§4. Виды разрушения рабочих поверхностей фрикционных катков

Усталостное выкрашивание. Встречается в закрытых переда­чах, работающих при обильной смазке и защищенных от попада­ния абразивных частиц. Прижимная сила F, вызывает в месте соприкасания катков высокие контактные напряжения, которые при работе меняются циклически вследствие пе­ремещения места контакта по ободу. Циклическое действие кон­тактных напряжений способствует развитию усталостных мик­ротрещин на рабочих поверхностях и образованию мелких рако­вин.

Для предотвращения усталостного выкрашивания произво­дят расчет на контактную прочность. Повышение твердости по­верхностей катков обеспечивает более высокие допустимые кон­тактные напряжения.

Заедание. Возникает в быстроходных сильно нагруженных передачах при разрыве масляной пленки на рабочей поверхно­сти катков. В месте касания катков развивается высокая темпе­ратура, масляный слой разрывается и катки непосредственно соприкасаются друг с другом. В результате происходит привар частиц металла с последующим отрывом от одной из поверхно­стей катков. Приварившиеся частицы задирают рабочие повер­хности в направлении скольжения.

Для предупреждения заедания применяют специальные масла.

Изнашивание. Повышенное изнашивание имеют открытые передачи.

Все виды разрушения рабочих поверхностей катков зависят от контактных напряжений а_н.

§ 4. Прижимные устройства.

Постоянная по значению прижимная сила катков допустима при передаче постоянной нагрузки. При переменной нагрузке прижатие катков должно изменяться авто­матически, соответственно ее значению, что повышает к.п.д. и до­лговечность передачи.

Постоянное прижатие катков осуществляют пружинами, ко­торые периодически регулируют. Автоматическое прижатие катков осуществляется самозатягиванием элементов передачи, а также нажимными устройствами, например, винтового типа.

§5. К.П.Д. Фрикционных передач

К.п.д. фрикционных передач зависит от потерь на скольжение катков и потерь в подшипниках. Скольжение в зоне контакта обусловлено деформациями поверхностей катков. Потери в под­шипниках зависят от нагрузки на валы, которая определяется прижимной силой F_r.

Для закрытых фрикционных передач η= 0,88...0,93, для открытых η =0,78...0,86.

§ 6. Вариаторы

Назначение и характеристики. Вариаторы служат для плав­ного (бесступенчатого) изменения на ходу угловой скорости ве­домого вала при постоянной угловой скорости ведущего.

В качестве механизма главного движения применяют переда­чи различного типа — фрикционные, ременные, цепные. Выпол­няются в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом веду­щего и ведомого катков или с промежуточным элементом. Применяются в стан­ках, прессах, конвейерах и т. п.

Бесступенчатое регулирование ско­рости способствует повышению произ­водительности работы машины вслед­ствие возможности выбора оптималь­ного процесса, оно благоприятно для автоматизации и управления на ходу.

В некоторых машинах — воло­чильные станы, текстильные, бумаго­делательные и подобные им машины — плавное регулирование скорости яв­ляется технологически обязательным.

Главной характеристикой вариа­тора является диапазон регули­рования, равный отношению ма­ксимальной угловой скорости ведомого катка к его минималь­ной угловой скорости Вариаторы подбирают по каталогам или справочникам в зависимости от передаваемого момента, диапазона регулирова­ния и угловой скорости ведущего вала.

Разновидности вариаторов. В зависимости от формы тела качения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и др.

Л обовые вариаторы применяют в вин­товых прессах и приборах. Бесступенчатое изменение угловой скорости ведомого вала достигается передвижением малого кат­ка вдоль вала, т. е. изменением радиуса R₂. Допускают реверси­рование вращения. Имеют интенсивный износ рабочих поверхно­стей катков и пониженный к.п.д. вследствие разности скоростей на площадке контакта.

Вариаторы с раздвижными конусами имеют наибольшее применение в машиностроении. Промежуточным элементом является клиновой ремень или специ­альная цепь. Плавное изменение угловых скоростей ведомого вала достигается раздвижением или сближением конусных кат­ков, т. е. изменением расчетных радиусов катков.

Клиноременные вариаторы просты и надежны в эксплуатации, стандартизованы. Диапазон регулирования Д = 2...3. При использовании широких ремней передаваемая мощ­ность достигает Р = 50 кВт при к.п.д. η =0,8...0,9.

Цепные вариаторы слож­нее и дороже клиноременных, но компактнее, долговечнее и более надежны; обеспечи­вают постоянство передаточ­ного числа; применяются для мощностей до 30 кВт; Д<6; η = 0,8...0,9.

Торовые вариатор ы состоят из двух соосных катков с тороидной рабочей поверхностью и двух проме­жуточных роликов. На рис. показана схема вариатора системы ЦНИИТмаш.

Регулирование угловых скоростей производится пово­ротом роликов с помощью рычажного механизма, в результате чего изменяются радиусы контакта Я, и R₂.

Из всех вариаторов торовые наиболее компактны и совершен­ны, но имеют сложную конструкцию и требуют высокой точности изготовления. Отличаются высоким к.п.д.— до 0,95.

Многодисковые вариаторы состоят из пакетов ведущих и ведомых раздвижных конических тонких дисков, при­жимаемых пружинами. Изменение угловой скорости ведомого вала осуществляется радиальным смещением ведущего вала относительно ведомого. При этом изменяется расчетный радиус Rt ведущих дисков. Долговечность повышается при рабо­те дисков в масляной ванне