Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Погорелый И.П. Обкатка и испытание тракторных и автомобильных двигателей

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.57 Mб
Скачать

Рис. 49. Схема устройства для тарировки весового механизма электростендов ГОСНИТИ.

ным 716,2

мм, а

если

в

киловаттах, то

расстояние /

должно быть равным 974 мм.

 

 

 

Формула

для

расчета мощности в обоих случаях

будет иметь одинаковый

 

вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

N=

,

 

(41)

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

где

Р — нагрузка

по

шкале

циферблата,

равная весу

 

гирь

на

чашке

при тарировке, кг;

 

 

п — число

оборотов

вала

двигателя

в

минуту.

 

Шкалу

тарируют

статическим методом

раздельно

для

двигательного

и тормозного режимов

электрической

машины. Для этого шкалу закрепляют на циферблате, устанавливают стрелку так, чтобы она была в верти­

кальном положении, и наносят нулевое

значение шка­

лы. Маятник поочередно отклоняют на

равные углы в

130

обоих направлениях по 3—4 раза й каждый раз после успокоения маятника остро заточенным карандашом на­ носят черточки на шкале против острия стрелки. Сред­ нее положение в месте наибольшего сосредоточения черточек принимают за нуль шкалы. В этом месте на­

носят соответствующую

черту

и против нее

ставят знак

О. Поисковые черточки

после

этого стирают.

Затем к корпусу машины

прикрепляют

тарировоч-

ный рычаг с чашками для гирь и проверяют правиль­ ность расположения его на корпусе машины. Он дол­ жен быть расположен горизонтально, и его ось должна проходить через центр электрической машины. Затем снова поочередно отклоняютмаятник в обоих направ­ лениях на одинаковые углы по 3—4 раза и наносят карандашом черточки, как указано выше. Если нанесен­ ные черточки равномерно распределяются по обе сто­ роны от ранее установленной нулевой черты, то пра­ вильность положения рычага с чашками весов на кор­

пусе машины считают удовлетворительной.

 

После этого проверяют угловое расположение

шкал

на циферблате.

 

Шкала для тормозного режима должна быть

рас­

положена от нуля по ходу часовой стрелки, а для дви­ гательного режима, наоборот, против хода. Номиналь­ ный момент обкатываемых двигателей примерно в два раза больше момента прокручивания двигателя при холодной обкатке. В таком соотношении и надо рас­ пределять угловое расположение шкал, оставив между их концами просвет около 5°. Тогда угловое располо­ жение шкалы для тормозного режима составит 220—

230°, а

для

двигательного —130—120°.

 

 

 

Находят конечные значения показаний шкал.

 

 

Для

тормозного

режима

конечное

показание

шка­

лы

определяют

по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р=«ШаКг,

 

 

 

 

(42)

где

M — номинальный

крутящий

момент

электрической

 

 

машины стенда, кгс-м;

 

 

 

 

 

/ — длина

плеча

тарировочного

рычага, мм;

 

к —коэффициент

перегрузки

электрической

маши­

 

 

ны,

равный

1,15—1,2.

 

 

 

 

 

Затем определяют положение груза маятника на ры­

чаге. Для этого на

правую

чашку весов

кладут

гири,

121

вес которых равен значению конечной цифры шкалы, определяемой по формуле (42).

Если при этом стрелка циферблата отклонится на угол менее 220°, вес груза маятника на рычаге надо уменьшить, удалив часть металла настолько, чтобы до­

вести

угол отклонения стрелки до указанного значения.

В

найденном положении груз маятника закрепляют

на рычаге болтом, просверлив насквозь груз и рычаг.

Посадка болта в отверстиях груза

и рычага должна

быть тугой, чтобы при эксплуатации

не могло нарушить­

ся положение груза.

 

Шкалу тарируют ступенями, число которых для тор­ мозного режима должно быть не менее 10.

Вес гири, соответствующий ступени, определяют по

формуле:

 

 

 

Р

,

 

 

 

 

g=

 

 

 

 

 

 

— кг,

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

где Р — конечная цифра

шкалы для тормозного режи­

ма, найденная

по формуле

(42) ;

 

m — число

ступеней

шкалы.

 

 

Вес гири,

высчитанный

по формуле (42), следует

округлить до

ближайшего

 

целого числа.

 

П р и м е р 5.

Требуется

построить шкалу для электростенда с

электрической машиной АКБ-82-4,

мощность

которой

в двигатель­

ном режиме равна 55 кВт, а число

оборотов —1440 в

минуту.

Находим номинальный

момент

машины

в двигательном режи­

ме по формуле:

 

55•974

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АГнэд =

1 4

4 0

а

38 кгс-м.

 

Конечная цифра шкалы, протарированной для подсчета мощ­ ности в лошадиных силах, будет выражать величину:

1000-38 Я = 1 , 2 — — — — я 63 кг.

716,2

Целесообразно конечную цифру шкалы округлить до 60 кг, а шкалу протарйровать ступенями по 5 кг.

При тарировке первой ступени шкалы для тормоз­ ного режима гирю весом 5 кг ставят на правую чашку весов, так же как при определении нуля шкалы, нано­ сят на шкале черту, соответствующую пяти килограм­ мам. Затем на чашку ставят гирю весом 10 кг и таким же способом находят и наносят на шкале черту, соот­ ветствующую нагрузке 10 кг, и т. д.

122

Пятикилограммовые интервалы делят на 10 или 20

равных

частей.

Общее количество делений шкалы бу­

дет

равно 120

или 240, а цена каждого деления—0,5

или

0,25

кг.

 

Закончив тарировку шкалы для тормозного режима, подобным образом тарируют шкалу для двигательного режима, устанавливая гири на левую чашку тарировоч-

ного

устройства.

При тарировке весового механизма демпфер должен

быть

без масла.

Шкалу весового механизма тарируют после обкатки

стенда

в течение не меньше Ѵг ч с нагрузкой, близ­

кой

к

номинальной, температура помещения должна

быть

в

пределах 18—20° С.

Точность замера крутящего момента испытуемых двигателей на стендах ГОСНИТИ с маятниковым ве­

совым механизмом зависит от

следующих

факторов.

1. От числа делений шкалы

циферблата

весового ме­

ханизма. Неточность (предельная относительная по­ грешность) замера в процентах может быть выражена формулой:

 

Ав,=-1-100%,

 

 

(43)

где к — число делений шкалы.

 

 

 

 

Из формулы (43)

следует,

что чем

больше делений

на шкале, тем с большей точностью

меньшей

по­

грешностью) будет

измерен

крутящий

момент

дви­

гателя.

 

 

 

 

 

Очевидно, для увеличения числа делений на шкале требуется увеличивать радиус и угол шкалы цифербла­ та для тормозного режима. В стендах ГОСНИТИ для тормозного режима применяют угол 230—240°.

Точность замера крутящего момента будет снижать­ ся (погрешность увеличивается) при уменьшении ко­ личества делений шкалы, т. е. по мере приближения стрелки к нулю шкалы.

Поэтому стенды для обкатки надо выбирать так, чтобы величина тормозного момента стенда и крутяще­ го момента испытуемого двигателя были бы возможно близкими, т. е. чтобы при испытании двигателя на мощ­ ность использовался весь диапазон шкалы.

Если на стенде, располагающем

большим тормоз­

ным моментом, требуется испытывать

двигатели с не-

133

большими крутящими моментами и при этом получать высокую точность измерения, то тарируют шкалу стен­ да так, чтобы использовать возможно полнее весь диа­ пазон шкалы. Этого можно достигнуть: 1) уменьшени­

ем

веса

груза маятника

или же 2) приближением гру­

за

к оси

качания

маятника.

 

Второй способ

более

практичный, так как проще

поднять груз, чем заменить его другим, более легким грузом. Для этого надо только иметь вышеописанное

тарировочное

устройство.

 

Если надо

увеличить точность замера в

два раза,

то на чашку тарировочного устройства ставят

гири, вес

которых в два раза меньший, чем это обозначено на ко­ нечном делении шкалы, а груз маятника поднимают до тех пор, пока стрелка не установится на последнем де­ лении шкалы. В этом положении груз на рычаге закреп­ ляют. После этого проверяют точность совпадения де­ лений шкалы с весом гирь, которые последовательно ставят на чашку тарировочного устройства. Если сов­ падение делений шкалы и веса гирь будет удовлетвори­ тельным, шкалу можно сохранить. При пользовании стендом с такой тарировкой показания шкалы надо де­

лить на 2 или нанести

соответственно другие цифры.

В противном случае ее

надо вновь протарировать.

2. От величины зазора в зубьях шестерен, передаю­ щих вращение от оси маятника к оси стрелки цифер­ блата. Неточность в процентах может быть выражена

формулой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А е 2 = ^ - 1 0 0 о / 0 ,

 

 

 

(44)

 

 

 

 

 

 

 

где AS — величина

люфта

конца стрелки

в долях

по­

следнего

деления

шкалы.

 

 

 

 

 

Точность замера крутящего момента будет снижаться

по мере увеличения люфта стрелки

(т. е.

увеличения

зазора в зубьях шестерен)

и уменьшения

количества де­

лений

шкалы.

 

 

 

 

 

 

3.

От

величины

зазоров

(люфтов)

и

величины

силы

трения в сопряжениях звеньев весового механизма

(ста­

тической

нечувствительности весового

механизма).

Чем меньше зазоры и меньше сила трения в сопря­ жениях звеньев весового механизма, тем выше будет чувствительность механизма и точность замера величи­ ны моментов.

124

Д ля достижения высокой чувствительности в сопря­ жениях звеньев весового механизма в стендах ГОСНИТИ применены самоустанавливающиеся шарикоподшипники высокой точности.

Неточность измерения момента от влияния силы тре­ ния в весовом устройстве (статической нечувствительно­

сти) может быть подсчитана по

формуле:

 

Де3 = ^ 1 0 0 % ,

(45)

где AM— момент

статической

нечувствительности,

кгс-м;

 

 

 

M — момент

торможения,

кгс-м.

4. От неточности изготовления тарировочного устрой­ ства. Чем точнее будет длина плеч и вес рычага устрой­ ства, тем выше будет точность измерения.

Неточность измерения момента в зависимости от не­ точности длины плеч рычага в процентах может быть

выражена формулой:

 

Л е 4 = ^ - 1 0 0 % ,

(46)

где Al— неточность длины плеча рычага, мм; / — длина плеча рычага, мм.

Неточность измерения момента в зависимости от не­ точности веса плеч тарировочного устройства в процен­

тах может быть подсчитана по

формуле:

 

 

Д е 5 = ^ 1 0 0 о / 0 )

(47)

где AM — момент, создаваемый

неточностью

веса плеч

 

тарировочного устройства, кгс-м;

 

 

M — момент торможения,

кгс-м.

 

5.

От неточности установки

стрелки циферблата на

нуль

шкалы.

 

 

Неточность измерения определяют так же, как и неточность, вызываемую люфтом стрелки вследствие

зазора в шестернях.

 

Де6 =^-ЮОо/о,

(48)

К

 

где AS— величина дуги вследствие неточности установ­ ки стрелки на нуль в долях последнего деле­ ния шкалы;

к — число делений шкалы.

125

6. От техники тарировки при помощи тарировочного устройства.

Как описано выше, техника тарировки заключается в последовательном увеличении веса гирь, устанавливае­ мых на чашку тарировочного устройства. При этом при увеличении веса гирь рычаг устройства отклоняется от

горизонтального

положения и

между

первоначальным

и последующими

положениями

рычага

получается угол

т (см. рис. 48), который увеличивается по мере увели­ чения веса гирь. Вследствие этого действительный из­ меряемый момент будет меньше показываемого на шка­ ле механизма на величину

М(\— cos і).

В результате этого точность измерения момента сни­ жается. Неточность в этом случае в процентном отно­ шении может быть представлена формулой:

 

д £ ? =

J i I z £ 2 î l L 100%=(1-COST)100%,

(49)

где

т — угол

поворота корпуса

электрической

машины

при нагрузке на тарировочное устройство.

 

 

Величину

угла т определяют

по формуле

(38).

 

7. От величины момента, необходимого для враще­

ния

датчика

тахогенератора.

 

 

 

Неточность в процентах может быть подсчитана по

формуле, подобной формуле (47):

 

Д е 8 = ^ 1 0 0 о / 0 )

M

где AM — момент, требуемый для вращения тахогенератора, кгс-м;

M — момент торможения, кгс-м. Момент ДМ подсчитывают по формуле:

(50)

датчика

 

 

 

Д М =

кгс-м,

 

 

(51)

 

 

 

 

W W !

 

 

 

 

где

W—мощность датчика тахогенератора,

кВт;

 

 

п — число

оборотов

датчика

в

минуту;

 

 

 

yjn — к.п.д.

привода

датчика;

 

 

 

 

 

f]T

— к.п.д.

тахогенератора.

в

нее входят

вели­

 

Из

формулы

(51) следует, что

чины, которые изменяются в зависимости от

числа обо­

ротов. Вследствие этого ошибка в подсчете

величины

AM

может быть

значительной. Однако мощность

датчи-

126

ка Мала- (она равна примерно 10 Вт при средних чис­ лах оборотов ротора электростендов), поэтому ошибка

будет

незначительной.

 

 

Величину момента для привода датчика тахогенера-

тора

при подсчете ошибки можно принять равной:

 

М=

т Л 0

^ 1 8 г с - м .

.

 

 

t 0,9- 0,6 • 1000

 

 

Возможная максимальная

неточность

измерения мо­

мента весовым устройством представляет сумму неточ­

ностей, вызываемых

вышеперечисленными факторами.

Максимальная неточность может

быть направлена как

в сторону

увеличения, так и в

сторону

уменьшения

от действительной величины. При этом

максимальная

неточность

в сторону

увеличения

меньше,

чем в сторо­

ну уменьшения. Объясняется это тем, что Дб7 и Лее име­

ют

только

одно направление— в сторону уменьшения

от

действительной

величины момента, в то время как

величина ''неточности

от всех других факторов направ­

лена в обе

стороны.

 

Действительную максимальную общую неточность определяют алгебраической суммой неточности от всех факторов:

в = 2 Д з г .

(52)

П р и м е р 6. Требуется определить неточность измерения

тор­

мозного момента на стенде ГОСНИТИ КИ-2118А. Дано: число

делений шкалы — 260;

люфт

конца стрелки

в

результате

зазора в

шестернях, передающих

вращение от

валика

маятника к

оси стрел­

ки, составляет '/з последнего

деления

шкалы;

неточность

установ­

ки стрелки на 0 равна Ѵз последнего деления шкалы; радиус при­

соединения

тяги

к

корпусу

машины —310

мм; радиус эксцентрика

валика

маятника —20

мм; неточность длины плеч тарировочного

рычага

—0,5

мм;

угол отклонения маятника

—35°;

момент

стати­

ческой нечувствительности равен 0,25 кгс-м.

 

 

 

Неточность

подсчитаем

относительно

последнего

деления

шка­

лы, т. е. при условии

полного использования

шкалы.

 

 

Тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Неточность

по

числу

делений

шкалы:

 

 

 

 

 

 

 

 

Д £ і = 2 6 0 - 1 0 0 а ° , 3 8 % '

 

 

 

2.

Неточность

от

величины

зазора

в

зубьях:

 

 

 

 

 

 

 

 

1

•100ж0,13%.

 

 

 

 

 

 

 

 

260-3

 

 

 

127

3. Неточность ot установки стрелки на 0 шкалы:

А" - 5 б Ь - , о о я 0 - 1 3 * -

4.Неточность от длины тарировочного рычага:

0,5

А ^ = — — -100«0,07%.

/10,/

5. Неточность от статической нечувствительности весового ме­ ханизма:

0,25 •100«0,27<

130-0,71,62

6. Неточность от техники тарировки (от уклона рычага при тарировке) :

ДЕ7 =(1—0,999)-ІООжО.1%.

7. Неточность за счет

привода

тахогенератора:

 

 

0,02

 

 

ДЕ„=

 

'•

-100ж0,02%.

8

130 • 0,7162

 

 

Общая возможная максимальная неточность (предельная по­

грешность) в сторону

уменьшения

момента:

£ = 0 , 3 8 + 0 , 1 3 + 0 , 1 3 + 0 , 0 7 + 0 , 2 7 + 0 , 1

+ 0 , 0 2 « 1,1 % ;

в сторону увеличения

момента:

 

 

£----0,38+0,13+0,13+0,07+0,27—0,1

-0,02«0,87%.

Чтобы повысить точность замера момента, необхо­ димо:

1. Общий угол шкалы для генераторного режима должен быть возможно большим. В стендах ГОСНИТИ он практически может быть в пределах 230—240°.

2. Угол а отклонения маятника G не должен пре­ вышать 30° с тем, чтобы получить большую равномер­ ность делений шкалы. Равномерность делений шкалы

при

а = 3 0 ° , определяемая

отношением

дуги

первого

деления

к дуге

последнего

деления шкалы, будет рав­

на

1,3.

То же

отношение

при а = 4 5 °

будет

равно 2.

3.Зазор в зубьях передаточных шестерен не должен превышать 0,05 мм.

4.Диаметр шкалы следует выбирать возможно боль­ шим с тем, чтобы и количество делений на шкале гене­ раторного режима было как можно больше.

5. Отношение радиуса кривошипа валика маятника к радиусу присоединения тяги к корпусу машины дол­ жно быть возможно меньшим.

128

6.Тарировочное устройство должно изготовляться возможно точнее.

7.Трение в сочленениях механизма весового устрой­

ства должно быть минимальным.

 

 

П р и м е р

7.

Требуется

рассчитать

весовой

механизм

для

электростенда

с

электрической

машиной

АКБ-10-4 мощностью

160

кВт и с синхронным

числом

оборотов

1500 в

минуту.

 

 

 

Находим

номинальный

крутящий

момент электрической

маши­

ны

 

в двигательном

режиме:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

974-160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М н э д =

 

1450

я 1 0

8 к г с

м -

 

 

 

 

 

Находим предельное значение тормозного момента в генера­

торном режиме при коэффициенте запаса

1,2:

 

 

 

 

 

 

 

іИ=1,2іМнэд=1,2-108«130 кгс-м.

 

 

 

 

 

Предельный

угол

а

отклонения

маятника в тормозном

режи­

ме

 

принимаем

равным

30°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельный угол ß отклонения стрелки указателя весового ме­

ханизма принимаем

равным

220°.

 

 

 

 

 

 

 

 

Находим

передаточное

число

шестерен, передающих

вращение

от

оси маятника

к оси стрелки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

._£^_'_J

 

220

7 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V j

, к

30

 

 

 

 

 

 

Радиус г кривошипа

оси маятника принимаем

равным 25 мм.

 

 

Радиус R точки присоединения тяги оси маятника к корпусу

электрической

машины

(складывается

из

половины

диаметра

кор­

пуса

электрической

машины,

равного

295 мм, и размера

кронштей­

на крепления тяги к корпусу 105 мм) составляет 400 мм. Тогда максимальный угол т поворота корпуса электрической машины бу­

дет

равен:

 

 

25

 

 

 

 

г

 

 

 

 

i = •sina=— -0,5 «0,031 рад,

 

 

 

R

400

 

что

соответствует 1,76°.

 

 

 

 

Если длину

 

тяги R \ подвески груза

G маятника принять рав­

ной 600 мм и пренебречь

весом

тяги, то вес груза будет равен:

 

 

 

Mr

=

130-0,025

« 23 кг.

 

0

=

R R i

 

 

 

tg а

0,4-0,6-0,58

При тарировке шкалы весового механизма для подсчета мощ­ ности в лошадиных силах последняя цифра шкалы в тормозном

режиме будет равна:

130

«180 кг.

0,7162

Если диаметр шкалы принять равным 600 мм, то длина дуги шкалы генераторного режима будет равна 1500 мм, а средняя дли­ на дуги одного деления при цене деления 0,5 кг — около 4 мм.

9 И, П, Погорелый

129

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ