Лабораторная работа № 5 определение коэффициента полезного действия механизма

Цель работы: получение практических навыков самостоятельного экспериментального определения механического коэффициента полезного действия (КПД) механизма.

Каждая машина состоит, как правило, из ряда простых механиз­мов. Если известны КПД этих механизмов, то КПД всей машины может быть легко определен. Для большинства механизмов разработаны ана­литические методы определения КПД, однако отклонения в чистоте обработки трущихся поверхностей деталей, их твердости, изменение нагрузки на трущиеся поверхности и условий их смазки, скорости относительного движения и др. приводят к изменениям величины коэффи­циента трения и аналитически учитывать влияние этих факторов на величину работы сил трения затруднительно.

Поэтому важно уметь экспериментально определять средний коэф­фициент полезного действия интересующего механизма в конкретных условиях эксплуатации.

Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на установке ТММ-33м, схема которой приведена на рис. 17.

Н а станине 7 в кронштейнах смонтированы подшипники 6 и 13. В верхнем подшипнике 6 установлен с возможностью вращения статора электродвигатель 1 с редуктором 4. В нижнем подшипнике 13 установ­лен валик 12. Испытуемый винт 11 нижним концом соединяется с вали­ком 12, а верхним – через соединительную муфту с выходным вали­ком редуктора. К верхнему кронштейну подшипника 6 при­креп­лён индикатор 2 измерительной системы реактивного момента двигателя.

В процессе работы установки вращается винт 11, а его гайка 10, ук­реп­лён­ная в обойме 9, имеет поступательное перемещение. От пово­рота гайку с обоймой предохраняет рычаг 8 в виде радиального стерж­ня, перемещающийся в пазу станины. Для уменьшения трения на пальце рычага установлен шарикоподшипник, катящийся по пазу.

П

Рис. 17. Схема

экспериментальной установки

ри работе установки статор двигателя стремится повернуться в направлении, противоположном вращению ротора, и жёсткий рычаг 5 на корпусе редуктора с точечными упорами деформирует плоскую пружи­ну 3. При этом стрелка индикатора 2 измерительного устройства показывает величину прогиба этой пружины от воздействия реактивной силы. Величина реактивного момен­та, пропорционального деформации пружины, определяется по тарировочному графику, связывающему величину реактивного момента с величиной отклонения стрелки инди­катора. Осевая нагрузка на гайку испытуемой винтовой пары обеспечивается подвешиванием тарировочного груза в виде гирь. Приспособление для крепления груза съёмное; оно состоит из двух тяг с траверсой и полочкой для гирь 14. Управление установкой автоматизировано – после каждого нажатия кнопки «пуск» происходят: рабочий ход гайки вверх, реверсирование двигателя, ход гайки вниз и самовыключение двигателя. Установка снабжена тремя винтами с разными резьбами, и для каждого винта, имеется комплект из трёх гаек, выполненных из различных материалов:

№ 1 – М42 × 4,5 – резьба метрическая, треугольная;

№ 2 – Прям. 42 × 4,5 – резьба прямоугольная, однозаходная;

№ 3 – Прям. 42 × 3 × 8 – резьба прямоугольная, трехзаходная.

Материал всех винтов – сталь 45; материал сменных гаек – сталь 20, бронза ОЦС-5-5-5 и чугун.