ПОДХОД К МОДЕРНИЗАЦИИ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА В ЭЛЕКТРОУСИЛИТЕЛЕ РУЛЯ Брынза Е.В.,Брынза А.А.,Алакин В.М.

Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана


Номер: 7-5
Год: 2016
Страницы: 18-21
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

червячная пара, срок службы, электрический усилитель руля, worm couple, operation life, electric power steering

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В данной работе показано, что для увеличения срока службы ЭУР необходимо изготовление и установка нового червячного колеса.

Текст научной статьи

При установке элетроусилителя руля на автомобиль ВАЗ-21214 (Нива) существуют основания и предпосылки технологического и эксплуатационного характера указывающие на необходимость модернизации червячной пары. Технологические особенности червячной пары позволяют делать редукторы с большим передаточным соотношением. При этом данная передача остаётся компактной и выдерживает большие нагрузки. Основные достоинства червячной пары (передачи) [4]: 1) Высокое передаточное соотношение при использовании всего двух деталей. Оно может достигать 1:110, хотя такие передачи используются не так часто. Чтобы получить такое соотношение использую только цилиндрические устройства (шестерни), то для этого понадобится минимум передача из 3-х деталей (шестерён); 2) Компактность редуктора на основе червячной пары, опять же, благодаря червяку; 3) Высокая плавность хода, по сравнению с цилиндрическими системами; 4) Низкий уровень шума червячной передачи основан на том, что червяк плавно скользит по зубцам, в отличие от цилиндрических шестерёнчатых передач. Червячная передача обладает так называемым эффектом самоторможения. Данное свойство приносит дополнительные положительные функции - отпадает необходимость использовать тормозное устройство. При этом червяк не даёт проворачиваться червячному колесу самостоятельно. Но это свойство может создавать дополнительные трудности, поэтому обязательно учитывается при создании механизмов на основе червячных пар. Червячная пара так же имеет некоторые недостатки, которые учитываются при создании редукционных систем и механизмов на её основе [4]. Низкий процент КПД, образуется в результате высокого коэффициента трения червяка с зубчатым колесом. На КПД так же влияет высокое передаточное соотношение. В среднем КПД зубчатых передач равен около 55%. Чтобы его повысить, для зубчатого колеса и поверхности червяка используют материалы с низким коэффициентом трения - бронзу, закалённую сталь. В некоторых системах используют пластики на основе капрона (и другие современные модификации), они обладают не только низким коэффициентом трения, но значительно снижают уровень шума. Высокий нагрев редукторов на червячной паре. Опять же, всё из-за вездесущего трения. Поэтому для снижения трения используют специальные смазки, а так же дополнительное охлаждение, которое может производиться непосредственно подачей воздуха. Создание ребер охлаждения на корпусе редуктора, использование бронзовых червячных колёс - всё это делается для удаления излишков тепла и является отрицательной стороной червячной передачи [4]. Червячные передачи можно использовать для передачи мощности не более 60 кВт, при повышении этого порога используют глобоидные передачи. Правда, такие системы редкость, но всё же встречаются в некоторых промышленных механизмах. При этом берут во внимание непосредственно конкретные условия эксплуатации, где учитываются сотни факторов механизма и условий его работы, а так же экономическую эффективность и целесообразность. Ещё один недостаток - это люфт выходного вала, который увеличивается при износе червячного колеса. Несмотря на это, на основе червячных систем создаются механизмы, которые используются в устройствах ЧПУ, роботизированных механизмах, и прецизионных устройствах. Червячные пара в основном используются в самостоятельном исполнении, на её основе создаются различные классы редукторов. Несмотря на некоторые недостатки системы, в редукторах она используется как наиболее распространённая. По факту, червячные редукторы имеют больший износ и меньший ресурс эксплуатации, но это связанно не сколько от самой системы, а зависит непосредственно от режима эксплуатации. Использование редукторов на основе червячной пары имеет некоторые особенности, которые, как правило, указываются непосредственно в документах об их эксплуатации. При соблюдении описанных там правил, время работы червячных редукторов отвечает их гарантированным срокам [1]. В связи с тем, что червячное колесо выполняется, как правило, из пластмасс или композиционных материалов срок службы его недолговечен (150 тыс. - 200 тыс. км) и плюс ко всему этому новое червячное колесо невозможно будет установить вместо старого выработанного и ЭУР придётся менять целиком. Поэтому чтобы этого избежать будет рассматриваться изготовление червячного колеса из безоловянной бронзы БрА9Ж4, которое будет запрессовываться на ступицу тихоходного колеса под посадку H7/s6 (рис. 1). Червячный вал под замену следует изготовлять из среднеуглеродистой стали марки 40Х с поверхностной закалкой до твердости (45…54) HRC с последующим шлифованием витков [3]. В результате такой замены возрастёт скольжение и произойдёт небольшое увеличение КПД передачи и увеличится срок службы ЭУР. Также возрастает ремонтопригодность ЭУР, вследствие того, что достаточно будет запрессовать новый зубчатый венец замен старого. Рисунок 1 - Червячная пара в разрезе электроусилителя рулевого управления Недостатком установки такого червячного колеса на привод ЭУР станет увеличение цены ЭУР на 10-15 %. Графики, демонстрирующие характеристики работы электроусилителя после модернизации (рис. 2-4) [2]: Рисунок 2 - Зависимость максимального компенсирующего момента от скорости, создаваемого системой для автомобилей семейства ВАЗ-2123 Рисунок 3 - Зависимость усилия на рулевом колесе от скорости движения автомобиля Рисунок 4 - Зависимость усилия на рулевом колесе от скорости вращения рулевого колеса для стоящего на месте автомобиля

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.