Таратарин В.Б., Кузенков В.В., Фурсяк Ф.И. - Лабораторный практикум по теории механизмов и машин, страница 5

И диаграммы. . Измерьте полярным планиметром площ аль индикаторной 6. Введите в ЗВМ п рограмму «1АВ4э, затем в соответствии с ла и инструкциями программы исходные данные (из аб ) выведите на печать результать« расчета. т лицы журна- 7. Занесите результаты расчета в журнал и постройте график тра ик приведенного момен- передаточной функции точки С и график та от сил сопротивления в цилиндре компр ра. Сформулие компрессора.

Сформулируйте выводы по работе, отразите в них изученнь гнстрации индикаторной диаграммы об зученные методы реласть нх применения; проанализируйте полученную механичес;сгзо есьу«о харак«еристику. 4.5, Порядок выполнения работы 1. Ознакомьтесь с описаниями работы полярного планиметра, устройством экспериментальных установок и правилами работы на них. 2. Закрепите на барабане механического индикатора бумагу; включите лвигатель компрессора; соедините поворотом крана цилиндр индикатора с цилиндром компрессора и, слегка прижимая стержень к бумаге, запишите индикаторную диаграмму.

Соедините датчик с атмосферой (необходимо повернуть кран на 90' по направлению движения часовой стрелки) и зарегистрируйте линию атмосферного давления. Выключите двигатель и снимите бумагу с барабана. 3. Включите катодный осциллограф и дайте ему погреться 1-2 мнн. Выключите двигатель быстроходного компрессора.

При необходимости отрегулируйте яркость н фокусировку изобрюкения. Визуально изучите особенности полученной индикаторной диаграммы. Выключите сначала осциллограф, а затем компрессор. 4. Вклейте в журнал индикаторную диаграмму, при этом ось абсцисс совместите с линией атмосферного давления, а ось ординат распололсите на касательной (см.

рис, 4.4). Через 12 положений точки С, отмеченных на оси абсцисс, проведите вер- Работа М 5 ИССЛЕДОВАНИЕ КПД РЕДУКТОР елв и задами ра тм— да ео ы — изучение метода экспериментальения коэффициента полезного действия (КХЩ КПД духтора от знач н о а и ение зависимости ре редуктора; олуч оженного к выходному валу ре мом р ента соп отивления, прил математической модели, описылуктор; а; оценка параметров КПД редуктора от момента сопротивлевающе й зависимость КПД ре ния, и определение значения ия момента сопротивления, соответствующего максимальному значению КПД. 5.1, Общие сведения о КПД механизмов Энергия, подводимая к механизму в вид р е аботы А дв д сил и моментов за ц цикл установившегося режима, расходуется на совершение полезной работы „т.е.

р А т.е. аботы сил и моментов полезного сопротивления, а такж е на совершение работы А, связанно с преод й олением сил трении в кинематических А=А + парах и сил п полезного сопротивления среды: д — „, А . Значения с и А А„подставляются в это и последующие уравнения по абсолютно величин . й величине. Механическим ХПЯ называют отн отгнив (5.1) кс м КПД показывает, какая доля механической Таким образом, ~ЧД показ асхо ется на согни подведенной к машине, полезно расходуется энергии, пода я кото й машина создана, т.е.

являетвершение той работы, для которо ся важной характеристикой механизма машин. ак к на трение неизбежны, всегда и<1. В уравнении (5.1) вместо работ Ад и А„„ сов д Ав ершаемых за цикл, можно подставлять средние е за цикл значения соответствующих мощностей: (5.2) Редуктор — зта зубчатый механизм, предназначенный для уме«мнения угловой скорости выходного вала по отношению и входному. Отношение угловой скорости на входе сс1 к угловой скорости на выходе аз называют передаточным отношением редуктора "„= е, / в, =и„/и, Д«Я РедУктойа УРавнение (5,2) принима — Мсс 2 Мс Мда, Ми о (5.3) где М и М вЂ” средние значения моментов на выходном и входном млах редуктора. Экспериментальное определение КПД основано на измерениизначений М, иМ и расчете ч по формуле(5.3).

52 Факторы Определение поляварьирования факторов Факторами называьэт параметры системы, которые оказыватт влияние на измеряемую величину и могут целенаправленна изменяться в процессе эксперимента. При исследовании КПД редуктора факторами являются момент сопротивления М на выс ладном валу и частота вращения входного вала редуктора пг На первом этапе эксперимента необходимо определить предельные значения факторов, которые можно реализовать и измерить на данной установке, н построить поле варьирования факторов. Приближенно это поле можно построить по четырем точкам. Для этого при минимальном моменте сопротшиения М м,„ (тормоз установки выключен) регулятором частоты вращения устанавливают ее минимальное п...„и максимальное п „„ сиачения.

В журнале регистрируют показания тахометра и с„„и «,, а также соответствующие показания индикатора тормоза М и)' „с При этом, если значение и „, превышает верхний предел цгка«ы тахометра, то его принимают равным наибольшему значению этой шкалы, Затем включают тормоз и регулятором момента устанавливают максимальный момент сопротивления М,„. Регулятором 37 ча ы вращения устанавливают вначале максимальное для данной нагрузки значение частоты л", а затем минимальное устойчивое п" .

(около 200 об/мин). В журнале регистрируют Д ЮЮ значения частоты л"„„,, л", и соответствующие им показания индикатора тормоза !'" и !",. Изображая полученные четыре точки на координатной плоскости Р (1, л) и соединяя их прямыми линиями„строят с д псле варьирования факторов (рис. 5.1). Внутри этого поля (с некоторыми отступлениями от границ) выбирают область исследования — пределы изменения факторов в эксперименте.

При однофакторном эксперименте изменяют только один из факторов, все остальные поддерживают на заданном постоянном уровне. В этом случае область исследования представляет собой отрезок прямой (см, рис. 5.1, прямая в„= солят). 2А Х', ьз Х»« ьа Рис. 5.1 5.3. Выбор модели и планирование эксперимента В качестве математической модели исследуемого процесса наиболее часто используют полиномы, В данном случае для зависимости т1 1,' (М,) при л„сопа1 принимаем полином вида Ч=ЬО+ Ь,М, + Ь,М,'+ Ь,М„'..

38 Цель эксперимента заключается в получении эмпирических данных для вычисления оценок коэффициентов этой модели. Так как при М = 0 КПД системы равен нулю, полипом можно упростить, исключив из него член Ь,, который равен нулю. Результаты эксперимента обрабатывают на ЗВМ по программе «КР13», которая позволяет определять коэффициенты модели Ь„и выводить на печать графики зависимостей: экспериментальной ч =1'(М) с указанием доверительных интервалов и построенной по модели Чв = Ь|М, + ЬзМ» + Ь~М~, а также значение момента сопротивления М,, соответствующее максимальному КПД.

5.4, Описание зксперпмеиталыюй установки КПД редуктора исследуют на установке типа ДП-4 (рис.5,2), которая содержит объект исследования — редуктор 2 (планетарный, червячный, рядный, волновой), источник механической энергии — электродвигатель 1, потребитель энергии — порошковый электромагнитный тормоз 3, два регулятора: потенциометр 5 регулятора частоты вращения двигателя и потенциометр 4 регулятора момента тормоза, а также устройства для измерения частоты вращения двигателя (тахометр б) и крутящих моментов на валу двигателя и тормоза.

Конструкции устройств для измерения моментов двигателя и тормоза аналогичны (рис. 5.3). Они состоят из опоры с подшипниками качения, которая обеспечивает возможность поворота статора 1 и ротора 2 относительно основания, измерительного рычага с плечом 1„, опирающегося на пластинчатую пружину 4, и стрелочного индикатора 3. Прогиб пружины измеряют с помощью индикатора, значение прогиба пропорционально кругащему моменту на статоре.

Значение момента на роторе приближенно оценивают по моменту на статоре, пренебрегая моментамн трения и вентюшционных потерь. Для тарировки индикаторов установку комплектуют съемными рычагами б, на которые с шагом л! нанесены деления, и грузами 5. На тарировочных рычагах двигателя о 1„= 0,03 м, тормоза о ! =0,04 м. Массы грузов: т,„= 0,1 кг и т„= 1 кг соответственно.

Порошковый тормоз представляет собой устройство, состоящее из ротора и статора, в кольцевом зазоре между которыми размещен ферромагнитный порошок. Изменяя потенциометром 5 напряжение на обмотках 39 Рвс. з.з 40 статора тормоза, можно уменьшать или увеличивать силу сопро- тивления сдвигу между частицами порошка и момент сопротив- ления на валу тормоза. 5.5. Тврировка вндюпп оров измерителей моментов Тарировка — экспериментальное определение зависимости (аналитической илн графической) между показаниями измерительного прибора (индикатора) и измеряемой величиной (крутящим моментом). При тарировке измерительное устройство с помощью рычага и груза нагружают известными по значению крутящими моментами М', и регистрируют показания индикатора г"' .

Чтобы исключить влияние начального момента М б 1 переходят из системы координат у '0 'М ' к системе с со~ у ОМ (рис. 5.4), т.е. устанавливают шкалу индикатора на ноль после размещения груза 6, у нулевого значения шкалы на рычаге. При тарировке находят средние значения показаний индика- тора тормоза ~ „на всех ступенях нагрузки М,. Тарнровочная т т зависимость для момента двигателя имеет вид М = Ь + Ь,г", л с 1л' Область исследования и уровни фактора при тарировке опреде- ляются длиной и шагом разметки рычагов 6 и массами грузов 5.

Для получения тарировочной зависимости М =Д~") проводят Р л д Оригинальных ОпытОВ (при различных уровнях Мс ) с ю пОВтО- рами на кюкдом уровне, где дг~ л + 1; лс л 2; /с — число коэф- фициентов модели (принимают Ф = 5, и л 2). Коэффициенты тарировочной зависимости Ьл рассчитывают по массиву результатов тарировки,1' 'л. на ЗВМ по программе лз сКРХЬ, 5.б. Порядок вьпюлнеиия работы 1. Постройте поле варьирования факторов в соответствии с разд. 5.2. При етом значения угловой скорости отсчитывайте по тахометру в оборотах в минуту, а значения момента сопротивления по индикатору тормоза — в миллиметрах.