/.Кинематический расчет привода^в случае применения вариаторов первых двух схем выполняют по заданной наибольшей скорости рабо­чей машины, тогда^ наименьшая скорость достигается выбором 4 страница

Запас сцепления непостоянный — наименьший при б < 0 (sin б =

- — ~ j. С достаточной точностью можно вести расчет р при 6 = 0.

Так как при б > 0 (область малых i_miB — см. рис. 13.51) увеличение р идет интенсивнее, чем при б << 0, то целесообразно принять

A^A!_a + Rl[l-~J, (13.43)

где

i* fc= (0,7 -г-0,9) У

Расчет параметров зубчатого зацепления и механизма нажатия следует выполнять в таком порядке: выбор ~ = 2,5-f-3 согласно

формуле (13.41) исходя из значений р, / и а при 6 = 0; выбор ширины зубчатых колес исходя из прочностного расчета зацепления (гл. 3); опре­деление А по формуле (13.43); проверка запаса сцепления р по фор­мулам (13.41) и (13.42) в крайних положениях и p_min при б =

= arcsin(-^).

Конические планетарно-фрикционные вариаторы выпускает завод «Димитровградхиммаш». Принципиальная схема вариатора приведена на рис. 13.53.

Ведущий конус 3 находится в контакте с сателлитами 4 сложной конической формы, которые смонтированы в сепараторе 5. Сателлиты расположены таким образом, что одна из образующих конуса парал­лельна оси вариатора. По этой образующей сателлиты обкатываются внутри невращающейся цилиндрической обоймы 2, которая в процессе регулирования скорости перемещается вдоль оси вариатора.

Сателлиты находятся также в контакте с торцовой шайбой 6 вы­ходного вала и дополнительной осевой опорой /, смонтированной на подшипнике. При осевом перемещении обоймы 2 изменяется один

из рабочих радиусов сател­лита, благодяря чему изме­няется передаточное число. Нажатие пружинное, прило­женное к ведущему конусу 3.

Все основные детали ва-
риаторов, несущие контакт-
ные нагрузки, изготовлены
из стали ШХ15 и закалены
до твердости HRC 58—62.
Рис. 13.53. Принципиальная схема плане- Рабочие поверхности этих
тарно-фрикционного вариатора деталей шлифованные.

Технические характеристики планетарно-фрикционных вариаторов приведены в табл. 13.15.

13.15. Технические характеристики планетарно-фрикционных вариаторов «Димитровградхиммаш»

Типоразмер вариатора	Мощность элек­тродвигателя, кВт	Пределы частоты вращения, об/мин	Предельный крутя­щий момент *, Н-мм	Предельная кон­сольная нагруз­ка, Н
	На выходном валу * *
МВ-8		40—420	0,75 • 10» 1.10*
МБР 1-8	0,4 0,6	7—75	4- 10< 5,5 - 1(Н	2 500
МВР2-8		1,2-13	22- 104 30 • 104	5 000
МВ-Ю		30—400	1,7-104 2,3 ■ 104
МВР1-10	0,8 1,1	5,5—68	9,5 • 104 13 - 104
МВР2-10		1—12	53 • 104 70 ■ 104	10 000
• Величина постоянная, не зависит от частоты вращения. ** Осевая нагрузка на шлходмом налу не допускается.

Как следует из приведенной технической характеристики, вариа­тор работает с постоянным нагрузочным моментом на ведомом валу и переменной мощностью. Передаваемая вариатором мощность опре­деляется по наибольшей угловой скорости ведомого вала.

Вариаторы выпускают с электродвигателями типа АОЛ-2 в испол­нении М300 (фланцевые) с синхронной частотой вращения 1500 об/мин или с взрывобезопасными двигателями типа ВАО также фланцевого исполнения и с той же частотой вращения.

Вариаторы горизонтального исполнения выпускают с креплением к фундаменту на лапах — исполнение Щ, вертикального исполнения — исполнение В, с креплением на фланце.

Диапазон регулирования Д да 11 -н 13. Снижение частоты враще­ния выходного вала до 5,5—75 об/мин достигается использованием на выходе вариатора одноступенчатого планетарного зубчатого редук­тора (Рт — в обозначении типоразмера вариатора). Частота вращения в интервале от 1 до 13 об/мин обеспечивается применением двухсту­пенчатого планетарного редуктора (Р_а).

В табл. 13.16 и 13.17 приведены габаритные и присоедини­тельные размеры вариаторов с одноступенчатым планетарным ре­дуктором.

13.16. Габаритные и присоединительные размеры

горизонтальных планетарно-фрикционных вариаторов

Размеры, мм

Типоразмер вариатора

А

At

в

В,

н

н,

L

D

dH

d,

Масса (без электродвига­теля), кг

МВ-8Щ

ОО

МВР1-8Щ

МВР2-8Щ

МВ-10Щ

МВР1-10Щ

—

МВР2-10Щ

Примечание. Размеры L₃, В_г относятся к электродвигателям: для АОЛ-2 они равны 240 и 107 мм (N = 0,4 кВт); 255 и 146 мм (0,6 кВт); 280 и 146 мм (0,8 кВт); 280 и 150 мм (1,1 кВт). Для электродвигателей тина ВАО: 270 и 155 мм (0,4 кВт); 290 и 163 мм (0,6 кВт); 305 и 163 мм (0,8 кВт); 335 и 250 мм (1,1 кВт).

В процессе работы детали обильно смазывают жидкой смазкой, заливаемой в корпус вариатора.

Торовые вариаторы

Торовые вариаторы имеют наилучшие показатели по геометриче­скому скольжению.

Передаточное отношение изменяют поворотом промежуточного ролика (рис. 13.54) относительно ведущей и ведомой тороидальных соосных чашек.

Вращающий момент с ведущего вала (рис. 13.55) передается на тороидальную чашку через шариковое нажимное устройство, взаимо­заменяемым выполнен подобный узел и ведомого вала. Ставят два промежуточных ролика со сменным текстолитовым кольцом, этим до­стигается разгрузка валов от изгибающих моментов. Поворот осей двух промежуточных роликов осуществляется одновременно рычаж­ным механизмом (поворотной рамкой) с приводом от маховика.

13.17. Габаритные и присоединительные размеры вертикальных планетарно-фрикционных вариаторов

Размеры, мм

Примечание. Размер £, электродвигателя см. табл. 13.16.

Поворотная рамка выполнена плавающей так, чтобы ролики могли самоустанавливаться относительно тороидальных чашек, обеспе­чивая тем самым равномерность распределения усилий и износа роликов.

При проектировании необходимо выполнять конструкцию макси­мально жесткой, чтобы деформации деталей не вызывали существен­ного нарушения контакта между фрикционными телами и изменения передаточного отношения. Весьма важна и хорошая работа уплотне­ний подшипниковых узлов, чтобы избежать попадания смазки между фрикционными телами.

На эти требования при конструировании должно быть обращено серьезное внимание.

Недостаток торовых вариаторов — сложность конструкции, обус­ловливающая высокие требования к точности изготовления и монтажа.

Неженский механический завод выпускает торовый вариатор со стальными фрикционными телами (работающими со смазкой), рас­считанный на передачу мощности N = 10 кВт при длительной работе. Частота вращения ведущего вала Пу = 970 об/мин, ведомого в пре­делах Ot rt₂mm = 345 Об/мин ДО

«2min = 2720 об/мин.

Регулирование симметричное;
к. п. д. вариатора т] = 0,95. Габа-
ритные и присоединительные раз- _{Рис> 13-54# Схема торового взриа}.
меры см. рис. 13.56. тора

(13.44)

1 ^А

Рис. 13.56. Габаритные и присоединительные размеры торового вариатора Не­жинского механического завода

		■ai-
	f
^ so

Передаточное отношение торового вариатора. И — flcos(6 + 6) ^l~ tf-#cos(8-6)

(обозначения см. на рис. 13.54).

Скольжение определяют по формуле (13.22), причем

а,=е-б; а₂ = 9О°-0.

Согласно рис. 13.37 наибольшее скольжение в торовом вариаторе наблюдается в крайних положениях и при i — 1, в этих точках и тре­буется проверять величину е_с. В целях получения меньшего сколь­жения и постоянства f$ соотношения между размерами вариатора сле­дует принимать

■■ 0,85 4-0,97; с₃ l \

^ci —]Fj--------------------- 1,25; с₂ — р—

max

H-R.

cos6 = —^ = (0,850,97)Я_тах (1,25-y=j

-0,1;

Преобразование формулы (13.25) приводит к следующей расчетной зависимости:

о,. >0 4441/ l.-^l-F ^с» tfi mm5^,444 у _Гы[а]2^_пр/_.

(13.45)

Нажатие в торовых вариаторах осуществляется шариковым уст­ройством.

Усилие нажатия (см. рис. 13.54)

-1 Ик

Л =Q sin ад Q = jP = j.%±

Шариковое нажимное устройство с у = const и R_m — const не обеспечивает постоянного запаса сцепления В, поэтому расчет следует вести при минимальном 8, ему соответствует

Ki—jf— ■

По значению А рассчитывают нажимное устройство и затем опре­деляют В при любом положении вариатора:

a __f Н— R cos (6 ± б). /1Q4R\

^Р-' 2R_U1 tgV sin (в ±8)'

знак «плюс» — при работе на ускорение, знак «минус» — при работе на замедление [35].

При необходимости проверить контактные напряжения в разных положениях вариатора полученные значения В подставляют в формулу (13.45), которую решают относительно а_к при текущем значении R_lm

§ 13.4. ПОДБОР ВАРИАТОРА

В задания на курсовое проектирование не следует, как правило, включать разработку вариаторов — целесообразно подбирать готовый вариатор из числа выпускаемых промышленностью.

Подбор вариатора следует выполнять на самой первой стадии про­ектирования привода одновременно с подбором электродвигателя. Выбор вариатора с определенной технической характеристикой, так же как и выбор электродвигателя, определяет кинематическую схему всего привода. При подборе руководствуются основными показате­лями вариатора — нагрузочной способностью, диапазоном регулиро­вания, угловой скоростью ведущего вала вариатора.

Рекомендуется располагать вариатор в общей схеме привода там, где угловая скорость наибольшая, а момент — наименьший.

Фрикционные вариаторы позволяют использовать их на первом звене привода, сразу за электродвигателем.

Вариаторы клиноременные и с широким клиновым ремнем также могут применяться в качестве первого звена привода.

Для цепных вариаторов частота вращения ведущего вала ограни­чивается, однако использование таких вариаторов со встроенной зубчатой передачей позволяет применять их непосредственно за электродвигателем.

Ременно-колодочные вариаторы следует располагать после по­нижающей передачи от вала электродвигателя, как правило, ре­менной.

Нагрузочная способность вариатора характеризуется передава­емой мощностью, угловой скоростью ведущего вала и диапазоном регу­лирования. Первые два параметра определяют допускаемый момент на ведущем валу вариатора, третий позволяет найти допускаемый момент на ведомом валу. Если вариатор используется с угловой ско­ростью ведущего вала меньшей, чем указано в его паспорте, необхо­димо, чтобы передаваемая мощность в этом случае была соответственно меньше, чем по паспортным данным.

Увеличение по сравнению с паспортным значением и соответ­ственно увеличение А/, ^допустимо не всегда, так как долговечность работы, тепловыделение и другие показатели зависят от ско­рости.

Диапазон регулирования характеризует кинематические возмож­ности вариатора. Расчетный диапазон регулирования не должен пре­вышать паспортного значения. Допускается использование вариатора с меньшим, чем по паспорту, диапазоном.

Однако с экономической точки зрения такое решение не всегда оправдывается.

Общая компоновка всего привода с вариатором дает дополнитель­ную информацию для рационального выбора вариатора.

Окончательным критерием оптимальности выбора вариаторов слу­жит технико-экономический расчет.

Пример. Привод должен обеспечить частоту вращения рабочей машины в ин-
тервале от /i_pmax = 300 об/мин до п_рт-_ш = 60 об/мин.
Передаваемая мощность постоянна: N_p = 0,6 кВт.
Решение.»

"отах ³⁰⁰

1. Расчетный диапазон регулирования Д = —--------------- = -^=5. Такой диапазон

"р min ⁶⁰

регулирования обеспечивают отечественные вариаторы: ременно-колодочные, цеп­ные, планетарно-фрикционные и торовые.

2. По техническим характеристикам применение торового вариатора для задан­ной малой мощности нецелесообразно.

3. Из планетарпо-фрикционных вариаторов, приведенных в табл. 13.15, сле­дует проверить те, для которых предельный момент па ведомом валу соответствует

яп_т1п 3,14-60

требуемому, достигающему наибольшего значения при (в_т| = =— = = 6,28 рад/с:

N 0 6 • 10³

М_тре6. = —= ^о£- = ⁹⁵.⁵ Н-м = 9,55-10* Н-мм.

Такой момент допустим для вариатора МВР1-10 при N = 0,8 кВт.

4. Из ременно-колодочных вариаторов (табл. 13.7) подходит по нагрузочной
способности ХЗ (В или Г), но в этом случае соединение с валом электродвигателя,
имеющим п_э = 1000 об/мин, необходимо выполнить посредством ременной передачи

• «э ¹⁰⁸⁹ о „г

с передаточным числом (=-? = -тт? =2,25.

Средняя частота вращения ведомого вала вариатора

я

в. ср -

=Уя,ш.Лш1п =|/Ю8?.. 181,7 = 455 об/мин (при i_B=l).

Средняя частота вращения рабочей машины

Яр ср = VS шахЯр min = ^300. 60 = 134 об/мин.

Передаточное число редуктора от вариатору к валу рабочей машины

Пт, _сп 455 *=_^Р ₌ 3 32. -я^#р 134

5. Из цепных вариаторов (табл. 13.9) подходит по нагрузочной способности

«в.ср 820

ВЦ1 с Д=6 и и_в,_ср = 820 об/мин. Передаточное число «'= ----------------------------------- =.„-7 = о,I

^пр. ср»«*

и максимальный момент на выходном валу вариатора

Мотах 9,55.10* ^2_тах = -^ = ₆-₇ГТ0^-=¹'⁶⁵-^{104 Н}-^ММ-

что меньше допускаемого ['VJ_max]= 2-10* Н-мм.

Так как электродвигатели единой серии с п_ъ = 750 об/мин малой мощности не выпускаются, то приходится ориентироваться на электродвигатель с л, = 1000 об/мин и ременной передачей или на электродвигатель типа АОС с п_л = 860 об/мин. В по­следнем случае вариатор остается тот же, несколько увеличивается передаточное число редуктора.

6. Из цепных пластинчатых вариаторов с зубчатой парой (табл. 13.10) под­ходит ВЦ1. Дополнительного привода от электродвигателя к вариатору не требу­ется, передаточное число редуктора i = 6,1.

7. Наибольшие габариты имеет привод с вариатором ХЗ, затем ВЦ1 и наимень­шие — ВЦ! с встроенной зубчатой парой. На этом варианте и следует остановиться. Наиболее компактен планетарно-фрикционный вариатор, но он значительно дороже.

Дата добавления: 2015-09-30