	—
			С зубьями..................................	3,2			14,0	2,65	23,6
			С зубьями..................................	5.0			12,5	4,27	18,3
			Без зубьев....	3,2			12,5

13.1. Ряд широких клиновых ремней ЭНИМСа и НИИРПа

(по НМ 2-58)

Примечание. Угол клина: peMHeit (р₀ = 34";

шкивов (р = 28°.

Расчетная методика та же, что и в случае стандартных клиновых ремней:

Р

(13.11) (13.12)

fc₀^2-0,4v Н/мм²;

С_р — коэффициент режима работы.

Усилие нажатия

Из рис. 13.10 следует

т = р_п cos

Ч

2 *

Нормальное усилие р_п связано с расчетным окружным усилием зависимостью

Следовательно, r=^cos|,

(13.13)

Рис. 13.11. К определению геомет­рической длины ремня

Рис. 13.10. К определению уси­лия нажатия в ременных ва­риаторах

здесь Р = 1,2 -г- 1,4 —при нажатии со стороны ведомого конуса; (3 = 1,7 4-2,2 —при нажатии на ведущий конус. Коэффициент тре­ния / ~ 0,3.

Механизм регулирования

Геометрическая длина ремня вариаторов с гибкой связью
L = 2А + f (D„ + D_lx) + <^Da*-*V (13.14)

(обозначения по рис. 13.11).

Выражая текущие значения диаметров через средний диаметр

D_2x = D_cp + AD₂; D_1X=D_C;-AD_U получаем

L — 2A-\-1 [2D_cp + (AD₂ - AZ?j)J + ^(ADa + ^ADl)'.

Обозначая L,_i = 2 A + nD получаем

L = L_i.₁ + ^(AD₂-AD₁)-

(AD₂ +AD,1²

(13.15)

Перемещение конусов (рис. 13.12) при раздвижении

фо 2 '

(13.16)

при сближении

AD,_t ф», ^Л2 — 2 ^ь 2 '

При

| = | х₂ | й AD, = AD.j из выражения (13.15) следует, что геометрическая длина ремня при раздвижении и сближении уве­личивается. Ремень, длина которого определена при i= 1, при край­них значениях i будет иметь недопустимо большое натяжение. Если

же выбрать длину ремня по i_max, то при 1 =<: i ^ f_max его натяжение будет недостаточно для передачи заданной мощности.

Механизм регулирования должен поддерживать постоянное натя­жение ремня при всех режимах работы вариатора.

13.2. Длины широких клиновых ремней нормали по НМ—2—58

Сечения ремней с зубьями X Л, мм

25 x 8 25x11 32x10 32x14 40x13 40x18 50x16 50 x 22 63 x 20

Расчетная длина*, мм

900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000

X X X X X X X X X

X X

X X X X X X X

X X X X X X X

X X X X X X X

X X

X X X X

X X X X

X X X X

X X

X X

* Рекомендуются длины, напечатанные жирным шрифтом.

Рис. 13.13. Схема пере­мещения электродвига­теля, при которой ре­гулирование осущест­вляют изменением меж­осевого расстояния

Для определения длины ремня необходимо задаться межосевым рас­стоянием. В ременных и ременно-колодочных вариаторах принимают

А = (0,6-г-0,9) (£>_ma;; + D_min).

Для стандартных клиновых ремней сле­дует в дальнейшем уточнить А по стандарт­ному значению L (см. гл. 11, § 11.3). Анало­гично поступают и с широкими ремнями, выравнивая длину ремня по табл. 13.2.

Рис. 13.12. Перемещение кону­сов и изменение расположения ремня

л по

Рис. 13.14. Бесступенчатая передача с тремя ремнями с регули­руемым ведущим шкивом и непостоянным межосевым расстоянием

Передача с непостоянным межосевым расстоянием

Наиболее простая схема регулирования, при которой электродви­гатель перемещается на салазках, представлена на рис. 13.13. Если на ведомом валу один из конусов фиксирован от осевого смещения (на рис. 13.13 левый конус), то во избежание перекоса ремня электро­двигатель должен перемещаться под углом р к центровой линии ремня.

Перемещение х центровой линии

х₂ _ АР₂, о — А ¹&

2 '

tgP-

Рис. 13.15. Шкив с пружинящей рези­новой втулкой

где AD₂ = D₁ (Д — 1) для одностороннего регулирования при неиз­менном D_x и при условии, что

L — nDi

A max —

A_min определяют по формуле § 11.3 при Dj = D₂ = Z?_2max = ДВ_Х.

В схеме с D_x = const нецеле­сообразно применять D._2min>D|, так как это приводит к большим значениям | и уменьшению диапа­зона регулирования.

Для бесступенчатого снижения угловой скорости лучше применять вариаторы с регулируемым веду­щим шкивом (рис. 13.14), усилие нажатия создается пружинами или резиновой втулкой (рис. 13.15). Выбор той или иной схемы опре-

Рис. 13.16. Шкивы, обеспечивающие равное перемещение конусов:

а — конструкция с уравнительным рычагом: 6 — конструкция с зубчатореечным

механизмом

деляется нагрузочной характеристикой привода; при постоянной передаваемой мощности целесообразна конструкция с регулируемым ведущим шкивом (рис. 13.14), а для постоянного момента на валу — с регулируемым ведомым шкивом (см. рис. 13.13).

Шкивы с равным перемещением обоих конусов (рис. 13.16) позво­ляют раздвигать валы вдоль средней линии ремня, что упрощает кон­струкцию. При увеличении межосевого расстояния передачи правый конус (рис. 13.16, а) под действием ремня сдвинется вправо; уравни­тельный рычаг, ось вращения которого несколько смещена от оси вала, повернется и отведет левый конус в левую сторону. При конструиро­вании следует предусмотреть хорошую смазку поверхностей, по кото­рым происходит осевое смещение. Аналогичная конструкция приве­дена на рис. 13.16, б, но здесь равное перемещение конусов обеспечи­вается двумя зубчатыми рейками и зубчатым колесом. Изменение

Рис. 13. передачи

7.

Схема бесступенчатой электродвигателем на

качающейся плите.

межосевого расстояния может быть осуществлено расположением элек­тродвигателя на качающейся плите (рис. 13.17). Шкив на двигателе должен быть выполнен по рис. 13.16, чтобы не происходило смещения сред­ней линии ремня при регулиро­вании.

Завод «Выдвиженец» (г. Псков) из­готовляет вариаторы с раздвижными конусами на валу электродвигателя. Технические данные таких вариато­ров приведены в табл. 13.3, а габа­ритные и присоединительные размер их — на рис. 13.18 и в табл. 13.4.

а — схема передачи с качающимся про-межуточным валом; б — конструкция шки­ва промежуточного вала

Рис. 13.18. Габарит­ные и присоедини­тельные размеры вариаторов ВРС1, ВРСЗ

>	L Г	к
A jj	Щ	j |^ 11 \
-f % -Г L, ^И

Я)

а)

Рис. 13.19. Двух­ступенчатая регу­лируемая передача:

-м-

Двухступенчатая передача с переменным межосевым расстоянием приведена на рис. 13.19, а. Шкивы ведущего и ведомого валов передачи нерегулируемые, а промежуточный вал расположен на качающейся рамке. В зависимости от ее расположения средний плавающий сдвоен­ный конус шкива (рис. 13.19, б) занимает соответствующее положение, при этом меняется передаточное отношение обеих ступеней передачи.

13.3. Технические данные вариаторов завода «Выдвиженец»

Вариа­тор	Тип электро­двигателя (форма использования) M300	Мощность электродвига­теля, кВт	Частота враще­ния ведущего вала, об мин	Частота враще­ния ведомого вала, об мин	Диапазон регу-\.-ировання	Мощность на ведущем валу. кВт, при	К. п. д.	Размеры ремня, мм	Масса с учетом электродвига­теля, кг
	"шах
ВРС1	А02-51-4	7,5								63x20,
				1500—3000					-0,9	Ф=34°
ВРСЗ	А02-32-4	3,0				2,8		40X13,
									ф=34°

' * Мощность указана для длительной работы ремня на всем диапазоне регулиро­вания скорости.

** Мощность указана для прерывистой работы ремня при частоте вращения ведомого вала более 1500 об. мин.

Размеры, мм
Вариатор	L	и	л	At '	А,	Я	hi		D
ВРС1 ВРСЗ	680 515					528 432		320 270	340 230

13.4. Габаритные и присоединительные размеры вариаторов ВРС1, ВРСЗ

Обозначения см. на рис. 13.18

Вариаторы с неизменным межосевым расстоянием и подпружиненными шкивами

При постоянном межосевом расстоянии геометрическая длина ремня изменяется в процессе регулирования угловой скорости. Для поддержания постоянного натяжения применяют конструкцию с пру­жинным нажатием конусов (рис. 13.20). В схеме а на ведущем валу один конус предохранен от осевого смещения на валу, а второй под­пружинен, на ведомом валу один из конусов имеет принудительное осевое перемещение, а второй фиксирован от осевого перемеще­ния. В схеме б подпружиненный конус установлен на ведомом валу.

В схеме а при смещении правого ведомого конуса влево подвижный ведущий конус под действием натяжения ремня отодвигается, сжимая пружины и увеличивая усилие нажатия. Таким образом, происходит пропорциональное увеличение Р при уменьшении D_x, т. е. М_х = const и, следовательно, N = const.

Схему б применяют для вариаторов с постоянным моментом на ведомом валу М₂ = const. Усилие Т_тах, действующее на пру­жину, определяют из соотношения

^Гтах _ К + ^Х
' min ^Ло

Вм

V N

	N	/
Вш	—\

где х — максимальное смещение ко­нуса; К₀ — предварительная осадка пружины при Т = Г_т!п; усилия нажатия определяют по формуле (13.13).

вш

Рис. 13.20. Схема установки пру­жин и перемещения конусов в ре­менных вариаторах

a — для N— const; 6 — для М = const

Перекрестное расположение кону­сов, заклиненных на валах, предохра­няет ремень от перекоса при регули­ровании. Конструкции таких вариа­торов приведены на рис. 13.21.

Дата добавления: 2015-09-30