Завдання роботи. 7.2.1 Вимірювання і розрахунок конструктивно–експлуа-таційних параметрів ШПМ

7.2.1 Вимірювання і розрахунок конструктивно–експлуа-таційних параметрів ШПМ.

7.2.2 Статичні випробування ШПМ на лабораторному стенді.

7.2.3 Дослідження залежності параметрів ШПМ від тиску повітря.

7.3 Обладнання, прилади, матеріали

7.3.1 Стенд лабораторний комплектний для статичних випробувань ШПМ

7.3.2 Натурні зразки ШПМ та їх деталі.

7.3.3 Лінійки металеві 500 та 1000 мм.

7.3.4 Штангенциркуль 250/0,1 мм.

7.4 Короткі теоретичні відомості

Шино–пневматичні фрикційні муфти знайшли широке розповсюдження у приводах вітчизняних та закордонних бурових установок, де вони використовуються для:

· передачі обертового моменту від двигунів або силових агрегатів до блокуючої чи проміжної трансмісії;

· зміни числа двигунів чи силових агрегатів, що працю-ють на спільних споживачів у багатомоторних приводах;

· включення у роботу та виключення кінематичних ланцюгів з різними передавальними відношеннями з метою зміни швидкісного режиму виконавчого органу при постійній частоті обертання двигунів;

· включення у роботу та виключення виконавчих органів бурової установки.

У порівнянні з іншими типами муфт ШПМ мають ряд переваг:

· оперативність управління, яке дозволяє привести в рух чи зупинити ведену ланку без зупинки ведучої;

· можливість дистанційного керування на досить значній відстані;

· здатність компенсувати обмежені за величиною дефекти точності монтажу з’єднуваних валів;

· достатня надійність, обумовлена досить великим ресурсом та високою ремонтопридатністю, роботоздатністю у широкому інтервалі температури довкілля;

· здатність обмежувати переданий обертовий момент і попереджувати тим самим руйнування більш відповідальних і дорогих ланок кінематичного ланцюга.

Основні недоліки ШПМ:

· залежність моменту, що може бути переданий, від частоти обертання;

· швидке старіння і термодеструкція гумових деталей при екстремальних температурах.

ШПМ (рис. 7.1) складаються з двох вузлів – балона 3 з ободом 2 і барабана 4, при цьому обидва можуть бути як веденою, так і ведучою частинами. Існує два різновиди ШПМ в залежності від напряму прикладання робочого зусилля: обтискного типу (з зусиллям, спрямованим до центру обер-тання) та розтискного (з зусиллям відцентрового напрямку). ШПМ останнього типу внаслідок специфічних властивостей не знайшли застосування у приводах бурових установок.

Балон (рисунок 7.2) ШПМ обтискного типу - кільцева камера із внутрішньою порожниною, яка заповнюється стиснеим повітрям від системи пневмокерування. Камера має силовий каркас 7 з корду та оснащена зовнішнім захисним 6 і внутрішнім герметизуючим 5 шарами вологомаслобензостій-кої гуми. Балон вставляється у сталевий обід 8 з яким з’єдну-ється вулканізацією або за допомогою гвинтів. В останньому випадку у зовнішній потовщений шар балону (протектор) завулканізовують металеві планки з різьовими отворами. Обід балону має один або два торцевих фланці, в другому випадку він пристосований для паралельного монтажу подвоєних ШПМ. До протектора балону з допомогою осей 4 при-єднуються колодки, кожна з яких складається із сталевого каркасу 2, до якого приклеєно фрикційну накладку 1 з азбо-бакеліту, ретинаксу ФК-24А або інших марок. Заповнення камери балону стисненим повітрям та її спорожнення відбу-ваються через один-два штуцери 9, завулканізовані у зовніш-ній стінці. Між балоном та каркасами колодок встановлена прокладка з пароніту 3, що виконує теплоізолюючу функцію. Балон з’єднується з ободом і з допомогою останнього монту-ється на планшайбі, посадженій на вал. Камера балона через штуцер 9 з’єднується з пневмопроводом, частиною якого є центральний отвір-свердлення у валі.

Другою частиною муфти є сталевий циліндричний барабан 10, прикріплений до диска, посадженого на вал.

В холостому стані тиск повітря в камері балона дорівнює атмосферному, діаметр балона по внутрішніх поверхнях колодок більше зовнішнього діаметру барабана, ведуча частина муфти обертається, ведена – нерухома і обертовий момент на ній нульовий.

1 – повітропровід; 2 – обід; 3 – балон; 4 - барабан

Рисунок 7.1 – Фрикційна шино-пневматична муфта

Рисунок 7.2 – Балон шино-пневматичної муфти

Коли повітря під тиском більшим ніж атмосферний надходить до камери, балон деформується в напрямку до центра обертання, колодки притискаються до барабана, між ними і барабаном виникає тертя, сила якого створює момент на веденій частині, що дорівнює моменту на ведучій.

При спорожненні камери радіальний проміжок між колодками та барабаном відновлюється, ведуча і ведена частини розчіплюються і муфта переходить в холостий стан.

В деяких досить рідких випадках ШПМ використовують як механічне барабанне гальмо, для чого обід з балоном кріплять до станини (нерухомої частини) машини.

До основних параметрів ШПМ відносяться:

· геометричні розміри балона, камери, колодок та барабана;

· об’єм повітряної камери балона;

· конструкційні матеріали, що вибрані для виготовлення барабана та фрикційних накладок, і відповідний їх комбінації коефіцієнт тертя;

· допустимий та робочий тиск повітря в камері балона;

· найбільші значення обертового моменту та потужності, що можуть передаватися муфтою;

· найбільша “критична” кутова швидкість (частота обертання);

· тиск повітря, потрібний для подолання сил пружності стінок балона при їх деформації, відповідний переходу від холостого стану до робочого.