Завдання роботи

6.2.1 Вимірювання розмірів, визначення типорозміру клинових пасів, контроль їх відповідності нормативним вимо-гам.

6.2.2 Перевірка дотримання правил виготовлення, монта-жу і експлуатації повномасштабних клинопасових передач.

6.2.3 Оцінка раціональності параметрів повномасштаб-них клинопасових передач, їх відповідності умовам застосу-вання та нормативним вимогам.

 

6.3 Обладнання і прилади

6.3.1 Натурні зразки-відрізки приводних клинових пасів.

6.3.2 Набір інструменту для вимірювання лінійних розмірів (штангенциркуль, лінійка металева, рулетка).

6.3.3 Шнур довжиною до 2 м.

6.3.4 Повномасштабні клинопасові передачі: у приводі бурового насоса та на стенді випробування шино-пневматич-них муфт.

6.3.5 Набір тарованих вантажів для контролю натягу пасів в передачі.

6.4 Основні теоретичні відомості

Клинопасовими передачами передають обертовий рух, момент і енергію між паралельними валами, значно рідше і виключно для невеликих потужностей застосовують напівпе-рехресні передачі. В них використовуються нескінчені клино-ві гумовотканинні (кордшнурові та кордтканинні) приводні паси, виготовлені за технічними умовами [6.8.2 або 6.8.4]. Клинові паси виготовляють чотирьох класів (I-IV), що різняться застосованою технологією виробництва та використаними конструкційними матеріалами.

Існує спеціальний різновид клинових зубчастих пасів, які застосовуються в передачах, де не допускається проков-зування. В приводах бурових установок зубчасті паси не використовуються. Паси з гофрованим шаром стиску (рисунок Б.1) мають порівняно більший ресурс при роботі на шківах мінімального діаметра.

Клинопасові передачі доволі широко застосовуються в головних та допоміжних приводах бурових установок. Вони не потребують змащування (крім опор валів), їх монтаж може бути виконаний із значно меншою точністю, ніж та, що необхідна для ланцюгових передач, вони мають досить висо-кий коефіцієнт корисної дії і порівняно низькі вимоги до умов довкілля, практично нечутливі до просторового розміщення міжцентрової лінії. Невелика погонна маса клинових пасів (таблиця Б.1) дозволяє оснащувати передачі легкими кожухами, сітчастими огорожами. Завдяки своїй пружності клинові паси працюють як фільтри крутильних коливань, тому їх використання є найдоцільнішим у випадках нерівно-важеності - циклічної зміни обертового момента на ведучому або веденому валі (в дизельмеханічних приводах, в приводах бурових насосів і компресорів систем пневмокерування, вібраційних сит). Однак, при цьому клинопасовим передачам властива ціла низка недоліків:

· залежність тягової здатності від попереднього (монтажного) натягу пасів, потреба в експлуатаційних регулюваннях натягу із видовженням пасів;

· проковзування пасів на шківах (крім зубчастих пасів);

· збільшені у порівнянні із діючими в зубчастих та ланцюгових передачах навантаження на опори валів при рівних кінематичних та енергетичних параметрах;

· неможливість реалізації передавальних відношень, що значно відрізняються від одиниці (крім передач зубчастими пасами);

· потреба в демонтажі опор валів для заміни спрацьо-ваних пасів (крім передач з консольними шківами);

· нерівномірний розподіл навантажень між паралельно працюючими в передачі пасами через їх різну довжину.

Останній недолік усунено в поліклинопасових переда-чах, які поки що не здобули широкого розповсюдження.

Приводні клинові паси нормальних та вузьких перерізів характеризуються розмірами і умовними позначеннями, наве-деними в таблицях Б.1, Б.2 та на рисунку Б.2.

Клинопасові передачі оснащуються шківами, на зовнішній поверхні яких проточено жолоби (рисунок Б.3). Форма жолобів стандартизована, їх число дорівнює числу пасів в передачі. Розміри жолобів забезпечують передачу робочого зусилля усією площею бічних поверхонь пасів. Жолоби шківів мають шорсткість: робочих поверхонь R_a 1,25, інших поверхонь - R_a 20. Жолоби повинні бути чистими, в них не допускається наявності фарб, мастильних речовин, нафти, розчинників.

На передачі клиновими пасами нормального перерізу поширюються наступні норми точності монтажу:

· непаралельність осей валів - не більше 1 мм на 100 мм довжини;

· осьове зміщення жолобів шківів - не більше, ніж 2 мм при міжцентровій відстані 1000 мм, додатково до 0,2 мм на кожні 100 мм міжцентрової відстані, довшої за 1м.

Клинопасові передачі зберігають працездатність лише за умови належного попереднього (монтажного) натягу пасів, від якого залежить їх несуча здатність. Натяг пасів в передачах здійснюється автоматично з допомогою спеціальних вантаж-них пристроїв (менш поширений варіант) або періодично регулюється експлуатаційним персоналом. Контроль натягу пасів виконується за схемою, поданою на рисунку Б.4.

 

6.5 Порядок проведення лабораторної роботи

6.5.1 За вказівкою викладача вибрати зразок-відрізок клинового паса і уважно його оглянути.

6.5.2 За результатами огляду визначити вид паса (полі-клиновий, клиновий нормального перерізу, клиновий вузький, з гофрованим шаром стиску, зубчастий, кордтканинний, корд-шнуровий) (див. рисунок Б.1).

6.5.3 Виміряти розміри паса в перерізі:

- ширину більшої основи W, мм;

- ширину меншої основи w, мм;

- висоту паса Т, мм.

Користуючись даними таблиць Б.1, Б.2 та рисунку Б.2 встановити умовне позначення паса.

6.5.4 Виконати ескіз поперечного перерізу паса, допов-нити його експлікацією з позначенням складових елементів.

6.5.5 Обчислити кут a, утворюваний бічними робочими сторонами паса, за формулою

. (6.1)

6.5.6 Обчислити площу F (мм²) поперечного перерізу паса за формулою

. (6.2)

6.5.7 З додатку Б виписати:

· розрахункову ширину паса W_р по нейтральній лінії;

· граничні відхилення номінальних розмірів перерізу паса;

· діапазон стандартних розрахункових довжин L_р паса;

· кут, утворюваний бічними робочими сторонами паса в перерізі;

6.5.8 Порівняти виміряні лінійні розміри та обчислені величини a і F з відповідними нормативними значеннями [6.8.1, 6.8.4] (див. додаток Б), сформулювати висновок щодо відповідності розгляданого паса вимогам стандартів. Поясни-ти можливі причини суттєвих відхилень (в разі їх виявлення) від нормативних вимог.

Наступний комплекс робіт виконати на одній з повномасштабних клинопасових передач.

6.5.9 Уважно оглянути передачу. Визначити спосіб регулювання натягу пасів, число z пасів в передачі.

6.5.10 Виміряти зовнішні діаметри ведучого і веденого шківів D_з1 і D_з2.

6.5.11 На одному з пасів передачі виконати вказане в п. 6.5.3.

6.5.12 Визначити частоту n₁ обертання ведучого шківа і потужність N₁ на ньому, для цього використати інформацію, вміщену на ідентифікаційній табличці електродвигуна, при відсутності такої визначити частоту n₂ обертання веденого шківа і потужність N₂ за даними ідентифікаційної таблички обладнання, що приводиться клинопасовою передачею.

6.5.13 Виміряти розміри одного з жолобів під паси на ведучому і веденому шківах, порівняти результати вимірю-вання з нормативними вимогами [6.8.2] (див. рисунок Б.3, таблицю Б.3).

6.5.14 Перевірити відповідність діаметра D_м меншого з двох шківів (D_з1³ D_м £ D_з2) пасові використаного в передачі перерізу, керуючись нормами стандарту [6.8.2] (див. таблицю Б.4).

6.5.15 Виміряти міжцентрову відстань А передачі.

6.5.16 Обчислити розрахункову довжину пасів L_р в передачі за формулою

. (6.3)

6.5.17 Визначити найближчу стандартну розрахункову довжину пасів для комплектації передачі, прийнявши її за [6.8.1] найближчою більшою за обчислену з виразу (6.3).

6.5.18 Обчислити наближену величину передавального відношення u передачі, нехтуючи проковзуванням пасів на шківах та відмінністю зовнішніх діаметрів шківів від розра-хункових

. (6.4)

6.5.19 Обчислити кут охвату меншого шківа b

, (6.5)

. (6.6)

З двох наведених вище виразів: (6.5) є застосовним при b < 110°, (6.6) - при b ³ 110°.

6.5.20 Обчислити швидкість V (м/с) паса в передачі

, (6.7)

Порівняти обчислену за (6.7) швидкість V із граничною допустимою (V_доп = 30 м/с для клинових пасів нормального перерізу і V_доп = 50 м/с для вузьких пасів), сформулювати висновок щодо дотримання умови обмеження швидкості.

6.5.21 За стандартом [6.8.3] визначити номінальну потужність N_о, що її можна передати одним клиновим пасом визначеного в п. 6.5.11 типу. При визначенні потужності N_о взяти до уваги:

· вказану в названому стандарті довжину паса L_р;

· діаметр меншого зі шківів та частоту його обертання або швидкість паса V;

· передавальне відношення u.

6.5.22 Обчислити розрахункову потужність N_р, що передається одним пасом в умовах розгляданої передачі за формулою

, (6.8)

де С_a - коефіцієнт кута охвата, що визначається за кутом охвата a з таблиці 6.1;

С_L - коефіцієнт довжини паса, що визначається відповідно до довжини паса L_р, обчисленої за формулою (6.3), з таблиці 6.2;

С_р - коефіцієнт динамічності і режиму роботи, чисельне значення якого приймається за стандартом [6.8.3] в залежності від виконавчого агрегату, характеру навантаження і типу електродвигуна.

Таблиця 6.1 - Коефіцієнт С_a кута охвата

Кут охвата a,°
Коефіцієнт Сa	1,00	0,95	0,89	0,82	0,78	0,73	0,68	0,62	0,56

Примітка. Проміжні значення С_{a ,} що відповідають значенням кута a, відсутнім в таблиці, визначати методом лінійної інтерполяції.

Таблиця 6.2 - Коефіцієнт С_L довжини паса

Тип паса	О	А	Б	В	Г	Д	Е
Розрахункова довжина Lр, мм	400-	560-	900-	1800-	3150-	4750-	6300-18000
Коефіцієт СL	0,79- 1,30	0,79- 1,17	0,82-1,23	0,86- 1,24	0.86- 1.20	0,86- 1,20	0,92-1,16

6.5.23 Визначити потужність N_S, яку можуть передати z пасів передачі (див. п. 6.5.9) у визначених вище умовах роботи

, (6.9)

де С_z - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу пе-редаваного колового зусилля і початкового натягу пасів, зале-жить від їх числа в передачі і визначається за таблицею 6.3.

Таблиця 6.3 - Коефіцієнт С_z числа пасів передачі

Число z пасів				5 - 6	> 6
Коефіцієнт Сz	0,80 - 0,85	0,77 - 0,82	0,76 - 0,80	0,75 - 0,79	0,75

6.5.24 Порівняти обчислену за п. 6.5.23 величину N_S з потужностями двигуна N₁ і споживача N ₂ (див. п. 6.5.12). За результатами порівняння сформулювати висновок щодо раціональності застосування розгляданої передачі для з’єднання двигуна зі споживачем (достатність, надлишковість, недостатність параметрів передачі для потужностей N₁, N₂).

6.5.25 Визначити силу S_o (Н) попереднього (монтажного) натягу одного паса в розгляданій передачі за формулою

, (6.10)

де N₁ – потужність двигуна, кВт;

q – коефіцієнт впливу відцентрових сил, що залежить від погонної маси паса. Чисельне значення q прийняти:

- для передачі з автоматичним регулюванням натягу q=0;

- для інших передач - за таблицею 6.4.

Таблиця 6.4 - Коефіцієнт q для пасів різних перерізів

Переріз	Z (О)	А	В (Б)	С (В)	D (Г)	Е (Д)	ЕО (Е)	40´20
q, H·c2/м2	0,06	0,10	0,18	0,30	0,60	0,90	1,50	0,90

6.5.26 Визначити силу Q, яку слід прикласти до паса за схемою (рисунок Б.4) при контролі його попереднього (монтажного) натягу

, (6.11)

де k - коефіцієнт, що приймається рівним 1 для контролю натягу пасів, які відпрацювали більше 48 годин машинного часу під навантаженням; k = 1,2-1,4 для нових, щойно встано-влених пасів;

C_o - додаткове навантаження, необхідне для подолання опору, який створює пас при згині. Чисельні значення C_o приймаються за таблицею 6.5.

Таблиця 6.5 - Додаткове навантаження С_о для пасів різного перерізу

Переріз	Z (О)	А	В (Б)	С (В)	D (Г)	Е (Д)	ЕО (Е)	40´20
Со, Н

6.5.27 Вибрати з набору (див. п. 6.3.5) вантаж з масою m, яка відповідає визначеній силі Q. Підвішати вибраний вантаж до верхньої вітки паса, натяг якого контролюється, у точній відповідності до схеми (рисунок Б.4) посередині міжосьової відстані так, щоб сила Q була перпендикулярною до паса. Натягти між шківами контрольованої передачі шнур таким чином, щоб його кінці були дотичними до більших основ пасів в жолобах шківів, а сам шнур був прямолінійним.

6.5.28 Виміряти стрілу прогину паса f під дією сили Q. Порівняти виміряну величину f з нормативною f_н, встановле-ною стандартом [6.8.2], яка обчислюється за формулою

. (6.12)

За результатами порівняння прогинів f і f_н сформулю-вати висновок стосовно достатності (надлишковості, недостатності) монтажного натягу пасів в передачі.

6.5.29 Натягти шнур у вертикальній площині таким чином, щоб він дотикався торця більшого зі шківів в двох діаметрально протилежних точках, що лежать на продовженні міжцентрової лінії. Оцінити точність монтажу передачі за роз-ташуванням натягнутого шнура відносно торця другого шківа, при необхідності звернутися до викладача, що проводить заняття.

6.5.30 За результатами виконаних розрахунків та вимі-рювань сформулювати загальний висновок щодо відповідно-сті контрольованої передачі нормативним вимогам, які стосу-ються проектування, виготовлення, монтажу та експлуатації.

 

6.6 Вимоги до звіту з лабораторної роботи

Звіт з лабораторної роботи повинен бути оформлений відповідно до вимог чинного в університеті стандарту і містити:

6.6.1 Ескіз перерізу відрізку паса з експлікацією, умовні стандартні позначення розгляданих пасів, їх повні виміряні та стандартні характеристики.

6.6.2 Подані в розділі 6.5 формули та результати розрахунків за ними.

6.6.3 Висновки за кожним пунктом розділу 6.5, що їх вимагають.

6.6.4 Загальні висновки з проведеної роботи.

 

6.7 Питання для самоконтролю підготовки

6.7.1 В чому полягають переваги та недоліки клинопасо-вих передач у порівнянні з механічними передачами інших типів?

6.7.2 Паси яких типів застосовують в клинопасових передачах? Чим вони різняться?

6.7.3 Які конструкційні матеріали використовують для виготовлення клинових пасів нормального перерізу?

6.7.4 Що є необхідною умовою забезпечення працездат-ності клинопасових передач, яка реалізується при їх монтажі, періодично контролюється і регулюється в процесі експлуатації?

6.7.5 Як працюватиме клинопасова передача з недостат-нім та надлишковим монтажним натягом пасів?

6.7.6 Що саме і яким чином контролюється при перевірці дотримання норм точності монтажу клинопасових передач?

6.7.7 Що спричиняють непаралельність валів та неспів-падіння жолобів шківів при роботі клинопасової передачі (безпосередні та непрямі ефекти)?

 

6.8 Перелік рекомендованої літератури

6.8.1 ГОСТ 1284.1-89. Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Основные размеры и методы контроля.

6.8.2 ГОСТ 1284.2-89. Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Технические условия.

6.8.3 ГОСТ 1284.3-89. Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Передаваемые мощности.

6.8.4 РТМ 38-40545-79 Ремни клиновые приводные узкие. Технические условия.

6.8.5 Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования. - М.: Недра, 1985.