Лабораторная работа 6 (Лабораторные работы), страница 2

В специальное отверстие раме вставляется рычаг 20. На рычаг помещается груз 20,его можно перемещать по рычагу, создавая точно известный момент для градуировкишкалы индикатора 12 в единицах момента. (Определение градуировочной характеристики12средства измерений. Градуировка средств измерений - термин из Государственнойсистемы обеспечения единства измерения (ГСИ). Метрология. Основные термины иопределения).На рис. 6 представлена фзическая картина градуировки. Момент груза 21 на рычаге20 отностельно оси установки поворотной рамы крепления двигателя точно известен,разделив этот момент на величину другого рычага r получим величину силы,изгибающюю измерительную пружину 11, по закону Гука она пропорциональна силе, аследовательно и моменту, развиваемому двигателем.Эта сила Fпр уравновешиваетмомент груза 21 на плече рычага 20.

Для проведения эксперимента величина плеча и грузазадается в таблице №1 или по указаниям преподавателя.Разделив известную величинумомента на число делений индикатора получим цену деленния индикатора в единицахмомента.Рис.6. Схема измерения момента нагрузкиВеличина прогиба измерительной пружины Δ может быть рассчитана теортически по еепоразмерам измерительной пружины и известному модулю упругости и проверена по13показаниям индикатора 12.Работа устройства задания и измерения момента нагрузки работает по такому жеалгоритму как и устройство измерения момента электродвигателя.Рис.

7. Устройство измерения момента нагрузкиОт ротора электрического двигателя через муфту 13 (рис. 9, 10) вращениепередается на входной вал планетарного редуктора 3. От выходного вала редуктора черезмуфту, аналогичную муфте 13 движение передается на ротор порошкового тормоза 4.Порошковый тормоз состоит из статора и ротора в виде полого цилиндра, а зазормежду ними заполнен жидкой смесью ферритового порошка и масла. Статор порошковоготормоза снабжен обмоткой, через которую пропускается электрический ток.

Изменениетока в обмотке приводит к изменению магнитного поля в зазоре и связанной с нимвязкостью жидкой смесью ферритового порошка и масла. Регулируя ток в обмоткестатора поворотом ручки 15 (рис. 3)меняется вязкость жидкости и соответственновеличина момента нагрузки. Тормоз 4 включается и выключается тумблером 14.Реактивный момент статора измеряется измерительным устройством, представленным нарис. 6, принцип работы которого представлен на рис.5.Тормоз 4 включается и выключается тумблером 14.

Реактивный момент статора14измеряется измерительным устройством, схема работы которого представленным на рис.6, принцип работы представлен на рис.7.На измерительные пружины 11 и 16 наклеены тензодатчики, которые также могутбыть использованы для измерения крутящих моментов. Для их подключения на заднейпанели предусмотрены клеммовые зажимы электрических проводов.Установка подключается к сети переменного тока напряжением 220 В, мощностьэлектрического двигателя 20 Вт.Экспериментальное определение коэффициента полезного действия редуктора.Мощность двигателя, затрачиваемая на приведение в действие установки, равнаPдв  М дв  1 М дв    n130Мощность на выходном валу редуктора или ротора тормоза:Pвых  М Н   2 М Н    n230где Мдв и Мвых выражаются и определяются по экспериментальным данным, Н·м;Рдв и Рвых — в Вт; 1 — угловая скорость двигателя и входного вала редуктора, c 1 ;  2 —угловая скорость выходного вала редуктора и ротора тормоза, c 1 ; n1 и n2 — частотывращения, об/мин.Коэффициент полезного действия редуктора равен: ред Pвых М Н   2МНPдвМ дв  1 iобщ  М дв(16)где iобщ — определяется для планетарного редуктора по формуле (4).Моменты могут быть выражены не только в Н·м, но и в других единицах, норазмерность их при подсчете по формуле (16) должна быть одинакова.Полученные экспериментально значения КПД редуктора несколько занижены посравнению с действительными, так как методика проведения эксперимента и конструкцияустановки не позволяют учесть потери в опорах рамы двигателя, нагрузочного устройства,а также потери в измерительных устройствах и муфтах.Обработка результатов экспериментаПри измерении любой величины появляются погрешности: систематические ислучайные.Систематической называется погрешность, которая при повторении измерений внеизменных условиях постоянна или изменяется по известному закону.

Систематические15погрешности вызваны либо постоянно действующими факторами, либо факторами, законизменения которых известен. Примерами систематических погрешностей являютсятемпературная, методическая погрешности и т.п. Если систематическая погрешностьизвестна, то ее можно заранее учесть или исключить из результатов измерения, в данномслучае это потери в упругих соединительных муфтах и опорах рамы электродвигателя.Случайной погрешностью называется погрешность, которая при повторенииизмерений в практически неизменных условиях изменяется от измерения к измерению.Отрицательные ошибки встречаются так же часто, как и положительные. Как правило,чем больше ошибка, тем реже она встречается.

Случайные погрешности обусловленывлиянием целого ряда изменяющихся факторов. Случайные погрешности нельзяисключить, но путем многократных измерений их влияние на результат измерения можноуменьшить.Пусть в ходе j измерений величины X получены результаты A1 , A2 ... A j , несодержащиесистематическихошибокиявляющиесяслучайнымивеличинами.Практически при любой методике обработки совокупности результатов измеренийневозможно получить точное значение измеряемой величины X.

Однако можно найтинаиболеевероятноезначениеизмеряемойвеличины,которымявляетсякаксреднеарифметическое результатов измерения:Xв A1  A2  ...  A jj1  Ajj j(17)Градуировка измерительных устройствГрадуировка проводится при выключенном двигателе и тормозе. Перед началомградуировки проверьте, упираются ли ножки индикаторов 12 и 17 в измерительныепружины 11 и 16 (рис. 11, 12). Механизмы индикаторов не должны стоять у своихограничителей, электродвигатель и муфта нагрузки должны быть выключены..1.Градуировка измерительной пружины 11 индикатора 12.

Для этого вставьтедо упора малый градировочный рычаг 20 в отверстие (см. рис. 11), находящееся сзадирамы двигателя. Широкая грань рычага должна быть расположена вертикально.Установите на рычаге 20 градировочный груз 21 весом Fm  3 Н таким образом, чтобыодна из его граней находилась против нулевой отметки. Легко постукивая по основаниюладонью, поворотом шкалы индикатора 12 поставьте его стрелку на ноль. Упор рамыстатора двигателя 2 прижимается к измерительной пружине под действием момента,создаваемого винтовой пружиной 22 (рис.

11) и выбирает зазор между измерительнойпружиной11иупоромрамыподвесадвигателя.Этапружинаназывается16люфтовыбирающей (зазоровыбирающей). После этого индикатор 12 устанавливается наноль. Перемещайте градировочный груз 21 вдоль шкалы рычага 20, устанавливая граньгруза против рисок, соответствующих изменению длины плеча l j на 8, 10, 12, 14, 16, 20см. При этом крутящий момент статора, с точностью до к.п.д. опор подвески статора,постепенно возрастает, вызывая увеличение прогиба пружины 11 и соответственноперемещение стрелки индикатора. Значения l j и число делений индикатора  jзаписывайте в табл. 1, форма которой приведена в конце описания. При градировкеследите, чтобы градировочный рычаг 20 не отошел от упора.Изменение крутящего момента на M mj , создаваемое за счет перемещенияградуировочного груза на l j , уравновешивается моментом измерительной пружины 11.Прогиб пружины, по закону Гука пропорционален силе, которая в условных единицахсчитывается с индикатора 12.M mj  Fm  l j  K 1 j  j(18)где K 1 j — значение градировочного коэффициента индикатора 12.Рассчитайте значения коэффициента K 1 j для каждого замера и запишите их втаблицу.

Полученные при этом значения не должны заметно отличаться. ВычислитесреднеарифметическоезначениекоэффициентаK1,котороеииспользуйтепридальнейшей работе. При градуировке, как и при работе на установке, следите, чтобыограничительные вилки не соприкасались с ограничителями, расположенными нижестатора двигателя и тормоза.2.Градуировка измерительной пружины и 16 нагрузочного устройства ииндикатора 17 (измерительная система). Последовательность градуировки в этом случаеаналогична. При градуировке измерительного устройства порошковый тормоз долженбыть выключен тумблером 14 (рис.

12). В отверстие консоли вала статора тормоза 4вставьте до упора конец большого градировочного рычага 24, узкая грань рычагарасполагается вертикально. Рычаг 4 и индикатор 17 находятся с разных сторон отпорошкового тормоза. Установите на рычаге градуировочный груз 25 весом Pm  12 Нтак, чтобы боковая грань находилась против отметки 0. Установите на ноль поворотомшкалыстрелкуиндикатора17.Перемещайтеградировочныйгруз25вдольградуировочного рычага, последовательно устанавливая одну и ту же его грань у делений,соответствующих значениям l j , равным 10, 12, 14, 16, 18, 20 см.

При этом крутящиймомент, действующий на статор тормоза, будет постепенно возрастать, вызывая17увеличение прогиба пружины 16 и перемещение стрелки индикатора 17. Запишите в табл.1 для каждого из положений груза 25 число делений индикатора  j .Влияниелюфтовыбирающих винтовых пружин 26 и 22 не учитывается, т.к.

их жесткость нанесколько порядков мене жесткости каждой измерительной пружины.Таблицы градировки измерительных системТаблица 1: Таблица градировки измерительных систем двигателяИзменение плечаИзменение моментаЧисло деленийГрадировочныйl j , смградировочногоиндикатора  jкоэффициентгрузаKj M mj  Fm  l j ,M mjj,(Н·см)/дел.Н·смДля индикатора 12: Fm  3 Н8101214161820Среднее значение градуировочного коэффициента K1НагрузкиДля индикатора 17: Fm  12 Н8101214161820Среднее значение градуровочный коэффициента K2При расчете градировочного коэффициента используйте зависимость18M mj  Fm  l j  K 2 j  j(19)где K2j — значения градировочного коэффициента для индикатора 17.Рассчитайте сначала значения K2j для каждого положения груза 25.

Эти значениядолжны быть близки. Потом определите средне арифметическое значение градировочногокоэффициента K2, которое и используйте при дальнейшей работе. После градуировкиснимите груз 25 и рычаг 26.Требования по технике безопасностиНельзя оставлять установкув заторможенном состоянии с включеннымэлектрическим двигателем, так как в этом случае двигатель может выйти из строя. Приработе на установке прозрачная крышка редуктора должна быть закрыта. Когда ручки 8 и16 потенциометров (рис.