4.2 Опытный образец инерционного передаточного механизма
В соответствии с запатентованным способом преобразования энергии центробежных сил инерции[31] и анализа динамики инерционных механизмов [32] была разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец инерционного передаточного механизма. Фотография этого механизма представлена на рисунке 14.
Рисунок 14 – Фотография опытного образца инерционного передаточного механизма
Поскольку конструкция опытного образца инерционного механизма имеет промышленную новизну, описание её не представляется.
Испытания механизма проводилось на токарном станке. Ведомый вал закреплялся в шпинделе станка, а ведущий через эластичную муфту соединялся соосно с тензометрическим валом стенда для определения мощности на валу (рисунок 2). Фотография испытаний представлена на рисунке 15.
Мощность привода измерялась при помощи измерительного комплекта К505. Первоначально замеряли электрическую мощность привода при определенных оборотах в холостом режиме, а затем производили торможение измерительного вала и записывали данные мощности и скорости вращения на компьютер при помощи программы компактного комплекта для измерения мощности и скорости на валу.
Рисунок 15 – Испытания инерционного механизма на токарном станке
Механическую мощность на ведущем валу инерционного механизма можно оценить по активной мощности электродвигателя привода шпинделя. При холостом ходу (без нагрузки на ведомом валу инерционного механизма) активная мощность электродвигателя будет затрачиваться на преодоление сопротивлений в механических передачах и подшипниковых опор. При нагрузке, которая достигается при помощи тормозного устройства, мощность электродвигателя будет затрачиваться на указанные сопротивления плюс на привод инерционного механизма. То есть мощность на ведущем валу инерционного механизма можно определить как разность между мощностью при нагрузке и мощностью холостого хода. При этом реактивную мощность можно не учитывать.
Результаты измерений сведены в таблицу 11.
Таблица 11 – Результаты испытания
Частота вращения шпинделя, об/мин |
Активная мощность холостого хода, Вт |
Активная мощность под нагрузкой, Вт |
Мощность на ведущем валу инерционного механизма, Вт |
Мощность на ведомом валуинерционного механизма, Вт |
50 |
630 |
890 |
260 |
1098 |
100 |
690 |
960 |
270 |
1246 |
Из таблицы 11 видно, что опытные значения мощности на ведомом валу механизма значительно выше мощности на ведущем валу от привода.
При установлении оборотов шпинделя в 1000 об/мин инерционный механизм разрушился. Фотография разрушения представлена на рисунке 16.
Рисунок 16 – Фотография разрушенного механизма
Разрушение направляющей произошло в том месте, где возникают наибольшие силы инерции.
Таким образом, испытания показали возможность использования разработанных схем инерционных механизмов для гидравлических и ветряных станций. При этом необходима разработка методик прочностных расчетов этих механизмов и при проектировании следует проводить серьезные прочностные расчеты всех узлов конкретного инерционного механизма.
В заключении следует отметить, что разработанные инерционные передаточные механизмы найдут широкое применения не только для гидравлических и ветряных станций, но и в традиционной энергетике и на транспорте.