6.3 Описание стенда
Основные узлы стенда – электродвигатель 3, червячный редуктор 4, нагружатель 5 и панель управления 10 смонтированы на литом металлическом основании (рис. 6.2).
Статоры (корпуса) электродвигателя и нагружателя могут свободно поворачиваться вокруг своих центральных осей. Якорь электродвигателя с одной стороны соединен при помощи упругой муфты 20 с входным валом редуктора, с другой – с валом тахометра 1. В корпусе редуктора 4 смонтированы червяк и червячное колесо, верхняя часть корпуса имеет легкосъемную крышку из органического стекла.
Нагружатель 5, выполненный в виде электромагнитной порошковой муфты, обеспечивает заданную величину момента сопротивления на выходном валу редуктора. Внутренняя часть электромагнитной муфты заполнена сметанообразной массой, представляющей собой смесь карбонильного порошка с минеральным маслом. При подаче тока в обмотку статора электромагнитной муфты, в результате взаимодействия вихревых токов магнитной смеси с магнитным полем обмотки возникает момент сопротивления вращению ротора нагружателя, при этом реактивный момент поворачивает статор (корпус) нагружателя, последний воздействует на плоскую пружину 7 измерительного устройства. Величина деформации (прогиба) пружины фиксируется индикатором 6 часового типа.
С помощью индикатора 2 и плоской пружины 8 обеспечивается измерение момента сил движущих на валу червяка.
Пружины 7 и 8 измерительных приспособлений предварительно тарируются с помощью рычагов 16, 18 и грузов 17, 19 массой 1,0 кг и 0,1 кг соответственно.
На панели управления 10 размещены тумблер 11, включающий и выключающий электродвигатель; потенциометр 12, позволяющий бесступенчато регулировать частоту вращения двигателя; контрольная лампа 13, загорающаяся, когда электродвигатель находится под напряжением; тумблер 14, включающий нагружатель 5, и потенциометр 15, позволяющий регулировать ток в электромагнитной муфте и обеспечивать заданную величину момента сопротивления на выходном валу редуктора.
Прибор подключается к сети 110 В постоянного тока.
Рисунок 6.2 Стенд для испытания червячного редуктора
6.4 Порядок выполнения работы
6.4.1 Снять крышку редуктора, определить число заходов Z1 червяка и зубьев Z2 червячного колеса, вычислить передаточное число U редуктора. Проверить расчетное значение U опытом.
6.4.2 Выполнить тарировку плоских пружин двигателя и нагружателя. Грузы 19 и 17 массой соответственно 0,1 и 1,0 кг устанавливаются на нулевой отметке рычагов 16 и 18, а стрелки индикаторов 2 и 6 на нуль. Последовательно перемещая груз с одной отметки рычага на другую, фиксировать показания стрелок индикаторов. По данным измерений строятся графики моментов Т1 и Т2 в функции делений шкал соответственно индикаторов 2 и 6.
Примечание: пункт 6.4.2 не выполняется, если тарировочные графики уже имеются.
6.4.3 Тумблером 11 включить электродвигатель 3. Перед запуском двигателя убедиться, что ручки потенциометров 12 и 15 находятся в крайнем левом положении, а тумблер 14 нагружающего устройства – в положении «Выкл».
6.4.4 Рукояткой потенциометра 12 установить заданную преподавателем частоту вращения электродвигателя (в пределах 500…1500 об/мин). Включить тумблер 14 нагружателя и с помощью рукоятки 15 потенциометра установить по стрелке индикатора 6 величину тормозного момента Т2 = 100Н∙см на валу червячного колеса. Прогреть установки под нагрузкой в течение 3..4 минут, затем рукояткой 12 потенциометра вновь довести частоту вращения электродвигателя до заданной величины. Момент сил движущих Т1 на валу червяка определить с помощью тарировочного графика пружины 8 по показаниям индикатора 2.
Замеры момента Т1 повторить при величинах тормозного момента Т2=50;100;150;200;250 и 300 Н∙см, не изменяя частоту вращения двигателя.
6.4.5 По результатам замеров по п. 6.4.4 с помощью формулы 6.6 рассчитать величины КПД червячного редуктора в условиях переменной нагрузки и построить график зависимости η = f(Т2) при nдв=const.
6.4.6 Аналогично описанному, последовательно устанавливая частоту вращения электродвигателя nдв = 500, 750, 1000, 1250,1500 об/мин, но добиваясь одинакового значения Т2 (задается преподавателем в пределах 50…250 Н·см) по заданным замерам Т1 и расчетов по формуле 6.6 построить график зависимости η = f(nдв) при Т2= const.
6.4.7 С помощью формул 6.3 …6.5 и графиков рисунка 6.1 определить расчетное значение КПД червячного редуктора.
6.4.8 Оформить отчет по работе (см. Приложение).