Эксплуатационные исследования силовой волновой шариковой передачи Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.83

Просянок В.В., Маргулис М.В. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВЫХ ВОЛНОВЫХ

ШАРИКОВЫХ ПЕРЕДАЧ

Снижение нижнего предела диапазона осуществимых передаточных чисел в одноступенчатой силовой волновой шариковой передаче (ШТТТТ) со стальным гибким колесом расширяет область возможного применения прогрессивных волновых передач в промышленных приводах [1].

Применение волнового шарикового зацепления позволяет получить малое передаточное отношение в пределах - и = 70...20, используемое в большинстве промышленных редукторов (мультипликаторов).

С целью определения действительных качественных параметров ряда созданных ВШП, были проведены многоплановые экспериментальные исследования позволившие отработать оптимальное конструктивное решение силовой ВШП,

Были исследованы ВШП, конструктивно выполненные как редукторы общего назначения с неподвижными жесткими колесами.

Параметры передач изменялись в следующих пределах:

- выходной момент - Твых = 0...2000 Н м;

- частота вращения генератора волн-пг = 100...1500 об/мин;

- толщина стенки гибкого колеса в районе волнового венца - Ьв = (0.0046...0.032) м и в гладкой части-Ь = (0.0021...0.019) м. . ч

- радиальная деформация -\Уе = (0.0012...0.0025) м.;

- длина гибкого колеса-1г = (0.1...0.11) м.;

- величина эксцентриситета вала генератора - е = (0.005...0.009) м.;

- ширина диска генератора. - в = (0.006...0,008) м;

- толщина подколодного кольца - Ьп.к. = £0,003...0,004) м.;

- расположение сферических углублений от торца гибкого колеса на расстоянии а = (0,008...0.01) м.; ■

Кроме этого исследовалась усталостная прочность гибкого колеса в связи с изменением геометрии волнового венца и применения в качестве материалов различных сталей (40Х, 5ХНМ, 35ХМ).

Испытание проводились в творческом сотрудничестве с концерном "Азовмаш" на производственных площадях цеха № 17.

Нагрузочным устройством на стенде с разомкнутым силовым потоком использовалась магнитнопорошковый тормоз 1000 М, создавший нагрузку на выходном звене в пределах Тв = 100...2000 Н м. На рисунке представленная схема установка ВЩП на испытательном стенде.

Рис. -Установка ВШП на испытательном стенде.

1 - магнитнопорошковый тормоз; 2 - ВШП; 3- карданный вал; 4-электродвигатеяь.

Экспериментальные исследования приводов с волновыми шариковыми передачами показали, что приводы с В1IIII являются работоспособными механизмами в режимах редуктора и мультипликатора и обладают следующими эксплуатационными характеристиками:

а) в режиме редуктора

- КПД в пределах % = (0,79.. .0,88); -уровень шума Кш = (65-72) сШ;

- уровень нагрева масла находится в пределах Т = (35-55)0 С;

б) врежиме мультипликатора

- КПД в пределах % = (0,63...0,71) (снижение КПД здесь можно объяснить обратным

направлением силового потока, способствующим увеличению потерь в передаче, что подтверждается увеличением температуры смазки);

- уровень нагрева масла Т = (56-75) °С. Остальные параметры отличаются несущественно от аналоговых параметров ШIIII в режиме редуктора.

Испытание приводов с В1IIII на долговечность при числе циклов нагружений гибких звеньев -Ыа = 35000000 дало положительные результаты.

Созданные приводы по раду параметров значительно превосходят серийные приводы, применяемые в настоящие время [2], (см. таблицу).

Таблица - Технические характеристики редукторов с ВШП и серийного.

Параметры ВШП Редуктор 4-160 ГОСТ16162-85

Мощность, кВт 6 7

Частота вращения электродвигателя Цдв, об/мИН 1200 950

Передаточное число и 30 31,5

Габаритные размеры, мм 350x320x350 380x400x600

Масса,кг 55 157

КПД 0,88 0,87

Перечень ссылок

1. Просянок В.В.,Маргулис М.В. Создание силового передаточного механизма с волновой шариковой передачей //Вестник Приазов. гос. техн. ун-та: Сб. научлр. Вып. 3. - Мариуполь, 1997.-С. 88 - 90.

2. Редукторы и мотор-редукторы общемашиностроительного применения выпускаемые промышленностью в 1992 г. / Внииредукгор. - М.: ВНИИТЕМР, 1992. -16 с.