Что такое диапазон регулирования вариаторов и как он определяется

диапазон регулирования вариатора

диапазон регулирования вариатора
диапазон регулирования
Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента.
[ГОСТ 28358-89]

Тематики

вариаторы

Синонимы

диапазон регулирования

Справочник технического переводчика. – Интент . 2009-2013 .

диапазон регулирования анодного напряжения и тока рентгеновской трубки
диапазон регулирования гидродинамической передачи

Смотреть что такое «диапазон регулирования вариатора» в других словарях:

Диапазон регулирования вариатора — 2. Диапазон регулирования вариатора Диапазон регулирования Отношение максимальной частоты вращения ведомого элемента вариатора к минимальной частоте вращения при постоянной частоте вращения ведущего элемента Источник: ГОСТ 28358 89: Вариаторы… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон регулирования — 6.30 диапазон регулирования: (Нрк. диапазон изменения пропускной способности): Отношение условной пропускной способности регулирующей арматуры к ее минимальной пропускной способности, при которой сохраняется вид пропускной характеристики в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон регулирования, механизм регулирования вариатора, установленная безотказная наработка — диапазон регулирования, механизм регулирования вариатора, установленная безотказная наработка: По ГОСТ 26546. Источник: ГОСТ 26957 97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 28358-89: Вариаторы общего назначения с гибкой связью. Термины и определения — Терминология ГОСТ 28358 89: Вариаторы общего назначения с гибкой связью. Термины и определения оригинал документа: 2. ВАРИАТОРЫ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ 5. Вариатор зацепления Вариатор с гибкой связью, передающий окружное усилие при помощи пластинчатой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 26957-97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия — Терминология ГОСТ 26957 97: Вариаторы с широким клиновым ремнем. Общие технические условия оригинал документа: вариатор с широким клиновым ремнем: Вариатор, в котором вращение от входного вала к выходному осуществляется при помощи фрикционной… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Вариатор — Клиноремённый вариатор с клиновой цепью Фрикционный клиноремённый вариатор … Википедия

Вариаторы

Вариатор — механическая передача, способная плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения производится вручную или автоматически.

Вариатор применяется в устройствах (агрегатах), требующих бесступенчато изменять передаточное отношение, таких как автомобили, конвейеры, металлорежущие станки, мешалки и др.

Виды механических вариаторов:

Фрикционные вариаторы:

лобовые;
конусные;
шаровые;
многодисковые;
торовые;
волновые;
клиноременные.

Вариаторы зацепления:
- цепной вариатор.
Фрикционные передачи с плавным изменением передаточного отношения по кинематике удобно разделить на простые передачи (рис. 76) и сдвоенные передачи с промежуточными телами качения (рис. 78 и 81), а по форме тел качения, изменяющих радиусы качения в процессе работы — на дисковые (рис. 80), конусные (рис. 78), шаровые и торовые (рис. 81).

Рис. 76. Фрикционная планетарная передача

По разветвлению потока мощностей передачи делят на одно- (рис. 77) и многопоточные (на рис. 80 —двухпоточная).

Важнейшей кинематической характеристикой вариаторов является диапазон регулирования скоростей D = n₂_max / n₂_min ≈ R_max / R_min где n₂_max и n₂_min — максимальная и минимальная частота вращения на выходе (см. рис. 77).

Вариаторы, как правило, выполняют сдвоенными с симметричным диапазоном регулирования частот вращения (рис. 78 и 81), в которых радиус каждого колеса может изменяться от минимального значения до максимального. При этом диапазон регулирования определяют по формуле

Наибольший диапазон регулирования частот вращения простого вариатора равен 3-6, сдвоенного — 12.

При больших диапазонах регулирования значительно понижается КПД.

Рис. 77. Лобовая фрикционная передача Рис. 78. передача с раздвижными конусными

(вариатор). шкивами и промежуточным рабочим телом.

Лобовые вариаторы (см. рис. 77). Они вследствие значительного геометрического скольжения на площадке касания и возможности только одностороннего регулирования уступают вариаторам других конструкций по величине диапазона регулирования, КПД и износостойкости. Однако благодаря перпендикулярности осей ведущего и ведомого валов и возможности реверсирования этих передач, кинематическая схема машин упрощается и эти вариаторы находят ограниченное применение.

Вариаторы с раздвижными конусными шкивами и кольцевым промежуточным телом (рис. 78). Регулирование скорости достигается изменением радиусов (d₁/2 и d₂/2) контакта с промежуточным телом 2 конусных дисков 1 и 4 путем их раздвижения и сближения двумя рычагами 3 с резьбовыми парами 5.

В качестве промежуточных тел применяют широкие клиновые ремни (рис: 79, а), нормальные клиновые ремни, стальные кольца (рис. 79, б), специальные цепи (рис. 79, в).

Основное применение среди всех механических вариаторов имеют клиноременные с широким клиновым ремнем. Они просты в изготовлении, надежны в работе. Их применяют для значительных диапазонов регулирования от 4 до 9. Мощность вариатора до 40 кВт.

Цепные вариаторы. Имеют по две пары раздвижных конусных дисков с прямыми радиальными зубьями на поверхности конусов и сложную цепь с пакетами подвижных пластинок (рис. 78, в), образующими зубья при набегании на диски. Зубья на парных конусных дисках смещены на полшага по окружности.

Регулирование скорости вращения осуществляется сближением пары дисков на одном валу и синхронным их раздвижением на другом валу. При этом зубья цепи формируются выдвижением пластинок.

Многодисковые вариаторы. Основаны на регулировании скорости сближением и раздвижением осей конических дисков 1 и 2 (рис. 80). Их изготовляют многопоточными для передачи больших мощностей. Угол конусности дисков 4. 5 °. Число дисков в пакете в зависимости от мощности составляет 10. 15.

Вариаторы хорошо работают даже при малых частотах вращения.

Торовый вариатор (рис. 81). Имеет на входном и выходном валах торовые чашки 1 и 2, между которыми вращаются два или три ролика 3. Рабочий профиль чашек очерчен дугами окружности с общим центром кривизны О. Частота вращения регулиоуется изменением угла наклона осей вращения роликов 3.

Вращающий момент от входного вала к ведущей чашке и от ведомой чашки к выходному валу передается через независимые нажимные устройства, что обеспечивает самозатягивание передачи.

Преимущественно применяемые материалы тел качения — сталь по текстолиту (из текстолита изготовляют обод ролика 3). Вариатор имеет начальное касание по линии и работает без смазывания. Диапазон регулирования вариатора 4. 6.

Рис. 79. Виды (сечения) промежуточных тел Рис. 80. Дисковый вариатор. Рис. 81. Торовый вариатор

в передачах с раздвижными конусными шкивами.

Подобно фрикционным, ременные вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения угловой скорости ведомого вала. Распространение получили клиноременпые вариаторы со специальными широкими клиновыми ремнями, диапазоном регулирования Д обычно до 5, а иногда и до 12.

Такой вариатор конструкции ЭНИМС представлен на рис. 82. Каждый из шкивов этого вариатора состоит из двух конических дисков, один из которых закреплен с валом неподвижно (1 и 4), а другой (3 и 5) может перемещаться в осевом направлении. Диск 3 поджимается пружиной 2, а диск 4 перемешается с помощью электродвигателя управления и специального механизма 6.

Применяют также клиноременные вариаторы со стандартными клиновыми ремнями, диапазоном регулирования Д = 1,45 (профили С, D, E). 1,7 (профили О, А, B).

К ременным вариаторам относятся также колодочно-ременные. В них вместо клинового ремня применяется высококачественная лента (ремень), к которой крепятся колодки из легких сплавов и дерева. Диапазон регулирования колодочно-ременных вариаторов Д = 2. 10.

Передаточные отношения (максимальное i_ma_х и минимальное i_min) и диапазон регулирования Д для ременных вариаторов определяют так же, как и для фрикционных.

Многообразие конструкций и ограниченное применение вариаторов не позволяет систематизировать методы их расчетов.

Кинематический расчет формируется из приведенных выше элементарных кинематических зависимостей.

Расчет клиноременных вариаторов можно строить по аналогии с клиноремёнными передачами.

Расчет на прочность вариаторов с контактирующими телами качения ведут по формулам Герца.

Рис. 82. Клиноременной вариатор.

Опасным элементом в вариаторах являются обычно промежуточные тела или рабочие тела, которые работают на всех скоростях вращения.

Расчеты на прочность вариаторов наиболее близки к расчету на контактную прочность зубчатых передач, включая переменность режима нагрузки.

При проектировании вариаторов или проверке правильности назначаемых их размеров и других параметров целесообразно максимально использовать накопленный опыт: табличные данные из каталогов, данные эксплуатации по одному типоразмеру вариатора с последующим использованием методов подобия.

Основные тенденции совершенствования конструкций и расчета вариаторов: выполнение вариаторов с самозатягиванием, т. е. силы прижатия тел качения растут пропорционально передаваемому моменту; применение специальных высокотяговых масел; применение многопоточности передачи энергии.

Детали машин

Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала.
Бесступенчатое регулирование скорости способствует повышению производительности работы машины вследствие возможности выбора оптимального режима, оно благоприятно для автоматизации и управления на ходу.

В качестве механизма главного движения в вариаторах применяют передачи разного типа – фрикционные, ременные, цепные. Их выполняют в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом ведущего и ведомого катков, с промежуточным элементом (например, ремнем) и планетарные.

Одной из основных характеристик вариатора является диапазон регулирования, равный отношению максимальной частоты вращения ведомого катка n_2max к его минимальной частоте вращения n_2min :

Обычно для одноступенчатых вариаторов диапазон регулирования выбирают в пределах Д = 3. 8.

Разновидности вариаторов

В зависимости от формы тел качения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и другие.
Разработано большое число конструкций вариаторов с различными принципиальными схемами, в зависимости от назначения и применения в различных механизмах и машинах.
Многообразие конструкций вариаторов не позволяет систематизировать методы их расчетов.

Вариаторы подбирают по каталогам и справочникам, в зависимости от передаваемого крутящего момента, диапазона регулирования, частоты вращения ведущего вала и конструктивных особенностей.

Лобовые вариаторы

Лобовые вариаторы применяют в винтовых прессах и различных приборах. Бесступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала достигается передвижением малого катка вдоль вала, т. е. изменением радиуса R₂ .
Лобовые радиаторы допускают реверсирование вращения (передвижением малого катка из положения А в положение Б, см. рис. 2 ).

Рабочие поверхности катков лобовых вариаторов подвержены интенсивному износу вследствие существенной разницы скоростей на площадке контакта (геометрическое скольжение) .
По этой же причине лобовые вариаторы имеют невысокий КПД.

Поскольку R₁ = const, диапазон регулирования лобовых вариаторов определяется по формуле:

Вариаторы с раздвижными конусами

Этот тип вариаторов имеет наибольшее применение в машиностроении. Промежуточным элементом вариаторов с раздвижными конусами является широкий клиновый ремень (см. рис. 3) или специальная цепь.
Плавное изменение частоты вращения ведомого вала достигается раздвижением ведущего и синхронным сближением ведомого конусных катков, т. е. изменением расчетных радиусов катков R₁ и R₂ .

Максимальное и минимальное значение передаточного числа вариатора с раздвижными конусами определяется по формулам:

Клиноременные вариаторы просты и надежны в эксплуатации, стандартизированы.
Диапазон регулирования таких вариаторов Д ≤ 8.
При использовании широких ремней передаваемая мощность достигает 50 кВт при КПД η = 0,8. 0,9.

Наглядно принцип работы клиноременного вариатора можно увидеть здесь.

Цепные вариаторы сложнее и дороже клиноременных, но компактнее, надежнее и долговечнее. Они обеспечивают постоянство передаточного числа из-за отсутствия проскальзывания.
Цепные вариаторы могут передавать мощности до 100 кВт и имеют диапазон регулирования Д ≤ 7.
КПД таких вариаторов η = 0,8. 0,9.

Клиноременные и цепные вариаторы не способны осуществлять реверсивное движение ведомого вала.

Торовые вариаторы

Торовый вариатор состоит из двух соосных катков с тороидальной рабочей поверхностью и двух или трех промежуточных роликов (рис. 4) .
Частоту вращения ведомого вала регулируют поворотом промежуточных роликов с помощью рычажного механизма, в результате чего изменяются радиусы поверхностей контакта R₁ и R₂ .

Торовые вариаторы имеют наиболее совершенную и компактную конструкцию в сравнении с вариаторами других типов. Скольжение у них сведено к минимуму.
КПД достигает 0,95, диапазон регулирования Д ≤ 6,3.

Основные недостатки торовых вариаторов – сложность конструкции, высокие требования к точности изготовления и монтажа.
Особенностью торовых вариаторов является противоположное вращение ведущего и ведомого валов.
Реверсивное движение ведомого вала не осуществляют.

Текущее значение передаточного числа торовых вариаторов рассчитывают по формулам:

Многодисковые вариаторы

Многодисковые вариаторы состоят из пакетов ведущих и ведомых раздвижных конических дисков, прижимаемых пружинами (рис. 5) .
Изменение частоты вращения ведомого вала в таких вариаторах осуществляется за счет перемещения ведущего вала относительно ведомого в направлениях, указанных на рис. 5 красными стрелками. При этом изменяется межосевое расстояние и расчетный радиус R₁ ведущих дисков.

При работе дисков в масляной ванне долговечность и надежность многодисковых вариаторов существенно повышается.

Передаточное число многодисковых вариаторов определяется по формулам:

Диапазон регулирования многодисковых вариаторов Д ≤ 4,5, КПД η = 0,8. 0,9.

Применение многодисковых вариаторов позволяет уменьшить габариты конструкции при больших значениях передаваемой мощности.
Как и рассмотренные выше типы вариаторов (клиноременные, цепные, торовые) , многодисковые не способны осуществлять реверсивное движение ведомого вала.

Кроме рассмотренных здесь типов вариаторов применяются и другие конструкции — конусные, двухконусные, дисковые, роликовые и т. д. Конструкции некоторых из них представлены на рисунке ниже.

Определение диапазона регулирования вариатора

3. Определение влияния нагрузки на величину текущего значения передаточного числа вариатора.

Установить режим холостого хода (Т₂ = 0).

Изменяя расстояние между ведущими шкивами, установить передаточное число вариатора в диапазоне U = 1,5…2,0. Последовательно увеличивая нагрузку на ведомом шкиве (Т₂ > 0), фиксировать изменение текущего значения передаточного числа U_i. При каком значении тормозного момента наступает полное буксование ремня? Повторить для ремней типа А, В. Данные занести в таблицу 50, дать анализ.

Влияние нагрузки на передаточное число вариатора

Ремень типа 0 (Z)

Крутящий момент на ведомом шкиве, Н·мм, Т₂
Похожие публикации: