LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Покращання ефективності системи захисту від перевантажень та інтенсивного спрацювання приводу млинів барабанного типу

радіальної дії є те, що кульки під час вмикання рухаються до периферії пазів паралельно радіусам півмуфт, а осьової дії - паралельно осі обертання муфти. Базуючись на розроблених принципових схемах, запропоновано реальні конструкції, обґрунтовані кінематичні, геометричні та силові параметри кулькових муфт вільного ходу, одна з яких наведена на рис. 1.











Рис. 1. Конструкція кулькової обгінної муфти:

а) загальний вигляд: 1 – ліва півмуфта; 2 - права півмуфта; 3 - кульки; 4 - корпус (стакан); 5- з'єднувальні болти; 6 - кільце упорне; 7 – пружина; б) розташування пазів півмуфти; в) поперечний переріз пазів півмуфти.

Півмуфти містять похилі, протилежно розташовано, пази 8. Під час обертання півмуфти 1 за годинниковою стрілкою (якщо дивитись на муфту з лівого торця) кульки, западаючи у пази півмуфти 2, примушують її обертатись. При цьому муфта перебуває у робочому режимі та передає обертальний момент. При зміні напрямку обертання півмуфти 1 на протилежний, або при наданні півмуфті 2 прискорення, a також під час зупинки півмуфти 1 півмуфта 2 продовжує за інерцією обертатися, кульки виходять із зачеплення, роз'єднуючи автоматично кінці валів, що унеможливлює передавання обертального моменту.

Досліджено закономірності зміни питомих навантажень між кульками та боковими поверхнями пазів півмуфт. Установлено, що навіть при сталих зовнішніх навантаженнях розподіл питомого тиску в зоні дотику наближається до параболічного типу

; , (2.1)

де ро і ру – значення номінального і розрахункового питомих тисків; х і y – координати точок дотику; r – радіус кульки; Ft1 – колова сила, що діє на одну кульку у випадку рівномірного навантаження.

Кількісний аналіз проведено для таких вихідних параметрів: корисна потужність на ведучій півмуфті - 450 кВт; кутова швидкість обертання - 1,94 рад/с; обертальний момент - 34000 Н∙м; зусилля, що діє на кульку - 14200 Н; діаметр кола центрів кульок - 400 мм; кількість кульок - 12, діаметр кульок - 39,70,2 мм.

Розглядались два граничні випадки: для кутів нахилу ? = 0 і ? = 45. Випадок ?=0 є теоретично можливим, а другий - має місце тоді, коли дуга дотику кульки до пазів півмуфти є найбільшою та дорівнює 0,75 π.

Закономірність зміни питомого тиску наведено на рис. 2, а їхні значення у табл. 1.





















Рис. 2. Розподіл питомого тиску: а) в площині обертання; б) в дотичній площині

Для першого випадку (?=0) маємо точки дотику а...д, а для другого (?=45) – а...ж. Встановлено, що у другому випадку максимальна величина питомого тиску має місце у точці "з" тобто зміщується на кут γ1?22,5 по відношенню до максимального значення першого випадку. Це пояснюється тим, що напрямок загальної реакції між кульками та боковими поверхнями півмуфт залежить від кута нахилу пазів. Таке явище важливе для практики, оскільки кутом нахилу пазів можна покращити взаємне центрування півмуфт у осьовому напрямку.

Таблиця 1

Координати та значення питомого тиску зачеплення кульки

Точка

а

б

в

г

д

з

ж

Параметри








Координати:

х, мм

у, мм


20,0


18,478

-7,645


14,142

14,142


7,645

-18,478


0

-20


-7,654

-18,478


-14,142

-14,142

Кут, град.

0

22,5

45

67,5

90

112,5

135

pу=f(p0)

0

0,1965 p0

0,5 p0

0,8535 p0

p0

2,00005 p0

0,9999 p0

Друга частина цього розділу присвячена динамічним явищам, що мають місце під час неусталених режимів роботи барабанних млинів. Розроблена динамічна розрахункова схема з наступними припущеннями: муфта вмикається всіма кульками одночасно; кульки та півмуфти є жорсткими та пов'язані між собою невагомими пружними елементами.

Встановлено, що на початку руху та під час зупинки мають місце більш інтенсивні коливні процеси.

Процес вмикання муфти зручно поділити на два етапи. Для спрощення розв'язку задачі припускаємо, що на протязі першого етапу відбувається розгін ведучих мас, включаючи ведучу півмуфту (рис. 3).

Тоді на основі балансу кінетичної та потенціальної енергій і, використовуючи відоме рівняння Лагранжа, запишемо математичну модель руху мас частини пружної системи у загальному вигляді:

;

, (2.2)

де І1 і І2 - зведені моменти інерції мас двигуна та півмуфти з кульками; j1 і j2–кутові координати цих мас; Мд і Мо – відповідно моменти рушійний і опору; С1 - крутильна жорсткість вала.










Рис. 3. Розрахункова схема привода з кульковою муфтою вільного ходу

Розв'язуючи (2.2) аналітично, отримано деформацію пружної ланки, її максимальну величину та максимальну величину навантаження:

; ; . (2.3)

Враховуючи кутове переміщення ведучої частини приводу та граничні значення віддалення 0 ? а ? аmax., .отримано вираз для визначення часу закочування кульок в пази ведомої півмуфти (час вмикання муфти):

; . (2.4)

На основі положення про те, що передавання руху обгінною муфтою можливе у одному напрямку, можна стверджувати, що до другої частини системи на початку її руху прикладається М max з початковою швидкістю і математична модель руху мас цієї частини системи набуває вигляду:

; , (2.5)

а величина деформації пружної ланки визначається як

. (2.6)

Якщо відлік часу вести від початку руху веденої півмуфти, то матимемо:

– навантаження на початку руху; (2.7)

– максимально можливе навантаження.

Запропоновані аналітичні залежності мають наукову новизну та практичне значення. Вони уможливлюють вибір потрібних геометричних, інерційних та жорсткісних параметрів на етапі проектування обгінних муфт для широкого діапазону вихідних даних, які може задавати споживач.

У третьому розділі проведений аналіз експлуатаційних показників великогабаритної відкритої зубчастої передачі вуглерозмелювальних млинів. Виконано кількісний аналіз міцнісних показників з визначення основних факторів, що впливають на експлуатаційний термін таких передач на Добротвірській ТЕС з метою розробки заходів і пропозицій щодо покращання умов роботи та продовження терміну