Характеристика фрикционных передач и использование их в системах сервиса

Основной кинематической характеристикой вариатора является диапазон регулирования угловой скорости (передаточного числа) ведомого вала при постоянной угловой скорости ведущего вала:

                                         

Скольжение снижает угловую скорость ведомого вала, но на диапазон регулирования не влияет.                                             В простых вариаторах передаточное отношение:

  

В сложных вариаторах передаточное отношение:

  

Диапазон регулирования:

                        

В сложных вариаторах передаточное отношение может принимать значения, равные:

i > 1;     i <1;    i = 1.

Диапазон регулирования равен квадрату максимального передаточного отношения. Это значительно расширяет область применения сложных вариаторов.

Существуют вариаторы лобовые, конусные, торовые, дисковые и др. Рассмотрим некоторые из них.

Лобовые вариаторы (см. рис.9.9). Наиболее просты, но из-за значительной величины геометрического скольжения уступают вариаторам других конструкций по КПД и износостойкости. Диапазон регулирования Д=D2/d2<3. Это объясняется тем, что при, малых d2 значительно возрастают скольжение, износ и падает КПД. Лобовые вариаторы нашли применение в маломощных передачах приборов.

Ведущий каток лобового вариатора 1 радиуса R1, устанавливается на валу на скользящей шпонке и может перемещаться вдоль оси. Ведомый каток 2 радиуса R2 закреплен на валу неподвижно. За счет нажимного устройства создается сила трения,  необходимая для  работы вариатора. Бесступенчатое изменение угловой скорости в этом вариаторе достигается перемещением вдоль вала ведущего катка 1; при этом  ;  . Отсюда передаточное число

,                                                          

здесь не учитывается проскальзывание катков, поэтому равенство приближенное.                          

Рис.9.9. Лобовой вариатор: 1 — ведущий каток; 2 — ведомый каток 

 

Лобовой вариатор позволяет изменять направление и частоту вращения ведомого вата, останавливать его на ходу без выключения привода.

Торовые вариаторы (см. рис.9.10). На концы валов насажены две торовые чашки 1 и 2, выполненные по форме круглого тора. Вращение от ведущей чашки к ведомой передается промежуточными дисками 3, свободно вращающимися на осях 4. Угловая скорость ведомой чашки изменяется при одновременном повороте осей 4 вокруг шарнира 5.

При этом изменяются радиусы R1  и R2 чашек 1 и 2, т. е.  ;  . Отсюда

.

Для торовых вариаторов диапазон регулирования

.                                                          

Такая схема вариатора характеризуется малым геометрическим скольжением, что является основным преимуществом торового вариатора, позволяющим повысить КПД до 0,95. Для прижатия тел качения применяют обычно шариковое нажимное устройство, при котором чашка 1 связана с валом при помощи двух или трех шариков, помещенных в гнездах клиновидной формы. Если вал привести во вращение, то он сместится по отношению к чашке на некоторый угол, выжмет шарики, создаст необходимую силу нажатия. Такое устройство обеспечивает величину силы нажатия в соответствии с изменением нагрузки. В СНГ торовые вариаторы нормализованы для мощностей от 1,5 до 20 кВт при Д от 6,25 до 3. Материал тел качения — закаленная сталь по закаленнойстали в масле или сталь по текстолиту без смазки.  

 

 

                        

Рис.9.10. Торовый вариатор:   1 — ведущая торовая чашка;

2 — ведомая торовая чашка; 3 — диск; 4 — оси дисков; 5 — шарниры осей  

 

Вариатор с коническими катками (см. рис.9.11). На ведущем и ведомом валу установлены катки 1 и 2 с рабочими поверхностями конической формы. Вращение от ведущего катка 7 к ведомому 2 передается промежуточным диском 3цилиндрической формы, свободно вращающимся на оси 4. Пружина 5 обеспечивает необходимую силу нажатия для нормальной работы вариатора. При перемещении промежуточного диска 3 вдоль оси 4 радиусы R1 и R2 ведущего 7 и ведомого 2катков изменяются. В данной конструкции вариатора  ;  . Отсюда

. 

 

 

                       

Рис.9.11. Конусный вариатор: 1 — ведущий каток: 2 — ведомый каток:

3 — промежуточный диск: 4 — ось диска; 5 — пружина 

 

 

 

Гл. 2 Применение фрикционных передач

Применение фрикционных передач в настоящее время ограничивается средними и малыми мощностями, так как при больших моментах соответственно возрастают усилия прижатия и передачи получают значительные габариты. 

Применение фрикционных передач для больших мощностей приводит к соответствующему возрастанию усилий на валы и опоры и увеличению габаритов передачи. Фрикционные передачи не могут применяться в тех механизмах, где недопустимо накопление ошибок в углах поворота звеньев, что связано с наличием скольжения в этих передачах. 

Применение фрикционных передач для больших мощностей приводит к соответствующему возрастанию нагрузок на валы и опоры и увеличению габаритов передачи. 

Правомерно применение сооеных фрикционных передач г полностью уравновешенным. При необходимости большой редукции можно применять фрикционные волновые передачи, но они работают с существенной потерей скорости. 

В обычных случаях применения планетарных фрикционных передач, когда требуются значительное расширение диапазона регулирования фрикционной передачи и редуцирование чисел оборотов, применяются схемы, в которых передаточное отношение выражается разностью двух членов ( табл. 138), а не суммой. При этом целесообразно выбирать схемы, в которых ведомый вал соединяется с наиболее тихоходным элементом планетарной передачи - с водилом. 

В обычных случаях применения планетарных фрикционных передач, когда требуются значительное расширение диапазона регулирования фрикционной передачи и редуцирование чисел оборотов, применяют схемы, в которых передаточное отношение выражается разностью двух членов ( табл. 7), а не суммой. При этом целесообразно выбирать схемы, в которых ведомый вал соединяется с наиболее тихоходным элементом планетарной передачи - с водилом. 

Последнее является решающим для применения фрикционных передач, так как передачи зацеплением не допускают бесступенчатого регулирования. 

Вторым методом регулирования числа оборотов шнека является применение механической фрикционной передачи от электродвигателя с постоянным числом оборотов. Регулирование числа оборотов шнека шприцпрессов большего размера осуществляют при помощи вариатора скорости с клиновидными ремнями и шестеренчатой передачи. Такие вариаторы пригодны для передачи мощности до 110 кет, но при применении этих передач возникают затруднения при работе на низких скоростях из-за большой величины передаваемого вращающего момента. Обычно для предохранения узлов пресса от перегрузки применяют предохранительный срезной штифт или фрикционную муфту. 

Простейшим способом передачи работы между вращающимися валами является применение фрикционной передачи. Фрикционная передача осуществляется обычно при помощи двух гладких колес, прижимаемых одно к другому с определенной силой. Благодаря наличию этой силы при вращении ведущего колеса в месте соприкосновения колес возникает сила трения, через которую передается вращение ведомому колесу. Такую передачу называют фрикционной, а колеса - колесами трения. 

Большая величина силы Q является основным фактором, ограничивающим применение фрикционной передачис цилиндрическими катками. Это наглядно видно из приведенного ниже примера. 

Большая величина силы Q является основным фактором, ограничивающим применение фрикционной передачис цилиндрическими катками. Это наглядно видно из приведенного ниже примера. 

Большие нагрузки на валы и опоры и неизбежность проскальзывания между телами качения ограничиваютприменение фрикционных передач, несмотря на их существенные достоинства - простоту, бесшумность и возможность использования для бесступенчатого регулирования скорости. 

Большие нагрузки на валы и опоры и неизбежность проскальзывания между телами качения ограничиваютприменение фрикционных передач, несмотря на их существенные достоинства - простоту, бесшумность и возможность использования для бесступенчатого регулирования скорости. Фрикционные передачи с постоянным передаточным числом применяют преимущественно в кинематических цепях приборов. 

Из-за больших нагрузок на валы и опоры и неизбежности проскальзывания между телами качения применение фрикционных передач ограничено, несмотря на их достоинства - простоту, бесшумность и возможность использования для бесступенчатого регулирования скорости. 

Тяговым элементом конвейера с совместно работающими двигателями может быть только цепь, и передача тягового усилия возможна лишь зацеплением; применение фрикционных передач, в том числе и клиноременных, не рекомендуется. В качестве перспективной системы следует назвать конвейеры с приводом от нескольких линейных асинхронных двигателей поступательного движения без редукторных передач. 

В течение двух последних десятков лет к приводным механизмам предъявляются особые требования, одним из которых является возможность плавно изменять в некоторых пределах передаточное отношение. Наиболее просто этот вопрос может быть решен применением фрикционных передач с регулируемым передаточным отношением. Этим, собственно, и объясняется наличие чрезвычайно большого количества отличающихся друг от друга принципиально или только конструктивно фрикционных передач. Рассмотрим лишь некоторые типы фрикционных передач с регулируемым передаточным отношением. 

Мощность, иередаваемая с вала на вал, при данной ширине колеса падает с уменьшением d; поэтому мощность на 1 см ширины весьма ограничена, если только нельзя допустить больших диаметров колес или сильного изнашивания. Поэтому, кроме больших колес для передвижения по рельсам или дорогам в паровозах и автомобилях, применение фрикционной передачи ограничено малыми мощностями и передачами для перемены направления и скоростей. 

В стреловых пневмокомплексных и гусеничных кранах используют все типы передач. В лебедках подъема груза и стрелы необходима жесткая связь барабана с двигателем. В этих механизмах применение фрикционных передач не допускается. Фрикционные ( клиноременные) передачи используют для привода вентилятора и магнето. Механические передачи преобразуют ( изменяют) частоту вращения от двигателя к рабочему органу с соответственным приложением сил или моментов. 

 

В стреловых пневмоколесных и гусеничных кранах используют все типы передач. В лебедках подъема груза и стрелы необходима жесткая связь барабана с двигателем. В этих механизмах применение фрикционных передачне допускается. Фрикционные ( клиноременные) передачи используют для привода вентилятора и магнето. Механические передачи преобразуют ( изменяют) скорости от двигателя к рабочему органу с соответственным приложением сил или моментов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1 В. Т. Павлище, Е. В. Харченко и др. Прикладная механика. — М.: Интеллект-запад, 2004 -366 с.

2 С. А. Чернавский и др.. Курсовое проектирование деталей машин. — Машиностроение, 1987. — 146-152 с.