Характеристика виртуального электропривода

Частота вращения вала электродвигателя (входного вала редуктора)

n₁ = (500, 1000, 1500, 2000, 2500 и 3000) об/мин.

Максимальный вращающий момент на валу двигателя T₁ = 15 Нּм.

Характеристика виртуального нагрузочного устройства

Тормозной момент на барабане ленточного тормоза Т₂ = (0 - 40) Нּм.

Регулирование тормозного момента дискретное с шагом 1 Нּм.

Работа виртуальной лабораторной установки

       

   При включении электродвигателя 2 (рис. 2.3) реактивный момент статора, равный по абсолютному значению вращающему моменту на валу якоря, поворачивает статор. Рычаг, закрепленный на статоре, упирается в подпружиненный шток датчика измерительного устройства 1, удерживая статор от поворота. Сигнал от датчика для измерения вращающего момента, передаваемого с двигателя на редуктор, после обработки отобража ется на индикаторе «Мо мент двигателя». Таким способом на виртуальной лабораторной установке измеряется вращающий момент, передаваемый с двигателя на исследуемый редуктор, состоящий из двух цилиндрических передач.

   Посредством нагрузочного устройства 4, представляющего собой ленточный барабанный тормоз, создается необходимая рабочая нагрузка на редуктор, т. е. тормозной момент на его выходном валу. Величина тормозного момента на выходе редуктора задаётся дискретно рукояткой 5 ленточного тормоза.

   Регулятором 2 (рис. 2.4) частоты вращения вала электродвигателя задается требуемый скоростной режим работы виртуальной установки в диапазоне от 500 до 3000 об/мин.

   С помощью окна монитора, представленного на рис. 2.5, производится выбор параметров исследуемого редуктора.

 

 

Рис. 2.5 - Окно монитора для выбора параметров редуктора: 1 – клавиши выбора параметров редуктора; 2 – клавиша подтверждения выбора параметров редуктора

 

   Для построения графических зависимостей используется окно монитора, показанное на рис. 2.6.

 

Рис. 2.6. Окно монитора для выведения графиков: «Зафиксировать» - нанести точку на график; «Очистить» - стереть все точки; «Отклонить» - возврат к меню выбора параметров редуктора

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

   Компьютерная лабораторная работа выполняется в последовательности:

1. В окне монитора (рис. 2.5) назначьте параметры исследуемого редуктора и нажмите на кнопку «Принять». При этом выдвигается испытательный стенд.

2. Включите на пульте управления (рис. 2.4) кнопку 1 «Сеть».

3. Регулятором оборотов двигателя 2 на пульте управления (рис. 2.4) выставите частоту вращения вала электродвигателя.

4. Слегка проверните рукоятку 5 (рис. 2.3) ленточного тормоза. Отметьте показания приборов, зафиксируйте этот момент на мониторе (рис. 2.6) кнопкой «Зафиксировать». На графике высветится точка. Повторите эту операцию несколько раз. В итоге получится кривая зависимости КПД от полезной мощности.

5. Проведите необходимые вычисления и постройте графики, указанные в отчете. Оформите отчет по приведенной ниже форме.

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Что означает КПД вообще и редуктора в частности?

2. Как вычисляется КПД одноступенчатого цилиндрического редуктора?

3. Как вычисляется КПД многоступенчатого редуктора?

4. По какой формуле вычисляется КПД при проведении экспериментов?

5. Из каких трех составляющих складываются потери мощности в редукторе?

6. Какая из трех составляющих потерь мощности является наибольшей при номинальной нагрузке?

7. Какие составляющие потерь мощности в редукторе в наименьшей степени зависят от передаваемой мощности?

8. Какие из составляющих потерь мощности в редукторе имеют наибольшие значения при минимальной нагрузке?

9. Какие из составляющих потерь мощности в редукторе больше всего возрастают при увеличении частоты вращения валов?

10. Почему при отсутствии нагрузки на передачу при ее холостом вращении имеют место потери мощности?

11. Какие потери мощности присутствуют при холостом вращении передачи, аналогичные по величине потерям мощности при нагрузке?

12. Как влияют на потерю мощности в зацеплении модуль и суммарное число зубьев колес зубчатой пары при постоянном межосевом расстоянии?

13. Какова физическая причина изменения КПД на каждом из графиков отчета?

14. Как изменятся графики в отчете при изменении одного из параметров передачи: вязкости масла, ширины колеса, материала колес, типа подшипников?

15. У какого редуктора КПД выше: компактного с колесами и валами из легированных сталей или у редуктора с колесами и валами из углеродистых сталей?

15. В каких редукторах предусматривается система охлаждения масла?

16. У какого редуктора КПД выше: у нового или у поработавшего?

17. Почему во всех передачах при холостом вращении КПД равен нулю?

ФОРМА ОТЧЕТА

 

ОТЧЕТ

по компьютерной лабораторной работе «Определение КПД цилиндрического редуктора» должен содержать следующие данные:

Институт ____________________________________________________________________

Группа _______________________________________________________________

Фамилия И. О. __________________________________________________________

Исходные данные

Межосевое расстояние a_w= ___

Числа зубьев колёс:

Шестерни 1-ой ступени z₁= ___

Колеса 1-ой ступени z₂= ___

Шестерни 2-ой ступени z₁*= ___

Колеса 2-ой ступени z₂*= ___

Ширина колеса:

1-ой ступени b₁₂= ___

2-ой ступени b₂₃= ___

Степень точности редуктора ___

Тип подшипников _____________

Вариант задания _________

Специальный вопрос: Исследовать влияние на КПД (нужное подчеркнуть)

- степени точности редуктора

- типа подшипников

- вязкости масла

- ширины колес первой ступени

- ширины колес второй ступени

- межосевого расстояния

- чисел зубьев колес первой ступени

- чисел зубьев колес второй ступени

Кинематическая вязкость масла (м ² / с) ν = ___10^–6

Цель лабораторной работы -__________________________________________________________

Приборы и оборудование ________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Отобразите на графиках результаты экспериментального исследования:

Рис. 1. Экспериментальная зависимость КПД от тормозного момента Т ₂ (для частоты вращения вала электродвигателя = _______ об / мин)

Рис. 2. Экспериментальная зависимость КПД от частоты вращения двигателя (для тормозного момента на выходном валу Т ₂ = ____________ Нּм)

Специальный вопрос: Исследовать влияние на КПД ______________________.

Рис. 3. Экспериментальная зависимость потерь мощности в редукторе от нагрузки и ______________________________________________ (при частоте вращения двигателя = _______ об / мин)