ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ИЗНАШИВАНИЯ И КРИТЕРИЕВ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Орлова М.А.,Поляков С.А.

Московский государственный технический университет им Н.Э. Баумана


Номер: 6-1
Год: 2016
Страницы: 122-125
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

червячная передача, адаптивность, смазывание, worm-gear, adaptability, lubrication

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье исследуется оценка предельного износа червячной передачи по критерию энергоэффективности и влияние пленкообразующих смазочных материалов на адаптивность червячных передач.

Текст научной статьи

Введение Рассматривается класс приводов, для которых основным является установившийся режим работы. Переходные процессы, длительность которых мала, не рассматриваются. Это могут быть приводы общемашиностроительного применения (ОМП), в том числе и с большой инерционной массой, такие как приводы поворота рекламных щитов, бетономешалок, цементных печей, стреловых кранов и другие им подобные. Вопрос ограничен рассмотрением электромеханических приводов с червячными передачами (ЧП). Как известно, основной причиной выхода ЧП из строя является изнашивание зубьев червячного колеса и в меньшей степени червяка, а также подшипников. Поэтому изменение технического состояния ЧП в результате изнашивания, определение скорости изменения параметров технического состояния и прогнозирование остаточного ресурса, является актуальной задачей. Для рассматриваемого класса приводов техническое состояние оценивается мощностью или передаваемым вращающим моментом, надежностью, временным показателем которой является средний ресурс, КПД, а также уровнем шума [1]. В связи с этим, рассматривается повышение качества и долговечности привода с ЧП путем прогнозирования технического состояния на стадии проектирования по результатам имитационного моделирования, а также использования методики оценки изменения технического состояния ЧП в процессе эксплуатации в связи с изнашиванием. Оценка предельного износа по критерию энергоэффективности КПД червячной передачи должен определяться аналогично КПД винтового механизма, поэтому если пренебречь составляющими, связанными с барботажем и трением в подшипниках, получим где ϕ - угол трения. (1) (2) При х = 0 формула (2) будет эквивалентна (1), поскольку q=d1/m. Как следует из приведенных формул и известной связи силы трения и коэффициента трения с нормальной нагрузкой и давлением в контакте, показанной на диаграмме Герси-Штрибека в его левой части (при значении параметра Зоммерфельда больше критического), по мере увеличения тормозного момента КПД должен падать. Именно это наблюдается в случае превышения тормозным моментом номинального значения. На рис. 1 показаны экспериментальные кривые КПД, снятые для ЧП разных типоразмеров, в зависимости от нагрузки. Рис. 1. Экспериментальные кривые КПД, снятые для ЧП разных типоразмеров. Кривые 1: МЧ40-30, n1=845 мин-1; 2: МЧ40-30, n1=1350 мин-1; 3: 5Ч80А-40, n1=1440 мин-1; 4: 5Ч100-31,5, n1=1440 мин-1; 5: МЧ40-30, n1=2300 мин-1; 6: 5МЧ125-31,5, n1=1350 мин-1с зацеплением ZT. В эксперименте КПД измерялся механическим способом (по отношению вращающих моментов на тихоходном и быстроходном валах с балансирной установкой электродвигателя (ЭД) с муфтой) и косвенно (по отношению мощностей на порошковом тормозе и ЭД мотор-редуктора). Потери на трение уменьшаются с ростом скорости относительного скольжения, что указывает на соответствие данной закономерности левой ветви зависимости f от Zk на диаграмме Герси-Штрибека. На рис. 2 показаны кривые КПД, полученные двумя способами. Оба способа замера КПД оказались равнозначными. Нижняя кривая - КПД 100% изношенной передачи (до полного заострения зуба в средней плоскости колеса). Рис. 2. Зависимость КПД от Т для разных уровней изношенности Зависимость КПД от передаточного числа для некоторых типоразмеров ЧП показана в таблице 1, где в левом столбце указаны передаточные числа, а в верхней строке - межосевые расстояния [2]. Таблица 1 Зависимость КПД от передаточного числа U\aw 50 80 160 200 16 0.84 0,88 0,91 0,93 25 0.77 0,83 0,86 0,89 40 0,69 0,75 0,8 0,8 Влияние пленкообразующих смазочных материалов Введение пленкообразующей добавки позволяет добиться более высоких технических параметров, в особенности после нагружения выше номинального момента, что указывает на появление у редуктора нового свойства - адаптивности. Был проведен ряд экспериментов по определению влияния смазочных материалов на показатели ЧП. При приработке редуктора Ч-80 на минеральном масле ТМ-5-18 максимально достигаемый тормозной момент, соответствующий максимуму КПД, составляет примерно 260 Н*м и равен номинальному моменту для этого редуктора. Это показано на рис.3. Рис.3. Зависимость КПД от тормозного момента по мере наработки для минерального масла. Кривая 1 - 80 часов; 2 - 150 часов; 3 - 180 часов. При использовании добавки «Стрибойл» тормозной момент, соответствующий максимуму КПД, составляет 340 Н*м (рис.4), то есть нагрузочная способность редуктора возрастает, а коэффициент динамичности снижается, поскольку он обратно пропорционален КПД. В результате ресурс передачи по критерию заедания должен увеличиться [3]. Рис.4. Зависимость КПД от тормозного момента при наработке 80 часов с КПК 25% после введения добавки «Стрибойл» Использование адаптивности путем введения пленкообразующих добавок в смазочные материалы может повысить стандартные параметры технического состояния редукторов, в частности, в наших испытаниях момент на тихоходном валу, соответствующий максимуму КПД, на 30% превышает стандартный номинальный момент для рассматриваемого редуктора, а КПД существенно превышает 80% (стандарт 78%).

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.