-
Методика определения среднего кпд винтовой пары. Описание экспериментальной установки
Для экспериментального определения среднего КПД винтовой пары используется лабораторная установка ТММ-33М.
Основным измерительноым параметром при проведении работы является реактивный момент М, развиваемый статором приводного электродвигателя. По величине этого момента определяется работа движущих сил за один полный оборот винта:
(4)
Работа сил полезного сопротивления равна произведению веса груза G на путь, пройденный грузом за один оборот винта, т.е. на величину хода винта Н:
(5)
Величина хода Н определяется
(6)
где k – число заходов резьбы; р – шаг винта, мм.
Подставляя (4) и (5) в (1), получим
(7)
Величина среднего коэффициента полезного действия винтовой пары определяется для заданного сочетания типа резьбового соединения, материалов винта и гайки, при различных величинах осевой нагрузки G.
Схема лабораторной установки ТММ-33М приведена на рисунке. На станине 1 в кронштейнах смонтированы подшипники 2 и 3. В верхнем подшипнике 2 установлен с возможностью вращения статора электродвигатель 4 с редуктором 5. В нижнем подшипнике 3 установлен валик 6. Испытуемый винт 7 нижним концом соединяется с валиком 6, а верхним через соединительную муфту – с выходным валиком редуктора 5. К верхнему же кронштейну подшипника 2 прикреплен индикатор 8 измерительной системы реактивного момента двигателя.
В процессе работы установки вращается винт 7, а его гайка 15, укрепленная в обойме 9, имеет поступательное перемещение. От поворота гайку с обоймами предохраняет рычаг 10, в виде радиального стержня, перемещающийся в пазу станины. Для уменьшения трения на пальце рычага установлен шарикоподшипник, катящийся по пазу.
4
1
5 8
11
12
2
9 
Вид
А
А
15
7
10
3 14
6
13
Рис. Схема лабораторной установки ТММ-33М
Определение реактивного момента М в установке возможно в связи с тем, что жестко связанная система "корпус электродвигателя (статор) – корпус редуктора" не закреплена жестко на станине и может поворачиваться в подшипника верхнего кронштейна.
При работе установки статор двигателя стремится повернуться в направлении, противоположном вращению ротора, и жесткий рычаг 11 на корпусе редуктора с точечными упорами деформирует пластическую пружину 12. При этом стрелка индикатора 8 измерительного устройства показывает величину прогиба этой пружины от воздействия реактивной силы. Величина реактивного момента, пропорционального деформации пружины, определяется по тарировочному графику, связывающего величину реактивного момента с величиной отклонения стрелки индикатора. Осевая нагрузка на гайку испытуемой винтовой пары обеспечивается подвешиванием тарированного груза в виде гирь. Приспособление для крепления груза съемное; оно состоит из двух тяг с траверсой и полочкой для гирь 13. Управление установкой автоматизировано – от каждого нажатия кнопки включения происходит рабочий ход гайки вверх, реверсирование двигателя, ход гайки вниз и самовыключение двигателя. Установка снабжена двумя винтами с резными резьбами и для каждого винта имеется комплект из трех гаек, выполненных из различных материалов.
Кроме того, установки имеют электрические измерительные устройства. Измерение реактивного момента осуществляется датчиками из проволочных сопротивлений. При этом валик измерительного устройства выводится из связи с маятником, а корпус редуктора соединяется со станиной изогнутой упругой пластиной из ленточной бронзы с наклеенными на нее проволочными сопротивлениями. Измерение угловой скорости вращения винта 7 производится импульсным магнитоэлектрическим датчиком 14, состоящим из зубчатого колеса и постоянного магнита с обмоткой. Проволочные сопротивления (через усилитель) и магнитоэлектрический датчик скорости подключается к осциллографу, что позволяет измерять мгновенные текущие величины измеряемых параметров.