Дослідження впливу технологічних факторів на меанічні параметри варіаторів

1. Мета роботи

Вивчення будови варіаторів різних конструкцій; призначення деталей, що входять до складу варіаторів; визначення основних параметрів всього варіатора та окремих його елементів.

6.2. Короткі теоретичні відомості і практичні поради

Варіатори - пристрої для безступінчастої зміни швидкості обертання ведених ланок (шківів, котків, роликів, зубчастих коліс та інші). Застосовуються варіатори у сільськогосподарських машинах для збирання зернових, кормових культур, кукурудзи, буряків, очистки зерна на токах, а також у випробувальних стендах, приводах конвеєрів сушильних, гартівних та відпалювальних печей, волочильних машин, намотувальних пристроїв та інш. Варіатори бувають механічні, гідравлічні та електричні. Класифікація основних типів варіаторів наведена на рис. 1.

Поділяються механічні варіатори на такі, що мають жорсткі робочі органи та з гнучким зв'язком. Будова та принцип роботи різного типу варіаторів описані в роботах [1,2,3,4,5].

Якщо необхідно вибрати конструкцію варіатора, то слід врахувати, який діапазон регулювання і яка схема регулювання передаточного члена повинні бути використані у варіаторі.

Діапазон регулювання є однією з важливих кінематичних характеристик варіаторів і визначається за такою залежністю:

(6.1)

де і відповідно максимальне та мінімальне передаточні числа варіатора.

Рис. 6.1. Класифікація основних типів варіаторів

6.2.1 Клинопасові варіатори

У практиці сільськогосподарського машинобудування найбільшого розповсюдження набули клинопасові варіатори, в яких використовують клинові паси звичайного (нормального) перерізу О, А, Б ( ); В, Г, Д ( ) при одному регульованому шківу чи при двох регулювальних шківах с пасами О, А, Б ( ), та В, Г, Д ( ).

Якщо застосовують конічні шківи з прорізами, то діапазон регулювання можна розширити. Проте наявність прорізів різко зменшує довговічність пасів. Кількість пасів у варіаторах може бути в межах , а потужність, що передається кВт.

Крім того, використовують варіатори з широким (варіаторним) пасом з одним ( , кВт) чи двома регульованими шківами ( , кВт).

З метою підвищення тягової здатності кут профілю варіаторного паса прийнято 34°, а кут канавки шківа 28°. Для забезпечення гнучкості варіаторні паси виконують з прорізами на зовнішній, внутрішній або на обох сторонах.

У рекомендаціях ISO кут профілю шківів прийнято 26° із можливістю зміни його в межах 22...30°, Передбачено також виготовлення пасів зниженої товщини з можливістю забезпечення діапазону регулювання .

У клинопасових варіаторах існують такі три схеми регулювання.

Схема 1. Діаметр ведучого шківа постійний, а діаметр веденого змінний.

Рис. 6.2. Кінематична схема клинопасового варіатора

з постійним діаметром ведучого і змінним діаметром веденого шківів.

У цьому випадку: .

Схема 2. Діаметр ведучого шківа змінний, а діаметр веденого шківа постійний.

Рис. 6.3. Кінематична схема клинопасового варіатора

із змінним діаметром ведучого і постійним діаметром веденого шківів

У цьому випадку: .

Схема 3. Діаметри ведучого і веденого шківів змінні

Рис. 6.4. Кінематична схема клинопасового варіатора

із змінними діаметрами обох шківів

У цьому випадку: ,

а при симетричному регулюванні ( , ): .

На рис. 6.5 подано конструктивну схему клинопасового варіатора, у якого ведучий шків 1 має постійний розрахунковий діаметр . Ведений шків 2 при цьому має можливість змінювати міжосьову відстань а та розрахунковий діаметр . Клиновий пас 3 охоплює обидва шківи і контактує з ними боковими робочими гранями. При зменшеній міжосьової відстані а диски веденого шківа зближуються внаслідок дії пружини 4, а розрахунковий діаметр шківа при цьому збільшується, залишаючи натяг паса 3 постійним. Таким чином, при постійній кутовій швидкості ведучого шківа та .

Клинопасові варіатори виготовляють як окремими агрегатами, так і вмонтованими у машини. Сучасний зернозбиральний комбайн має такі вмонтовані варіатори: у приводах барабана, ходової частини, вентилятора, жатки. Окремими агрегатами клинопасові варіатори виготовляв Псковський завод "Выдвиженец". Технічні характеристики цих варіаторів наведені в таблиці 6.1, а загальний вигляд представлено на рис. 6.7.

У таблиці 2 наведено технічні характеристики варіаторних пасів. Як бачимо, співвідношення у таких пасів коливається у межах 2,54...3,45, що значно більше, ніж у пасів звичайного перерізу, у яких . Поперечний переріз клинопасового паса подано на рис. 6.

Рис. 6.5. Конструктивна схема клинопасового варіатора

з постійним діаметром ведучого і змінним діаметром веденого шківів.

Таблиця 6.1. Технічні характеристики клинопасових варіаторів

Типорозмір	Діапазон регулювання, Д	Потужність електродвигуна, кВт	Розміри перерізу паса, мм	Крутний момент Т2, Нм	Габарити, мм			Маса, кг
					Н	L	В
ВР 1	4	7, 10	63×69×20	—	1030	800	590	350
ВР 2	4	7	63×69×20	30	1030	830	590	400
ВР 3	4	2, 8	40×13×	—	775	1060	435	415
ВР 4	4	2, 8	40×13×	13	780	645	440	150
ВРС 1	2	7	63×20×	---	432	680	—	160
ВРC З	2	2, 8	40×13×	---	528	515	—

а б

Рис. 6.6. Перерізи пасів для клинопасових варіаторів:

а – кордошнуровий; б – кордотканевий

Рис. 6.7. Клинопасовий варіатор із змінними діаметрами ведучого і веденого шківів

Таблиця 6.2. Клинові паси для варіаторів

Розміри перерізу, мм			Конструкція	Діапазон регулювання Д	Розрахунковий діаметр шківів, мм		Максимальна потужність, кВт при V = 20 м/c	Гранична довжина, мм
аp	а	h						min	max
25	28	8	Зубчастий	5,0	67	150	1,8	800	1800
	27	8	Без зубців	3,5	95	180	1,8	800	1800
	28	11	Зубчастий	3.5	90	170	3,5	800	2000
32	35	10	Зубчастий	5,0	90	200	3,0	800	2000
	34	10	Без зубців	3,5	112	212	3,0	800	2000
	36	14	Зубчастий	3,5	112	212	5,9	800	2000
40	44	13	Зубчастий	5,0	106	236	5,0	900	2000
	43	13	Без зубців	3,5	170	315	5,0	1000	3150
	45	18	Зубчастий	3,2	170	300	9,5	1120	2000
50	55	16	Зубчастий	5,0	140	315	8,5	1120	2000
	53	16	Без зубців	3,5	200	375	8,5	1400	4000
	56	22	Зубчастий	3,2	212	375	14,0	1250	2000
63	69	20	Зубчастий	5,0	180	400	12,5	1250	2000
	67	20	Без зубців	3,2	300	530	12,5	2000	4000

Існує такий ряд розрахункових довжин пасів: 800, (900), 1000, (1120), 1250, (1400), 1600, (1800), 2000, (2240), 2500, (2800), 3150, (3550), 4000. У дужках наведено розрахункову довжину пасів, яку використовувати не рекомендовано. Значення потужностей наведені для пасів з бавовняним кордовим шнуром або кордовою тканиною. Для пасів з анодним несучим шаром потужність може бути підвищена на 30%.