Выравнивание загрузки клиновых ремней в стенде замкнутого силового потока

Экспериментальная оценка распределения загрузки между двумя испытуемыми ремнями стенда замкнутого силового потока, выполненная на серийном испытательном стенде КРВ [3], показала различие в нагруженности ремней, которое требует раздельной оценки результатов ресурсных испытаний для каждого из ремней стенда. Математической обработкой результатов планированного эксперимента получены выражения для определения окружного усилия и скольжения для каждой из секций стенда, а также потерь окружного усилия на преодоление сил вредного сопротивления в следующем виде

где Р — окружное усилие в передаче, кгс; E — скольжение, вызванное передачей окружного усилия, %; Х1, Х2 — значения диаметров шкивов и разности передаточных отношений в кодовом выражении; Рпот — потери окружного усилия, кгс.

На рис. 20 результаты эксперимента представлены графически в виде линий равного выхода на поверхностях отклика в плановом пространстве, спроектированных на нулевую плоскость. Из уравнений (34), (35) и (36) и графиков на рис. 20 видно, что зависимость окружного усилия и скольжения от заданной разности передаточных отношений близка к линейной, как и зависимость между окружным усилием и скольжением.

Функциональная связь между окружным усилием и скольжением ремня указывает на то, что равные по абсолютной величине усилия должны соответствовать равным по абсолютной величине скольжениям, т. е. |Е1| = |Е2| при |P1| = |P2|.

Для расчета условий, обеспечивающих уравнивание нагрузок двух ремней, воспользуемся описанным выше методом. Ремни в передачах I и II стенда нагружены одинаково, если

т. е. равенство нагрузок двух ремней на стенде замкнутого силового потока, работающего по диагонально-симметричной схеме нагружения, обеспечивается равенством частот вращения ведущего и ведомого валов стенда. Это условие может быть обеспечено включением в стенд какого-либо силового элемента, воспринимающего нагрузку, равную потерям энергии при испытаниях, и обеспечивающего в испытательном режиме равенство частот вращения ведущего и ведомого валов.

В общем случае равенство нагрузки ремней устанавливается при работе вспомогательного элемента, обеспечивающего общее: передаточное отношение стенда, равное полусумме передаточных; отношений двух испытуемых передач, т. е. для двух одинаковых ремней

Этим элементом может быть дополнительная передача с жестким передаточным отношением (зубчатая, цепная, плоскозубчатая и т. д.), ременная передача с регулируемым передаточным отношением, различные виды электромеханической связи и т. д.

Схема стенда, обеспечивающего равную загрузку ремней с применением вспомогательной передачи при испытаниях по двухшкивной схеме, представлена на рис. 21. Стенд состоит из ведущего вала 2, приводимого во вращение передачей 1, и ведомого вала 7 с закрепленными на них испытательными шкивами, 3, 5, 10 соединенными испытуемыми ремнями 4 и 11.

Испытуемые ремни находятся под натяжением, созданным натяжными приспособлениями 6 и 9. Диаметры шкивов 3 и 10 и шкивов 5 и 14 попарно равны между собой. Ведущий и ведомый валы соединены дополнительной передачей, состоящей из звездочек 15 и 8, замкнутых цепью 12 с натяжным устройством 13.

Вместо дополнительной передачи цепью 12 со звездочками 15 и 8 может быть применена ременная передача с регулируемым передаточным отношением и др.

При испытании ремней 4 и 11 по диагонально-симметричной схеме нагружения, приведенной на рис. 21, передаточное отношение ведущего 2 и карданного 7 палов устанавливается равным единице (числа зубьев звездочек 15 и 8 равны), так как среднее арифметическое передаточных отношений испытуемых передач испытательных шкивов 3, 5, 10, 14 равно единице.

Сохранение условия nвеД = nвщ на стенде обеспечивает равную, в пределах статистического рассеивания, загрузку не только двух, но и любого другого четного числа ремней. При этом лишь возрастает нагрузка на вспомогательную передачу.

Для форсированных испытаний клиновых вентиляторных ремней более перспективными следует считать стенды, моделирующие не двухшкивную, а трехшкивную передачу (см. например [3, 20]). На стенде замкнутого силового потока [3] неравенство условий испытаний двух ремней обусловливается не только разностью окружных усилий, но и тем, что натяжные шкивы располагаются на ветвях с различным натяжением, что безусловно сказывается на долговечности ремней. Идентичность условий испытаний ремней по трехшкивной схеме достигается обеспечением равенства частот вращения ведущего и ведомого валов, введением дополнительной передачи и использованием рациональной кинематической схемы стенда.

На стендах с равной загрузкой двух ремней схема замера передаваемой мощности не требует применения сложных и ненадежных тензометрических устройств. Необходим лишь контроль частоты вращения валов и натяжного усилия.