книги из ГПНТБ / Механизмы с магнитной связью

6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОМЕТРИИ ЗУБЦОВЫХ ЗОН И ХАРАКТЕРИСТИК СММ

Исследование зависимости передаваемой силы и геометрии зубцовых зон

Определение влияния геометрии зубцов и величины радиаль­ ного зазора между взаимодействующими зубцовыми зонами на усилие, возникающее при их. смещении относительно друг друга, проводилось на реечном стенде, схема которого показана на рис. 1.37. На этом стенде проводились испытания зубцовых зон, выполненных в виде сменных реек, имитирующих работу шесте­

рне. 1.37. Схема реечного стенда:

рен редуктора при постоянном зубцовом шаге и н. с., приходя­ щейся на зазор. Одна рейка 1 устанавливается на ползуне, имею­ щем возможность перемещаться в направляющих; вторая рейка устанавливается неподвижно. Необходимый зазор между рейками устанавливается перемещением рейки при помощи винтов. Маг­ нитное поле создается катушкой возбуждения 2. Под действием груза 4 подвижная рейка перемещается до тех пор, пока возни­ кающая под действием магнитного поля сила Р не уравновесит вес груза. Величина перемещения измеряется индикатором 5.

Испытывался комплект сменных реек со следующими пара­ метрами: шаг т = 20 мм, аг = 0, 15, 30°. При исследовании были получены зависимости силы- F = f (.х0), где х 0— линейное пере­ мещение рейки. Для исключения влияния краевого эффекта оп­ ределялись краевые силы на плоских рейках при сохранении тех же зазоров.

На рис. 1.38 показаны полученные экспериментально зависи­

мости F = и F — f Анализ зависимостей показы­

вает, что сила, передаваемая зубцовыми зонами, изменяется в за­ висимости от сдвига зон по закону близкому к синусоидальному. При этом с увеличением б/т при т = const происходит резкое падение величины F.

Наибольшие силы передаются зубцовыми зонами с аг — 15°;

г

насыщение зубцов происходит [в зоне — = 0 ,02.

112

Исследование нагрузочных характеристик одной ступени магнитного редуктора с внутренним зацеплением

Исследование нагрузочных характеристик одной ступени маг­ нитного редуктора с внутренним'зацеплением проводилось на стенде, схема которого показана на рис. 1.39.

Стенд состоит из двух зубчатых колес: наружного 2 с внутрен­ ними зубцами и внутреннего 1 (сменного) с наружными зубцами. Число зубцов наружного колеса zx = 18, внутреннего z2. Раз­ ность чисел зубцов zx — z2 = Аг. Наружное зубчатое колесо 2 закреплено на основании неподвижно. Внутреннее зубчатое ко-

Рис. 1.39. Схема стенда для исследования па­ раметров редуктора

7

лесо 1 установлено на подшипниках на оси Ох, жестко связанной с основанием стенда. Ось внутреннего зубчатого колеса может перемещаться в направлении ООг и фиксироваться в требуемом положении, обеспечивая тем самым определенные зазор б и ве­ личину эксцентриситета ег = 00 г. Сцепление зубчатых колес осуществляется магнитным полем, создаваемым обмоткой воз­ буждения 8. Магнитный поток подводится к торцовым поверх­ ностям колес 1 и 2 и замыкается через воздушный зазор между ними. Питание обмотки возбуждения осуществляется от выпря­ мителя 6 с контрольными приборами 7. Нагрузка создается гру­ зом 12, связанным гибкой нитью 10 через ролик И со шкивом 9, закрепленным на колесе 1. Угол поворота внутренней шестерни а фиксируется осциллографом 5 типа Н -105, сигнал на который поступает от сельсина-датчика 3, ось которого связана с осью колеса 1 через сельсин-приемник 4.

На рис. 1.40 показаны снятые на стенде зависимости крутя­ щего момента М от угла рассогласования а при постоянном за­ зоре б, различных внутренних колесах (т. е. различных Az взаимо­ действующих колес) и различных токах возбуждения.

Форма зависимостей близка к синусоидальной с максимумом, зависящим от тока возбуждения.

114

На рис. 1.41 показана зависимость величины момента от Аг для одного и того же угла рассогласования и различном возбуж­ дении, Этот график свидетельствует: что чем больше Дг, тем меньше

Рис. 1.40. Зависимости М — f (а) при б = 1,7 мм в зависимости от разности зубцов колес, напряжения и тока возбуждения:

передаваемый момент. В этом смысле момент, передаваемый сту­ пенью редуктора, всегда меньше момента, передаваемого муфтой с аналогичным внешним зубчатым колесом.

115

На рис. 1.42 показана зависимость максимального момента от напряжения возбуждения при различных Аг. С ростом возбужде­ ния рост максимального передаваемого момента замедляется за счет насыщения.

Исследование зависимости величины передаваемого момента от возбуждения электромагнитной муфты -

Определение зависимости максимального, статического мо­ мента М от токавозбуждения I проводилось на электромагнит­ ной муфте мощностью 25 кВт с неподвижной обмоткой возбуж­ дения, выполненной по схеме 25 табл. 1.1. Конструкция муфты показана на рис. 11.11.

При испытаниях одинвал затормаживался, а к другому с по­ мощью рычага и гирь прикладывался' нагрузочный момент. На­ пряжение на обмотку возбуждения подавалось от мотор-гене­ ратора постоянного тока. При испытаниях изменялся ток воз­ буждения и замерялись максимальные (срывные) моменты. Но­ минальный ток обмотки возбуждения / = 0,8 А.

Рассмотрим-теоретическую зависимость момента от тока воз­ буждения.

Намагничивающая сила обмотки (А)

где В6 — индукция в воздушном зазоре; т — число рабочих зазоров;

пг = 0 ,8öm l0ß,

отсюда

Ры = п.2І,

где

Момент муфты, как показано в п. 4,

116

где Ьг'— ширина гребня зубца;

и4 = bjz.

Следовательно,

Ф = ».'До/; М = пзпіпіі' = п5/2, где

2) при большом значении тока возбуждения магнитопровод насыщается н рост момента замедляется. Отклонение расчетной кривой от экспериментальной объясняется насыщением магнито­ провода.

Исследование рассогласования полумуфт

Исследование имело своей целью определить зависимость углов рассогласования полумуфт от нагрузки при различных ско­ ростях вращения. Одновременно проверялось влияние срывов полумуфтгна эту зависимость1. Исследование проведено на одно­ именнополюсной муфте с постоянным магнитом во внутренней полумуфте, имеющей следующие параметры:

Для исследования использован стенд, схема которого показана на рис. 1.44. Стенд состоит из приводного двигателя 1, соединен­ ного с'исследуемой муфтой 2 зубчатой передачей. Нагрузка муфты создается тормозом 3, в качестве которого использована порошко­ вая муфта БПМ-20, передающая момент до 2,0 Н-м при токе уп­ равления 40 мА.

Для замеров углов рассогласования на валах муфты установлены фотодиски 4. В качестве двигателя применен двигатель СЛ-569 мощностью 160 Вт, со скоростью вращения 3300—4000 об/мин.

1 Исследование выполнено А. Д. Забежинским и С. Ж. Башкиной.

117

Для получения номинальной скорости вращения муфты зубчатая передача выполнена с передаточным отношением 2 ,8 .

Перед испытанием экранированной муфты проводится тари­ ровка тормоза [снята зависимость М — f (/)]. Для этого входной вал вращается двигателем с мощностью в 2,5 раза превосходя­ щей мощность муфты. Выходной вал тормозится динамометром, измеряющим момент. Регулировка тока управления осуществ­ ляется с помощью источника питания типа УИП-1, который дает стабилизированное напряжение постоянного тока от 20 до 600 В при нагрузке до 600 мА. Данные измерений при тарировке по­ казаны на графике рис. 1.45.

Измерение угла рассогласования производится фотометодом. Для этого в фотодисках на радиусе 150 мм выполнены окна 5x5 мм. С двух сторон диска установлены фотодиоды и осветительные лампы. Фотодиоды преобразуют световой импульс в электриче­ ский сигнал. Через формирователь прямоугольных импульсов с длительностью импульсов 5 мкс сигнал подается на вход двух­ лучевого осциллографа. Угол рассогласования определяется вре­ менем запаздывания фронта импульса с фотодатчика выходной полумуфты относительно импульса фотодатчика ведущей полу­ муфты.

Перед началом эксперимента фронты импульсов в осцилло­ графе совмещаются. Скорость вращения поддерживается постоян­ ной. При скорости вращения п (об/мин) угол рассогласования и время запаздывания At связаны выражением

Да = 360-10_6/іД/ мин.

118

Г л а в а II

КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЗМОВ ~

СМАГНИТНОЙ СВЯЗЬЮ

7.ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СИНХРОННЫЕ МУФТЫ ВРАЩЕНИЯ

Цилиндрические синхронные муфты используются наиболее часто. Самым простым видом цилиндрических синхронных муфт вращения являются переменнополюсные муфты с магнитами в виде звездочек. Наружный магнит устанавливается в немагнит-

механической прочностью магнитов муфты этого вида исполь­ зуются при скорости вращения до 3— 10 тыс. об/мин. На рис. II. 1

явно выраженными полюсами. Магнитные полюсы в этом случае получают отливкой магнита в поле со специальной термообра­ боткой. На рис. II.2 показана двухполюсная муфта, у которой

120

наружная полумуфта состоит из двух магнитов и полюсных баш­ маков между ними, а внутренняя — неявнополюсиый магнит с диаметральнойнамагниченностью.

Рис. II.2. Перемешюполюсная муфта (момент 3,00 Н-см и перепад давлений 202-ІО5 Н/м3):

1 —- магнит; 2 — полюсной башмак; 3 — немагнитная обойма;

4— внутренняя полумуфта

Вряде случаев применение находит модификация муфт «звез­ дочка», показанная на рис. II.3. Это серия муфт на малые мо­ менты с различными углами рассогласования, предназначенная

для встраивания в изделие. Наружная полумуфта состоит из двух немагнитных обоим 1, в которые устанавливаются два 'дугооб­ разных магнита 2 и два полюсных башмака 3 из стали марки Ст. 3 с различным числом зубцов. Угол рассогласования муфт равен углу,

121