Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Калужский филиал

А.К.Зайцев

"Исследование фрикционных передач" методические указания к лабораторным работам

по курсу «Основы конструирования приборов»

специальности 210201

«Проектирование и технология радиоэлектронных средств»

Калуга, 2009

СОГЛАСОВАНО:

Заведующий кафедрой разработчика УМКД _______________________/Столяров А.А./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания кафедры № 3 от «16» октября 2008г.

Председатель методической комиссии факультета ЭИУК ________________/Адкин М.Ю./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания методической комиссии № от « » 2009г.

Председатель методической комиссии филиала ______________________ /Максимов А.В./

(подпись) (Ф.И.О.)

Протокол заседания методической комиссии № от « » 2009г.

В данном методическом пособии рассматривается изучение работы фрикционных передач с помощью прибора ДП1К.

 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал, 2008г.

 А. К. Зайцев, 2008г.

Оглавление

1. Цель работы

2. Технические данные

3. Устройство и работа прибора

4. Порядок проведения работы

5. Материалы и приборы

6. Содержание отчета

7. Контрольные вопросы

8. Литература

1. Цель работы

Изучить работу фрикционных передач с помощью прибора ДП-1К, предназначенного для проведения лабораторных работ по курсу "Основы конструирования приборов" в высших учебных заведениях.

2. Технические данные

2.1. Тип электродвигателя МУН – 20.

2.2. Номинальный момент электродвигателя, 2,0 кгсм.

2.3. Максимальный момент электродвигателя, 5,0 кгсм.

2.4. Диапазон регулирования скорости вращения вала электродвигателя, 300-1500 .

2.5 Передаточное отношение червячного редуктора. 10

2.6. Передаточное число фрикционной передачи, работающей в режиме без проскальзывания:

а) максимальное 2,72

б) минимальное 0,182

2.7. Диапазон изменения, тормозного момента на валу нагрузочного устройства, 0,5 - 5,0 .

2.8. Диапазон изменения усилия прижима ролика к диску 0 - 10.

2.9. Способ измерения момента на валу электродвигателя, нагрузочного устройства и усилия прижима ролика к диску визуальный, при помощи индикаторов.

2.10. Количество импульсов передаваемых на счетчике:

а) за один оборот входного вала редуктора 1

б) за один оборот вала ролика 3

2.11. Напряжение питания приборов, 110 .

2.12. Род тока питания прибора постоянный.

2.13. Потребляемая мощность прибора, 300 .

2.14. Габариты, 345x354x570 .

2.15. Масса, 27,5 .

3. Устройство и работа прибора

Основной частью прибора является узел фрикционной передачи типа лобовой вариатор, с нагрузочным устройством на ведомом валу.

Узел фрикционной передачи приводится в движение электродвигателем через червячный редуктор. Передаточное число фрикционной передачи изменяется путем перемещения ролика по радиусу фрикционного диска. Общий вид прибора показан на рисунке 1.

Рис.1. Прибора ДП-1К.

Все узлы прибора смонтированы на литом основании 1, а элементы электрического монтажа расположены внутри его и закрыты снизу поддоном. Для привода прибора используется электродвигатель 3 типа МУН-2С. Электродвигатель подвешен в двух шарикоподшипниковых опорах, смонтированных в кронштейне 2. Вал электродвигателя через эластичную муфту соединен с червяком редуктора.

При включении электродвигателя его реактивный момент прикладывается через упор на корпусе к плоской пружине измерительного устройства. Прогиб плоской пружины измеряется индикатором 5, который закреплен в кронштейне. Червячный редуктор 6 с передаточным числом состоит из трехзаходного червяка и червячного колеса с числом зубьев . Червячное колесо жестко посажено на пустотелый выходной вал редуктора /вал фрикционного диска/. Конец вала имеет две впадины, а внутри его помещен стержень. Конец стержня имеет резьбу, предназначенную для закрепления на валу сменных фрикционных дисков 12. На выходном валу редуктора /вал червяка/ с одной стороны посажена эластичная полумуфта, а с другой закреплен коллектор 8 контактного устройства 7, предназначен для подачи импульсов на счетчик. За один импульс /оборот/ фрикционного диска счетчик получает 10 импульсов. Ведомый вал 9 фрикционной передачи установлен на качающейся раме 18,представляющей собой литую конструкцию, установленную в шарикоподшипниковых опорах на двух полуосях. Вверху рамы, параллельно ведомому валу установлен ходовой винт 10. На ведомый вал, имеющий шпоночную канавку, посажен корпус фрикционного ролика, а на ходовой винт - гайка - каретка При вращении ходового винта за маховичок 14, фрикционный ролик 17 смонтированный на шарикоподшипниках в корпусе, перемещается вдоль своей оси, тем самым изменяя свое положение относительно центра фрикционного диска. Перемещение измеряется при помощи шкалы 13, неподвижно закрепленной в верхней части рамы инониуса 11, установленного на гайке-каретке. К правой стенке рамы привернута контактная группа 18, которая своими пружинами скользит при вращении по коллектору 15, жестко посаженному на конце ведомого вала. Эта группа предназначена для подачи импульсов при вращении ролика на второй счетчик. За один оборот ролика счетчик получает 3 импульса. Для прижима ролика к фрикционному диску в средней части внизу к раме прикреплена плоская пружина 21 и кронштейн с индикатором 19. В основном в основании фрикционной передачи 20 ввернут подъемный винт 22, при вращении которого происходит деформация плоской пружины и, как следствие, поворот рамы вокруг своих полуосей, что приводит к прижиму ролика к диску. К левой стенке рамы прикреплено нагрузочное устройство 25 - порошковая электромагнитная муфта, которая своим валом, через эластичную муфту, соединена с ведомым валом фрикционной передачи. Для измерения момента /тормозного/, создаваемого нагрузочным устройством /НУ/, служит измерительное устройство. Момент через рычаг воздействует на плоскую пружину 23. По деформации пружины, которая измеряется индикатором 24, закрепленным в кронштейне, определяется тормозной момент, создаваемый НУ. С лицевой стороны основания прибора установлена панель управления. На ней размещены: тумблер, включающий питание прибора; контрольная лампочка; сигнализирующая о подключении напряжения питания; тумблер, включающий двигатель и потенциометр, регулирующий его скорость; тумблер, включающий НУ и потенциометр, регулирующий величину создава­емого НУ тормозного моменты; два счетчика импульсов для определения числа оборотов диска и ролика фрикционной передачи; тумблер, включающий питание цепи измерения числа оборотов и тумблер, подключающий к этой цепи счетчик. Принципиальная схема /электрическая/ изображена на рис. 2.

Рис. 2. Схема электрическая принципиальная.

При включении вилки Ш в сеть постоянного напряжения -НОВ и замыкания тумблера В1, загорается контрольная лампочка Л. Двигатель включается тумблером В2, скорость двигателя регулируется потенциометром R8. Нагрузочное устройство подключается к сетевому напряжению тумблером В4. Величина тока в НУ регулируется при помощи резистора R10. Тумблер ВЗ подключает питание к схеме измерения числа оборотов диска и ролика фрикционной передачи. Для этого в схеме используются контактные группы В5 и В6, с которых импульсы подаются на счетчики Э1 и Э2. Работа нагрузочного устройства /НУ/ основана на свойстве намагниченной среды оказывать сопротивление перемещению в ней ферромагнитных тел. Тормозной эффект усиливается при увеличении намагниченности. Конструкция нагрузочного устройства представлена на рис.3

Рис. 3. Нагрузочное устройство.

Основные детали статора НУ:

крышка 2, ярмо 8 и сердечник 10.

В крышке статора расположен ротор 3, соединенный с валом 13.Сердечник собирается с валом и монтируется в стакане 12 на шарикоподшипниках /11,14/. Барабан ротора 4 заходит в зазор электромагнита, образованного ярмом и сердечником с обмоткой 9. Ротор вращается в жидкой магнитной смеси, состоящей из 4-х весовых частей сухого карбонильного железа Р8 или Р10 ГОСТ 13610-58 и одной весовой части вазелинового масла "Т" ГОСТ 1840-51. Степень намагниченности смеси регулируется изменением тока в обмотке электромагнита, создающего магнитное поле. Жидкая смесь защищена от вытекания манжетой 17 и двумя кольцами - маслоотражательным и упорным /15 и 16/ Объем А предназначен для сбора масла, малые утечки которого возможны в процессе эксплуатации. Крышка статора при работе НУ через рычаг 1 воздействует на плоскую пружину измерительного устройства для замера тормозного момента. В состоянии поставки НУ залита смесью и герметизирована при помощи резиновой прокладки, которая находится под крышкой масленки 5.

При установке прибора в лаборатории перед эксплуатацией, крышку масленки следует отвернуть, прокладку удалить и завернуть крышку. Имеющиеся в крышке отверстие обеспечит поддержание нормального атмосферного давления рабочей смеси. Запуск НУ следует начинать с малых оборотов, постепенно наращивая до максимума. За это время осадок тяжелых частиц в масле хорошо перемешивается и образует равномерную по составу смесь. В процессе долговременной эксплуатации тормозной момент НУ падает из-за износа порошка. Но это не нарушает хода нормальной эксплуатации прибора, т.к. НУ сделано с запасом по моменту и те же его значения могут быть получены увеличением тока в обмотке генератора и электромагнита.

Если исчерпан этот резерв, необходимо заменить магнитную смесь. Для этого необходимо отвернуть пробки /7,18/ и при вращающемся роторе произвести слив отработанной смеси через нижнее отверстие. Затем, при интенсивном вращении ротора, произвести промывку рабочего объема минеральным маслом, заливая его в масленку 6 до тех пор, пока из нижнего отверстия не потечет чистое масло, после чего заливку масла прекратить и дать ему полностью стечь. Приготовить смесь из компонентов указанных выше, завернуть нижнюю пробку с уплотнением, тщательно размешать приготовленную смесь и при медленном вращении вала залить ее через масленку до тех пор, пока она не станет выливаться через отверстие для верхней пробки. После этого заливку прекратить, завернуть верхнюю пробку с уплотнением, извлечь из масленки лишнюю смесь и залить в нее примерно половину чистое масло "Т". Плоские пружины измерительных устройств предварительно тарируются при помощи тарировочных приспособлений ДПЗАсб24 и ДПЗАсб25, состоящих из рычагов и грузов. Для тарировки пружин из­мерительных устройств электродвигателя и нагрузочного устройства применяется тарировочное устройство ДПЗАсб24 с собственным грузом 100 г. Тарировка пружины измерительного устройства электродвигателя производится в следующем порядке: груз на тарировочном приспособлении устанавливается на первую отметку рычага, затем считываются показания индикатора, после чего груз перемещается на следующую отметку и производится аналогичная операция.

Аналогично производится тарировка измерительной системы нагрузочного устройства. Для тарировки нагрузочного устройства используется тот же прибор. Для тарировки измерительного устройства для замера усилия прижима ролика к диску используется тарировочное приспособление ДПЗАсб25 с дополнительным грузом 4 кг. Груз на рычаге тарировочного приспособления устанавливается на второй отметке. Подъемным винтом необходимо подвести ролик к диску так, чтобы лист бумаги, проложенный между роликом и диском, был поджат роликом и мог свободно перемещаться при приложении небольшого усилия. Зафиксировать показания индикатора. Переместить груз на максимальное плечо рычага и снова подвести ролик к диску вышеописанным способом. Зафиксировать показания индикатора. Тарировочный коэффициент прижатия ролика к диску по индикатору будет равен:

- вес груза, равный 4 кг.

- расстояние между отметками на рычаге приспособления равно 20см

- расстояние между осью вращения рамы и осью вращения ролика, равное 10 см

-число делений, на которое отклонилась стрелка индикатора при первом и втором положении груза.