CC BY
34
нологического факультета: сб. статей; под ред. Г.Г. Дубенского. Тула : ТулГУ, 2000. С. 130-131.
3. Баптизманский Б.И., Вить Е.Ф., Исаев Е.М. Температурные условия службы огнеупорных деталей в ковшевых затворах шиберного типа // Огнеупоры. 1978. №2 2. С. 32-34.
4. Андрющенко В.Н., Дегтярев B .Г. Исследование температурного режима работы ковшевого скользящего затвора шиберного типа // Метал-лургическа и горнорудная промышленность. 1976. № 5. С. 12-14.
V. Zolotukhin, D. Provotorov
Research of stability moved nozzles under influence of elastic forces
Exploration of reliability of sliding gate systems with nozzle cCanger is represented, ways of increase of stability refractories nozzles under influence of elastic forces are proved.
Получено 19.01.09
УДК 621.855
П.Н. Учаев, д-р техн. наук, проф., (4712) 58-71-16 (Россия, Курск, КурскГТУ),
С.А. Сергеев, канд. техн. наук, ст. преподаватель, (4712) 58-71-16, ssa-cib@yandex.ru (Россия, Курск, КурскГТУ)
КИНЕМАТИКА ПРИВОДА С ЦЕПНЫМИ МУФТАМИ
Выполнен анализ работы цепных муфт различных видов, получены исходные данные для оценки потерь энергии в них и определения нагрузки, действующей на детали муфт.
Ключевые слова: цепная муфта, привод, цепь, звездочка.
По кинематике цепные муфты могут быть отнесены к полукарданам [1], не имеющим конструктивно выполненных осей качания, но допускающим поворот осей валов в пределах небольшого угла. В общем случае углы поворота ведущего и ведомого ваов машинного агрегата с цепной муфтой связаны нелинейной зависимостью, а отношение угловых скоростей этих валов является переменной величиной. Следовательно, угловую скорость ведомого ваа о© можно представить как сумму угловой скорости ведуш,его ваа ©1 и относительной скорости ю 21:
©2 = ©1 +©21 .
Относительное движение может быть обусловлено:
- радиальными смещениями осей валов А (рис. 1, а);
- угловыми смещениями 5 (рис. 1, б);
- крутильными колебаниями.
Так как в общем случае «2 непостоянна, то при неравномерном вращении ведомого вала на элементы машинного агрегата дополнительно действуют динамические нагрузки, снижающие надежность их работьы Поэтому рациональными параметрами цепных муфт следуют считать такие, при которых неравномерность вращения ведомого валаминимаьна.
Для оценки качества привода с цепной муфтой определяют его кинематические параметры - угловые скорости и ускорения ведомого вала, относительные перемещения и скорости полумуфт и звеньев цепи. По значениям этих параметров находят работу сил «вредного» сопротивления (трения) и устанавливают закономерность в распределении нагрузок между элементами цепи и зубьями звездочки. Эти данные являются основой методики определения потерь энергии в муфте (или КПД муфты) и сил, действующих на детали цепи и звёздочки.
В качестве объекта были выбраны следующие разновидности цепных муфт: МЦО- муфта с однорядной роликовой цепью
по ГОСТ 20742-81; МЦД - муфта с двухрядной цепью [2]; МЦПВ - муфта с промежуточным валом [3].
а б
Рис. 1. Схемы расположения валов, соединяемых муфтами
В системе координат XYZ (см. рис. 1), связанной с ведущей полу-му фтой 1, имеет место только относительное движение.
При радиальном смещении Аг осей соединяемых ваов движение
полумуфты 2 относительно полумуфты 1 (рис. 2) будет возвратно - вращательным (круговым) С угловой скоростью «21 =с°1 .
При этом траектория любой точки полумуфты 2, например, точки К контакта шарнира (ролика) с зубом, представляет собой окружность радиус Аг, а ее окружная скорость
VК = «1Аг.
Это может вызвать или скольжение ролика по зубу со скоростью
Чр = ^к /соэ у,
или его вращение с угловой скоростью
Юр = Vp /Т\ =щкг(т\ cos ) )
где ) - половина угла впадины зубьев полумуфт; г - радиус ролика.
Рис. 2. Расположение полумуфт и шарниров цепи при радиальном смещении валов
При анализе взаимодействия цепи и полумуфт (на рис. 2 показано крайнее правое положение ведомой звездочки муфт МЦО и МЦД) можно установить, что радиальное смещение осей соединяемых валов вызывает колебательное движение (с определенной амплитудой) элементов цепи [4]. При этом угол между соседними звеньями в течение одного цикла (за время одного оборота муфты) меняется в пределах
[(180° -360°/ т) - р]/[(180° - 360°/ т) + р]
а их суммарное угловое перемещение рано 8р; р = (180 ° - 360°/ т) - ZA, причем ZA = 2ZBAO (рис. 3), а угол ZBAO определяют из треугольника BAO, у которого известны все стороны: AO = r + Ar^, BO = r + Ar
и AB = P, где r - делительный радиус звездочек; P - ша цепи. Приближённо r = mP / 2 л.
Результаты расчета приведены в таблице.
При угловом смещении осей ваов движение полумуфты 2 относительно полумуфты 1 (см. рис. 1) является возвратно - вращательным. Это движение обусловливает дополнительные потери энергии и вызывает износ зубьев полумуфт, роликов и втулок цеп [4].
Линейное перемещение полумуфты относительно цепи за один цикл 55 = 25г, а средняя скорость скольжения зубьев по роликам (или зубьев вместе с роликами по втулкам) у 5 = бю^г/ п, где юю - угловая скорость вед щей полумуфты!.
Относительное смещение (мм) элементов цепи с шагом 25,4мм
Число Делительный Радиальное смещение Радиальнс ние ша )е смеще-рниров Угол (3
звеньев m радиус г Ar N Ar2
12 98,14 0,6 1,04 0,89 0°45'
1,2 2,08 1,79 1°20'
16 130,20 0,6 1,04 0,93 0°38'
1,2 2,08 1,86 1°12'
Рис. 3. Перемещение цепи при радиальном смещении полумуфт
Как и у полукардана, ведомый вал цепной муфты, если он не соосен с ведущим, вращается с переменной угловой скоростью ®2 Пи = const.
Мгновенное передаточное отношение
*12 = ®1 /®2 =(1 ~ sin2 bcosф!)/cos5, где ф1 - переменный угол поворота ведущего вша, отсчитываемый от некоторого исходного положения.
Непостоянство ®2 оценивают коэффициентом неравномерности
K = ^ ’
где ©a, =0,5(®2 — ©2 ■ ) - амплитуда изменения ©2; ©m = ©1 -
2 ^max min 2
средня скорость.
С учётом выражений для ©2 и ©2 K = 0,5sinbtg5 или при-
^max ^min
2
ближенно (так как угловое смещение незначительно) K = 0,55 .
Угловое ускорение ведомого вала
2
= d®2 / dt = S i i 21 + ©1 i*21, где Si - угловое ускорение ведущего вала;
i21 = ©2 /©1 =1 /il2 ;
-Л
/'21 = —/’21 sin 5tg5sin 2 Ф1.
Следовательно, муфты МЦО и МЦД являются асинхронными. Переменность i12 обусловливает дополнительные динамические нагрузки на их звенья.
МуфтаМЦПВ (рис. 4) является сдвоенной.
Рис. 4. Расположение деталей муфты с промежуточным валом при радиальном смещении валов
В ней втора муфта должна компенсировать неравномерность вращения, создаваемую первой муфтой. Для этих муфт ©1 = ©2, т. е. муфта МЦПВ будет синхронной, если оси ваов лежат в одной плоскости и 61 =62 (ведущий и ведомый валы паралельны). Хотя i12 = const на вшы 1 и 2 будут действовать дополнительные динамические нагрузки, обусловленные инерционностью и неравномерным вращением промежуточного вша 3.
Таким образом, получены исходные данные для оценки потерь энергии в цепных муфтах, т. е. для определения их КПД, и нагрузки, действующей на детаи муфт.
Список литера туры!
1. Кожевников С.Н., Перфилев П. Д. Карданные передач: учеб. пособие. Киев : Техника, 1978. 254 с.
2. Поляков B.C. Барбаш И.Д., Ряховсккий О.А. Справочник по муфтам: справочник. Л. : Машиностроение, 1979. 334 с.
3. ТарабасовН.Д., Учаев П.Н. Цепные муфты. Проектирование, изготовление и эксплуатация: справочник. М. : Машиностроение, 1987. 256 с.
4. Учаев П.Н., Лопоногов Н.Г. Кинематика привода с цепными муфтами // Теория механизмов и машин. Харьков : Вища школа, 1987. № 42. С. 75-77.
P. Uchaev, S. Sergeev
Kinematics of the drive with chain clutche
The analysis of work chain clutches various kinds, the initial data for an estimation of losses of energy in them and definition of the loading operating on a detail clutches is obtained is made.
Получено 19.01.09
УДК 621.83
М.Н. Булатова, асп., (4872) 33-23-80, ginger-libra@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
В.А. Крюков, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-23-80, krukov@tula.net (Россия, Тула, ТулГУ)
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОТОРНЫХ МАШИН С КРИВОШИПНЫМ ПРИВОДОМ
Получены механические характеристики роторных машин с кривошипным приводом исполнительных органов для режима установившегося движения, а также для режимов загрузки и выработки предметов обработки.
Ключевые слова: механическая характеристика, роторная машина, кривошипный привод.
Одним из необходимых и существенных элементов математической модели любого машинного агрегата, используемой при решении задач динамики, является механическая характеристика рабочей машины. От точности представления этой характеристики во многом зависят точность и достоверность получаемых результатов динамического исследования. Многообразие отраслевых машин и выполняемых ими технологических операций определяет многообразие механических характеристик рабочих машин. В общем случае сила или момент сил технологического сопротив-
