76

4 КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА

Метою конструкторської частини з'явилася розробка стенду для перевірки приладів електрообладнання .При розробці стенду керувалися такими вимогами :

- На стенді повинні випробовуватися і проходити діагностику генератори як змінного так і постійного струму;

- Провідний шків на приводному двигуні повинен бути розрахований на використання всіх типорозмірів ремінних автомобільних передач ;

- З метою забезпечення можливості використання клинових ременів різної довжини , натяг пасової передачі має здійснюватися окремим важільним механізмом ;

- Діагностування повинні піддаватися як генератори номінальною напругою 12 В, так і генератори напругою 24 В;

- При діагностуванні мають визначатися такі характеристики генератора : зовнішня , швидкісна , характеристика холостого ходу , регулювальна , токоскоростна ;

- Стенд повинен забезпечувати можливість діагностування генератора як окремо від реле - регулятора , так і в умовах їх спільної роботи ;

- Для визначення якості роботи колекторів ( іскріння контактів ) , стенд повинен бути оснащений електронно - променевим осцилографом ;

- Конструкція стенду та його електронна схема повинні забезпечувати перевірку як окремо реле- регулятора , так і при спільній його роботі з генератором ;

- Перевірці повинні піддаватися всі типи реле- регуляторів : вібраційні , вібраційно - електронні , електронні ;

- Стенд повинен діагностувати реле- регулятори для бортової мережі автомобіля номінальною напругою 12 і 24 В;

- Для автотранспортних засобів, оснащених генераторами постійного струму, стенд повинен забезпечувати перевірку реле-регуляторів, оснащених додатково обмежувачем граничного струму і реле зворотнього струму.

4.1 Розрахунок енергосилових параметрів приводу стенду

Кінематична схема приводу стенду представлена ​​на малюнку 4.1. Випробуваний генератор і приводний двигун кріпляться нерухомо на рамі стенду. Для натягу використовується спеціальний натяжний механізм, конструкція якого подібна до конструкції важеля ручного гальма стоянки автомобілів. Застосування такої конструкції дозволяє скоротити час на підготовку діагностування.

Рисунок 4.1 – Кінематична схема приводу стенду

Як випливає з наведеної кінематичної схеми, натяг пасової передачі створюється натяжним шківом 3 за рахунок повороту важеля 4 натяжного механізму із зусиллям F_нат. Положення важеля фіксується фіксатором за рахунок його взаємодії з зубчастим упором.

При розрахунку параметрів приводу будемо виходити з того, що максимальна потужність випробуваного генератора Р_г = 750 Вт. При цьому згідно з технічними характеристиками генераторів змінного струму максимальна частота обертання ротора не повинна перевищувати 5000 мин^-1.

Для генераторів змінного струму передавальне число від шківа коленвала двигуна до шківа генератора становить, як правило i_рп = 1. Частота обертання коленвала на холостих обертах n_х = 1000 мин^-1 (16,7 с^-1). Отже, частота обертання шківа генератора, при якій він повинен віддавати половину номінальної потужності, складає n_0,5 = 1000 мин^-1 (16,7 с^-1). Частота обертання шківа, при якій генератор віддає потужність, рівну номінальній, становить n_н = 1700 мин^-1 (28,3 с^-1).

Механічна потужність на валу генератора повинна бути [12]

Вт, (4.1)

где _г – повний електромеханічний КПД генератора, _г = 0,82.

Необхідна потужність привідного двигуна [12]

Вт, (4.2)

где _рп – КПД ременної передачі, _рп = 0,96; [12]

_нр – КПД натяжного ролика (втрати на тертя в підшипнику натяжної ролика), _нр = 0,98. [12]

Виходячи з отриманої потужності припускаємо для установки на стенд генератор постійного струму Г-51, ​​що встановлюється на автомобілі ЗІЛ-111 і Урал-375 максимальною потужністю 950 Вт. Згідно технічній характеристиці генератора, віддача номінальної потужності починається при частоті обертання якоря 1500 мин^-1 (25 с^-1). [15]

Крутний момент на валу генератора: [12]

- на холостих обертах двигуна

; (4.3)

- при номінальній потужності

. (4.4)

Крутний момент на валу двигуна [12]

. (4.5)

Отриманий гальмівний момент на валу електродвигуна є максимальним і при підвищенні частоти обертання буде знижуватися, при тій же потужності (номінальної).

Розрахунок тягового зусилля пасової передачі здійснювали виходячи з максимального значення гальмівного моменту на генераторі і середнього значення діаметра шківа генератора, а також з урахуванням втрат механічної енергії на пасової передачі та натяжному роліку. [12] У розрахунку брали середнє значення діаметра шківа генератора d_ш = 100 мм.

= = 106 Н. (4.6)

Необхідне зусилля натягу пасової передачі визначали з формули Ейлера: [12]

(4.7)

де f^’ – наведений коефіцієнт тертя для клинопасової передачі [12];

α – кут охоплення ременем шківа. [12]

,

(4.8)

де f – коефіцієнт тертя між ременем і шківом; [12]

φ/2 – кут скосу канавки на шківі. [12]

Перетворюючи формулу (4.7), отримуємо попередній натяг ременя

(4.9)

Середній кут охоплення шківа ременем при трехшківной схемі пасової передачі становить α = 120⁰ = 2π/3. [12]

Угол φ = 40⁰; коефіцієнт тертя в умовах забруднення контактної поверхні ременя і шківа складає f = 0,25. [12]

При цьому, наведений кут тертя становить ,[12] :

.

Отже зусилля попереднього натягу ременя по (4.9) складе:

.

Натяжне зусилля на натяжному ролику, необхідне для створення попереднього натягу визначиться за формулою [12] :

= = 143 Н. (4.10)

Для полегшення зусилля натягу служить механізм важеля з співвідношенням довжин важелів 1:2.

Отже, зусилля натягу визначиться:

F_нат = 0,5 F_P = 0,5  173 = 71,5 H. (4.11)

Зусилля такої величини легко створюється вручну. Крім того, автоматичне фіксування положення натяжної важеля дозволяє здійснювати натяг пасової передачі за короткий проміжок часу, що скорочує загальний час діагностування генератора