Содержание
Введение
1 Выбор асинхронной машины
2 Режим приработки
3 Нагрузочные устройства
4 Механические тормоза
5 Электрические тормоза переменного тока
Литература
Введение
Приработка и испытание является завершающей операцией в технологическом процессе ремонта агрегатов трансмиссии. Основными задачами приработки и испытания агрегатов трансмиссии после капитального ремонта являются проверка качества их сборки и работы механизмов в условиях, приближённых к эксплуатационным. Последнее обстоятельство предрешает необходимость испытания агрегатов трансмиссии под нагрузкой.
Приработка является совокупность мероприятий, направленных на изменение состояния сопряжённых поверхностей трения с целью повышения их износостойкости.
В процессе приработки изменяются микрогеометрия и микротвёрдость поверхностей трения, а также сглаживаются отклонения от правильной геометрической формы (гранённость, овальность и конусность изделий).
1 Выбор асинхронной машины
В качестве приводного устройства применяются асинхронные электродвигатели переменного тока с частотой вращения 1500 об/мин. Поскольку частота вращения ротора электродвигателя совпадает с предусмотренной техническими условиями частотой вращения ведущих валов испытываемых агрегатов трансмиссии, то в конструкциях стендов, как правило, применяется прямое соединение электродвигателя с испытываемым агрегатом.
Мощность электродвигателя приводного устройства определяется по формуле
,
где МТ
– удвоенный тормозной момент на каждой из полуосей ведущего моста, МТ
= 150 кНм;
n – частота вращения ведущей шестерни моста, n = 1500 об/мин;
ηм
– механический к. п. д. испытываемого агрегата, ηм
= 0,9;
i – передаточное число, i = 7,22.
кВт.
Выбираем электродвигатель АО2-Щ2-8/6/4 мощностью 50 кВт.
Определяем начальный крутящий момент.
Мн.э.д.
=974N / nc
;
где N – номинальная мощность асинхронной машины в кВт,
nc
– номинальная частота вращения асинхронной машины в об/мин.
Мн.э.д.
= 97450 / 1500 = 32,5 кНм
2 Режим приработки
Приработку и испытание производят при постоянной частоте вращения ведущей шестерни испытываемого агрегата 1400 – 1500 об/мин. продолжительность испытания техническими условиями не регламентируется, на большинстве ремонтных предприятий она составляет 20 – 25 мин и в том числе под нагрузкой 12 – 15 мин. Приработку и испытание целесообразно производить на маслах пониженной вязкости, что обеспечивает лучшее удаление из картеров механических примесей при спуске масла по окончании испытаний.
На основании рассмотрения условий и режимов приработки и испытания агрегатов трансмиссии можно установить следующие основные требования, предъявляемые к конструкции испытательных стендов.
1. Испытательные стенды должны иметь приводные устройства, осуществляющие вращение ведущего вала агрегата с постоянной частотой вращения.
2. Испытательные стенды должны иметь нагрузочные устройства, допускающие изменение величины тормозного момента и соответствующее оборудование (приборы) для измерения этого момента.
3. Конструкция зажимных опорных устройств должна обеспечивать минимальные затраты времени на установку и снятие агрегатов со стенда.
4. В конструкции стендов следует избегать установки каких – либо механизмов, создающих шум и затрудняющих прослушивание испытываемых агрегатов.
5. Конструкция стенда должна предусматривать максимальное использование готовых изделий и нормализованных узлов, поскольку до настоящего времени не организовано централизованное изготовление стендов для приработки и испытания агрегатов трансмиссии.
3 Нагрузочные устройства
В качестве нагрузочных устройств в стендах для испытания агрегатов трансмиссии применяются электрические, гидравлические и механические тормоза. Электрические тормоза подразделяются на типы: электрические тормоза переменного и постоянного тока; электромагнитные; индукторные и электропорошковые.
Принцип действия электрических тормозов переменного тока аналогичен принципу действия тормозов, применяемых для приработки и испытания двигателей. Учитывая менее жёсткие требования, предъявляемые к точности измерения тормозного момента при испытании агрегатов трансмиссии по сравнению с двигателями, с целью упрощения конструкций стендов можно не применять балансирную подвеску статора электродвигателя. Определение тормозного момента в этом случае с достаточной точностью производится по показаниям электрических приборов.
При использовании асинхронного электродвигателя в качестве электрического тормоза переменного тока необходимо, чтобы на всех скоросных режимах приработки и испытания агрегатов трансмиссии частота вращения ротора тормозного электродвигателя была бы выше синхронной.
В стендах для ведущих мостов в отличие от стендов для испытания коробок передач передаточное число между приводным и нагрузочным устройством в процессе испытания либо остаётся постоянным (в специализированных стендах), либо изменяется в относительно небольших пределах (в универсальных стендах). Последнее обстоятельство обусловливается малым различием в передаточных числах главных передач основных моделей отечественных автомобилей (легковые автомобили имеют передаточные числа 4,22 – 4,55, а грузовые автомобили 6,45 – 6,83). Но в любом случае кинематическая схема стенда должна обеспечивать устойчивую работу тормозного электродвигателя в генераторном режиме. Передаточное число промежуточной передачи стенда можно определить из зависимости
где i – передаточное число главной передачи испытываемого ведущего моста;
ict.n
– передаточное число промежуточной передачи стенда.
Согласно технических условий на приработку и испытание ведущих мостов, nnp.эл
= 1500 об/мин. В качестве тормозного электродвигателя в этих стендах практически применяются электродвигатели с синхронной частотой вращения 1500 и 1000 об/мин. Коэффициенты запаса в этих случаях могут быть приняты рав
Подставив в последнюю формулу числовые значения nnp.эл
, nct.эл
и α, можно определить требуемые передаточные числа промежуточных передач стенда/
При nct.эл
= 1500 об/мин
ict.n
≥ 1,3 1,5 .
ict.n
≥ 1,3 1,5 ≥ 0,18 0,21.
При nct.эл
= 1000 об/мин
ict.n
≥ 0,87 1,33 .
ict.n
≥ 0,87 1,33 ≥ 0,12 0,18.
4 Механические тормоза
Характерной особенностью конструкции стендов для испытания ведущих мостов является также необходимость специального устройства для блокировки дифференциального механизма.
Механические тормоза, в которых в качестве нагрузочного устройства используется тормозной механизм, являющийся конструктивным элементом испытываемого агрегата, используются на стендах для испытания ведущих мостов. Конструкция подобных стендов очень проста, но при этом не представляется возможным выдерживать нагрузочный режим согласно технических условий, а также не исключается возможность разрушения тормозных накладок вследствие их чрезмерного нагрева.
В испытательных стендах применяются механические нагружатели с червячными или планетарным редуктором, а также пневматические и гидравлические нагружатели. При сравнении различных нагрузочных устройств, применяемых в стендах для испытания агрегатов трансмиссии, предпочтение следует отдать индукторные тормоза. Преимуществом тормозов этого типа является устойчивая работа при широком диапазоне изменения скоростных режимов испытываемого агрегата, что упрощает конструкцию стенда и улучшает условия прослушивания испытываемого агрегата. Электропорошковые тормоза не имеют каких – либо преимуществ по сравнению с индукторными, но конструктивно несколько сложнее.
5 Электрические тормоза переменного тока
Электрические тормоза переменного тока серийно изготовляются заводами Союзсельхозтехники. При отказе от балансирного крепления статора и определении величины тормозного момента при помощи электроизмерительных приборов в качестве тормоза может быть использован стандартный асинхронный электродвигатель. Существенным преимуществом этих тормозов является небольшой расход электроэнергии за счёт её частичной рекуперации в сеть, а недостатком является необходимость включения в конструкции стенда дополнительного механизма (вариатора или стендовой коробки передач), усложняющего его конструкцию и ухудшающего условия прослушивания испытываемого агрегата.
Стенды с гидравлическими нагрузочными устройствами имеют некоторые преимущества по сравнению со стендами с электрическими тормозами переменного тока в части их меньшей шумности, но расходуют большее количество электроэнергии и требуют ещё дополнительного расхода воды для охлаждения циркулирующего в системе масла.
Электромагнитные тормоза, обладая теми же преимуществами и недостатками, что и индукторные, не получили распространения из – за их малой энергоёмкости, ограничиваемой нагревом обмоток возбуждения при относительно длительных нагрузочных режимах.
Положительным качеством стендов с замкнутым силовым контуром по сравнению с другими нагрузочными устройствами является малый расход электроэнергии, поскольку мощность приводного электродвигателя расходуется только на преодоление потерь на трение в механизмах стенда. Но недостатки, связанные со сложностью конструкции стенда (наличие двух редукторов и стендовой коробки передач), и, как следствие, плохие условия прослушивания испытываемой коробки, сводят к нулю значение экономического эффекта, достигаемого уменьшением расхода электроэнергии.
Стенды для испытания агрегатов трансмиссии подразделяются на специализированные, рассчитанные на испытание одной модели агрегата, и универсальные, предназначенные для испытания агрегатов различных моделей. Выбор типа стенда предопределяется структурой программы и масштабом производства ремонтного предприятия. Универсальные стенды целесообразно применять только на предприятиях с многомарочной программой при относительно малом количестве отдельных моделей ремонтируемых агрегатов.
В настоящее время ведутся разработки конструкций стендов, в которых соединение испытываемого моста с механизмами стенда осуществляется более простым способом – при помощи специальных муфт с пневматическим или гидравлическим приводом, являющихся конструктивным элементом стенда.
Принципиально иную конструкцию имеет специализированный стенд для испытания ведущих мостов автомобилей КамАЗ. Приводным устройством на стенде является трёхскоростной электродвигатель АО2-Щ2-8/6/4, что обеспечивает возможность приработки и испытания моста на трёх скоростных режимах – при частоте вращения ведущей шестерни 750, 1000 и 1500 об/мин.
На стенде имеются два нагрузочно – тормозных устройства, каждое из которых соединяется с одним из тормозных барабанов испытываемого моста. Нагрузочно – тормозные устройства состоят из электротормоза ТКГ300-П-2 и индукторного тормоза конструкции НАТИ. Подобная конструкция нагрузочно - тормозных устройств обеспечивает возможность проверки ведущего моста как при условии блокировки дифференциального механизма, так и при торможении каждой из полуосей. Блокировка дифференциального механизма осуществляется одновременным включением обоих индукторных тормозов, при этом выравнивание нагрузок на каждой из полуосей производится автоматически. Испытание ведущего моста с блокированным дифференциальным механизмом производится при отключенных электротормозах. Затем поочерёдно отключается один из индукторных тормозов и включается электротормоз, относящийся к данному индукторному тормозу, и производится испытание ведущего моста с заторможенной одной из полуосей.
Литература
1 Механизация и автоматизация капитального ремонта колесных и гусеничных машин, Абелевич Л.А., М.: «Машиностроение», 1972 г, 408 с.
2 Испытание восстановленных узлов и агрегатов, Артеменко М.И., Артеменко Е.М. Учебное пособие для студентов всех форм обучения специальности 150200 “Автомобили и автомобильное хозяйство” Рубцовский индустриальный институт.- Рубцовск: РИО, 2004.