Файл: Антонов А.А. Пневматические фрикционные муфты в нефтяной промышленности.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 93
Скачиваний: 0
шкив деформирует баллон и смещается в боковом направлении на расстояние, равное эксцентриситету е. Если же к шкиву приложить момент Мч в радиальной плоскости, то под его действием баллон будет деформироваться, а оси муфты и шкива сме стятся относительно друг друга на угол у.
Эта обратимость ис пользована при разра ботке конструкции стенда СМ-500, общий вид . и схема которого показаны на рис. 28 и 29.
Изменяя направление действия силы QR на угол В от вертикальной оси стенда, можно нагрузить муфту дополнительно кру тящим моментом МК р, ве личина которого опреде ляется из выражения
M K P = < V = < ? B 4 s i n B , |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
(11.75) |
|
|
|
|
|
|
|
где г — плечо приложения |
|
|
|
|
|
|
|||||||
силы |
QR; |
А — |
расстоя |
|
|
|
|
|
|
||||
ние от |
оси |
шкива стенда |
|
|
|
|
|
|
|||||
до |
точки |
|
приложения |
|
|
|
|
|
|
||||
силы |
QR. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
sin Р = ^ . |
(И.76) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Задаваясь |
определен |
|
|
|
|
|
|
|||||
ными значениями силы QR |
|
|
|
|
|
|
|||||||
и угла |
В, можно |
экспери |
|
|
|
|
|
|
|||||
ментально |
найти |
зависи |
|
|
|
|
|
|
|||||
мость радиальной силы QR |
|
|
|
|
|
|
|||||||
от |
эксцентриситета |
валов |
|
|
|
|
|
|
|||||
е |
при |
установленном |
дав |
|
|
|
|
|
|
||||
лении |
воздуха |
в |
баллоне |
|
Рис. 29. Схема |
стенда |
СМ-500. |
|
|||||
р п |
и |
крутящем |
моменте |
|
|
||||||||
|
кр- |
|
|
осей муфты и шкива |
создавали |
гидродомкратами. За |
|||||||
|
"Перекос |
||||||||||||
даваясь определенными значениями давления масла в |
системе |
гид |
|||||||||||
родомкратов, можно |
установить |
зависимость |
момента |
Му, |
изги |
||||||||
бающего |
соединенные валы, от угла перекоса |
у |
при установленном |
||||||||||
давлении |
воздуха |
в |
баллоне |
рп. |
|
|
|
|
|
||||
|
Стенд |
для |
исследования |
компенсирующей |
способности |
муфт |
состоит из следующих основных узлов: шиннопневматической муфты ШПМ-500 1, закрепленной между обоймами рычагов, ее баллон имеет хлопчатобумажный шестислойный корд марки 9Т по
ГОСТ |
768—50 и резину протекторов из натурального |
каучука;шки- |
|
ва 2 и кронштейна 3 с винтовым механизмом для |
создания |
ради |
|
альной |
нагрузки на шкив и динамометром 1 1 для измерения |
вели |
чины этой нагрузки; контргруза 4 для уравновешивания шкива и кронштейна; опорного основания 5; двух гидродомкратов 6 (см. рис. 29) для создания момента на шкив в горизонтальной плоскости; рамы 7 (см. рис. 29) для крепления гидродомкратов; системы питания пнев матической муфты воздухом с компрессором и баллоном высокого давления 8; системы питания гидродомкратов маслом с прессом
«Рухгольц» |
9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
При проведении экспериментальных работ по программе на стенде |
||||||||||||||||||||
СМ-500 использовали манометр 1 0 для измерения давления |
воздуха |
||||||||||||||||||||
в |
сети |
питания |
баллона |
муфты |
при |
определении |
зависимостей |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
<?н = |
/ ( е , Р„,Мкр) |
uMy |
|
= |
f(e,pn) |
|
|
|
|
|
||||||
(точность измерений до 2,5%; ртах |
= 16 |
кгс/см2 ); |
|
|
ШПМ-500 |
||||||||||||||||
|
манометр для определения противодавления муфты |
||||||||||||||||||||
Ро> |
Ртах = 1,0 кгс/см2 |
(точность |
измерений |
до |
2,5%); |
|
|
|
|||||||||||||
динамометр |
Шеффера |
1 1 |
для |
измерения |
радиальных |
усилий |
|||||||||||||||
QR |
(<?max = |
1000 |
КГС); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
индикаторы часового типа для определения эксцентриситета е |
|||||||||||||||||||||
(точность измерений |
±0,01 |
мм); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
манометр |
образцовый |
1 2 |
для |
измерения |
давления |
в |
системе |
||||||||||||||
гидродомкратов |
стенда, |
дтах |
— 100 |
кгс/см2 |
(точность |
|
измере |
||||||||||||||
ний |
± 0 , 2 5 % ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Были |
использованы |
также угломер |
1 3 |
для установки |
направле |
||||||||||||||||
ния |
действия |
радиальной |
силы QR — угла р |
(шкала № 1 с ценой |
|||||||||||||||||
деления |
15'; |
р т |
а х |
= 80°, |
ТОЧНОСТЬ |
установки |
угла р ± |
0°07'); |
|||||||||||||
угломер |
для установки индикаторов |
под углом |
Р |
(шкала |
№ |
2 с |
|||||||||||||||
ценой деления 30'; |
р т а х |
= |
80°, |
ТОЧНОСТЬ |
установки |
угла |
± 0 ° 1 5 ' ) ; |
||||||||||||||
угломер 1 4 (см. рис. 29) для |
определения |
угла поворота оси |
шкива |
||||||||||||||||||
относительно оси |
муфты |
со |
шкалой |
№ |
3, |
имеющей |
цену деления |
||||||||||||||
Ю ' ( , у т а х |
= |
5°, |
ТОЧНОСТЬ измерений |
± 0 ° 0 5 ' ) . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Исследования зависимостей радиальной силы QR |
|
от |
эксцентри |
||||||||||||||||||
ситета валов е были разделены на |
три |
этапа: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1) исследование зависимости QR = /(е) при постоянном |
давле |
||||||||||||||||||||
нии воздуха в баллоне рп |
= 8 кгс/см2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2) исследование зависимости QR = f |
(е, |
рп) |
при |
различных |
(за |
||||||||||||||||
данных) |
давлениях |
воздуха |
в |
баллоне |
рп |
= |
6; |
8 |
и |
10 |
кгс/см2 ; |
||||||||||
3) исследование |
зависимости QR |
= / ( е , |
рп, |
MKV) |
при |
различных |
|||||||||||||||
(заданных) |
давлениях воздуха |
в баллоне |
рп |
= |
6, |
8, |
и |
10 |
кгс/см2 |
икрутящих моментах Мкр = 100, 200, 300, 400 и 500 кгс • м. Радиальную нагрузку на шкив муфты QR создавали с помощью
винтового механизма. Величину ее измеряли динамометром с уче том поправок по таблице тарировки. Боковое смещение шкива е под действием силы QR измеряли индикатором, закрепленным на ободе баллона. В каждом эксперименте индикатор устанавливали под углом р, соответствующим углу направления силы Q R .
Вэкспериментах при давлении воздуха в баллоне 6 кгс/см2
максимальная нагрузка на шкив QR ограничивалась 800 кгс в связи с тем, что при больших нагрузках появлялось окружное проскаль зывание части фрикционных колодок по поверхности шкива. При давлении воздуха в баллоне 8 кгс/см2 максимальная нагрузка со ставляла 900 кгс. Все эксперименты повторяли не менее 3 раз каждый.
При определении экспериментальной зависимости QR = f(e, рл) давление в баллоне устанавливали на заданную величину, после чего нагрузку последовательно увеличивали ступенями по 100 кгс на каждой. При максимальном значении силы и фиксации наиболь шего смещения шкива е нагрузку снижали также ступенями до нуля в обратной последовательности. Интервалы времени между циклами нагружения муфты вместе с замером радиального смещения шкива
составляли 5 мин. |
|
|
|
|
||
|
Для |
определения |
экспериментальной |
зависимости |
QR = |
f [є, |
Рп, |
Мкр) |
рычаг муфты |
устанавливали для |
каждого значения |
силы |
|
QR |
ПОД |
заданным углом р\ подсчитанным |
по формуле |
(11.76). |
Под |
этим же углом закрепляли индикатор для измерения бокового сме щения шкива е. После установления необходимого давления воз духа в баллоне муфту нагружали радиальной силой QR И создавали момент Мкр, затем фиксировали боковое смещение шкива е и на грузку полностью снимали.
На следующей ступени, уже под другим углом ($, нагружение муфты повторялось в том же порядке. Интервалы времени между замерами величины е на каждой ступени нагрузки колебались в пре делах 15—45 мин. Длительность интервалов была вызвана большой затратой времени на установку рычага муфты под углом р.
Во всех экспериментах заданное давление в баллоне муфты под держивалось с помощью редукционного клапана системы питания воздухом.
Зависимость изгибающего момента М7 от угла перекоса осей шиннопневматической муфты исследовали на стенде при заданных давлениях воздуха в баллоне 6, 8 и 10 кгс/см2 . Нагрузка на шкив Р для обеспечения необходимого момента My создавалась гидро домкратами, давление в которых поддерживалось на заданном уровне с помощью гидропресса «Рухгольц». Во избежание осевого про скальзывания фрикционных колодок по поверхности шкива макси
мальное давление в гидродомкратах на основании |
пробных |
экспе |
|
риментов было принято равным: |
|
|
|
Давление воздуха в баллоне рп, кгс/см2 |
6 |
8 |
10 |
Максимальное давление в гидродомкратах дг, кгс/см2 |
60 |
70 |
80 |
Давление в гидродомкратах для создания нагрузки увеличивали от нуля до максимального значения последовательно по 10 кгс/см2 на каждой ступени. Снижали нагрузки в обратном порядке. Ин тервалы времени между замерами угла перекоса на каждой ступени нагрузки составляли 5 мин.
Угол |
перекоса у |
замеряли двумя |
угломерами со шкалой № 2. |
В связи |
с тем, что |
практически оба |
угломера показывали один и |
тот же угол перекоса, фиксировались показания только одного
угломера, |
а |
второй использовали |
в качестве |
контрольного. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
М,кгс • л/ |
|
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
|
|
koo |
|
|
|
|
|
|
|
|
і |
|
г |
|
|
|
|
п |
|
У |
|
600 |
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
МО |
|
|
|
|
|
|
|
ZOO |
|
|
|
|
|
zoo - |
4 |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,Z |
|
0,¥ |
0,6 |
е,мм |
|
О |
1° |
f°30' |
Z0 |
2°30'г |
|
|
|
|
|
ЗО1 |
|||||||||
Рис. 30. График расчетной и экспери |
Рис. 31. График |
расчетной |
и экспери |
||||||||||
ментальной |
зависимостей |
радиаль |
ментальной зависимостей |
изгибающего |
|||||||||
ного усилия |
при |
|
эксцентриситете |
момента при |
перекосе |
валов |
муфты |
||||||
валов муфты |
ШПМ-500 |
(давление |
ШПМ-500 (давление в баллоне 8 кгс/см2): |
||||||||||
в |
баллоне |
8 |
кгс/см2): |
I |
— эксперимент; II |
— по |
формуле |
(11.63). |
|||||
/ — эксперимент; II |
— по формуле (11.35). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Наиболее |
типичные |
результаты |
экспериментов по |
исследованию |
эксцентриситета и перекоса валов, соединенных муфтой ШПМ-500,
приведены |
на графиках. На |
рис. 30 |
показан |
график зависимости |
|
QR = |
f (е) по одному из экспериментов. Среднее |
значение радиальной |
|||
силы QR по результатам эксперимента близко совпадает с теоретиче |
|||||
ским. |
На |
рис. 31 приведен |
график |
зависимости M v = / ( y , рп) |
по одному из экспериментов. Величина момента по результатам эксперимента близко совпадает с его теоретическим значением.
Экспериментальные исследования на стенде СМ-500 подтвердили основные результаты анализа компенсирующей способности шинно пневматических муфт, в том числе:
большое влияние несоосности и перекоса валов, соединенных шиннопневматической муфтой, на образование дополнительных на грузок на валы и другие детали агрегатов;
зависимость боковой податливости шиннопневматической муфты от давления воздуха в камере ее баллона;