Описание конструкции и работы лабораторной установки

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение конструкции и принципа работы основных узлов электромеха-нического привода с цилиндрическим зубчатым редуктором; эксперимен-тальное определение коэффициента полезного действия электродвигателя, КПД привода и КПД механической передачи в зависимости от потребляемой мощности.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

2.1. Экспериментальное определение КПД

Коэффициент полезного действия привода равен отношению снимаемой и подводимой мощностей:

,

где: Р – подводимая мощность, измеряемая киловаттметром,кВт;

Р_Т – снимаемая мощность на выходном валу привода (в нашем случае на тормозном барабане).

При определении КПД механической передачи следует исключить потери в электродвигателе , которые складываются из электрических потерь и механических потерь в подшипниках.

Тогда

где: - крутящий момент на выходном валу редуктора (на тормозном барабане), ;

- крутящий момент на валу электродвигателя, ;

u – передаточное число;

, - соответственно угловая скорость вала электродвигателя и тормозного барабана, .

Следовательно, для экспериментального определения КПД необходимо иметь u,

2.2 Теоретическое определение КПД механической передачи на нор-мальном режиме.

=0,99 – КПД пары подшипников качения;

=0,97 – КПД зубчатой пары колес.

ДОКУМЕНТАЦИЯ, ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

3.1 Методическое руководство к проведению лабораторной работы.

3.2 Лабораторная установка.

3.3 Секундомер.

3.4 Протокол лабораторной работы.

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Установка (рис.1) состоит из рамы (на рисунке не показана), на которой смонтирован на подшипниках 1 балансирный электродвигатель 2 с грузом 3. электродвигатель 2 фланцевой упругой муфтой 4 соединен с входным валом цилиндрического редуктора 5. В корпусе редуктора все три вала установлены на подшипниках качения.

В качестве нагрузочного устройства в установке используется ленточный тормоз. Он состоит из барабана 6, закрепленного на выходном валу редуктора 5, и тормозной ленты 7, стягиваемой при помощи тяги с втулкой 8 и гайкой 9.

Установка имеет киловаттметр 24.

Для замера создаваемого тормозного момента имеется маятниковый динамометр. Состоящий из опоры 10 на подшипниках качения, блочка 11, жестко соединенного валом с маятником 12, на котором установлен груз 13.

Рычаг 14 ленточного тормоза 7 стальным тросиком 15 связан с блочком 11 маятникового динамометра так, что поворот ленточного тормоза вызывает поворот маятника. Вал маятника соединен блочками 16,18 и гибкой связью 17 с устройством 19, показывающим в масштабе 4:1 угол поворота маятника 12.

Увеличение нагрузки производится натяжением тормозной ленты 7 при затяжке гайки 9.

Под действием момента сил трения, действующих между барабаном 6 и тормозной лентой 7, последняя стремится повернуться по направлению движения барабана. Уравновешивание момента сил трения осуществляется статическими моментами силы веса G₁ , маятника 12 на плече l₁ и силы веса G₂ груза 13 на плече l₂, т.е. моментами

и

Следовательно, с учетом передаточного отношения рычажного меха-низма тормозной момент на барабане будет равен

,

где: l- плечо действия силы в тросике 15 относительно оси тормозного

Рис. 4.1. Схема лабораторной установки для исследования

работы электромеханического привода с цилиндрическим зубчатым редуктором

барабана, м;

R- радиус блочка 11,м;

Чем больше момент Т_Т, тем больше угол α отклонения маятника от вертикальной оси.

При пуске установки под действием индукционных токов в роторе двигателя возникает вращающий момент , передаваемый входному валу редуктора. Одновременно на статоре возникает реактивный момент , стремящийся повернуть статор в направлении, противоположном вращению ротора.

Реактивный момент уравновешивается статическим моментом прикреп-ленного к статору груза G₃ на плече l₃. Следовательно,

Для замера угла поворота статора с балансирным грузом его корпус, установленный на подшипниках качения 1, соединен блочками 20,22 и гибкой связью 21 с устройством 23, показывающим в масштабе 4:1 угол поворота статора с грузом 3.

Лабораторная установка позволяет определить мощность. Потребляемую из эл. сети, крутящие моменты (мощность) на валу эл. двигателя и на выходном валу редуктора. Имея эти параметры, можно определить КПД всего эл. механического привода, КПД механической передачи и КПД электродвигателя.