Фрикционные передачи

Техническая механика

Общие сведения
Фрикционная передача — механическая передача, служащая для пере­дачи вращательного движения (или для преобразования вращательного движе­ния в поступательное) между валами с помощью сил трения, возникающих между катками, цилиндрами или конусами, насаженными на валы и при­жимаемыми один к другому.

Фрикционные передачи состоят из двух катков (рис.1): ведущего 1 и ведомого 2, которые прижимаются один к другому силой Fr (на рисунке — пружиной), так что сила трения Ff в месте контакта катков достаточна для передаваемой окружной силы Ft.

Рис.1. Цилиндрическая фрикционная передача:

1 — ведущий каток; 2 — ведомый каток

На практике применяют два способа прижатия катков: постоянной силой и автоматическое. Постоянная по значению прижимная сила катков допустима при передаче постоянной нагрузки. При переменной нагрузке прижатие катков должно изменяться автоматически — пропорционально изменению передаваемого вращающего момента. В этом случае снижаются потери на трение, повышается долговечность передачи.

В первом случае сила прижатия, осуществляемая обычно с помощью пружин, в процессе paботы изменена быть не может; во втором случае сила прижатия изменяется с изменением нагрузки, что положительно, сказывается на качественных характеристиках передачи. Однако применение специальных нажимных устройств (например, шариковое самозатягивающее устройство) усложняет конструкцию.

Один каток к другому может быть прижат:

— предварительно затянутыми пружинами (в передачах, предназначен­ных для работы при небольших нагрузках);

— гидроцилиндрами (при передаче больших нагрузок);

— собственной массой машины или узла;

— через систему рычагов с помощью перечисленных выше средств;

— центробежной силой (в случае сложного движения катков в плане­тарных системах).

Условие работоспособности передачи:

Ff≥Ft (1)

Нарушение условия (1) приводит к буксованию и быстрому износу катков. Для того чтобы передать заданное окружное усилие Ft., фрикционные катки надо прижать друг к другу усилием Fr так, чтобы возникающая при этом сила трения Ff была бы больше силы Ft. на величину коэффициента запаса сцепления β, который принимают равным β= 1,25…2,0.

Значения коэффициента трения между катками в среднем:

— сталь или чугун по коже или ферродо насухо f = 0,3;

— то же в масле f = 0,1;

— сталь или чугун по стали или чугуну насухо f = 0,15;

— то же в масле f = 0,07.

Подставив эти значения в уравнение, можно убедиться в том, что усилие прижатия фрикционных катков во много раз превышает передаваемое окружное усилие.

Классификация
Фрикционные передачи классифицируют по следующим признакам:

1. По назначению:

— с нерегулируемым передаточным числом (рис.1-3);

— с бесступенчатым (плавным) регулированием передаточного числа (вариа­торы).

Рис.2. Цилиндрическая фрикци­онная

передача с катками клинча­той формы

Рис.3. Коническая фрикционная передача

2. По взаимному расположению осей валов:

— цилиндрические или конусные с параллельными осями (рис.1, 2);

— конические с пересекающимися осями (рис.3).

3. В зависимости от условий работы:

— открытые (работают всухую);

— закрытые (работают в масляной ванне).

В открытых фрикционных передачах коэффициент трения f выше, прижимное усилие катков Fn меньше. В закрытых фрикционных передачах масляная ванна обеспечивает хороший отвод тепла, делает скольжение менее опасным, увеличивает долговечность передачи.

4. По принципу действия:

— нереверсивные (рис.1-3, 11 и 12);

— реверсивные (рис.10).

5. Различают также передачи с постоянным или автоматическим регулируемым прижатием катков, с промежуточным (паразитным) фрикционным элементом или без него.

Рис.3.1. Классификация фрикционных передач

Достоинства и недостатки
Достоинства фрикционных передач:

— простота конструкции и обслуживания;

— плавность передачи движения и регулирования скорости и бесшумность работы;

— большие кинематические возможности (преобразование вращатель­ного движения в поступательное, бесступенчатое изменение скоро­сти, возможность реверсирования на ходу, включение и выключение передачи на ходу без остановки);

— за счет возможностей пробуксовки передача обладает предохрани­тельными свойствами. Однако после пробуксовки передача, как пра­вило, резко ухудшает свои качества — появляются лыски на катках, неравномерно срабатываются фрикционные поверхности и т.д. По­этому использовать пробуксовку как предохранительное средство не рекомендуется;

— отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи;

— равномерность вращения, что удобно для приборов;

— возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа, причем на ходу, без остановки передачи.

Недостатки:

— непостоянство передаточного числа из-за проскальзывания;

— незначительная передаваемая мощность (открытые передачи — до 10-20 кВт; закрытые — до 200-300 кВт);

— для открытых передач сравнительно низкий КПД;

— большое и неравномерное изнашивание катков при буксовании;

— необходимость применения опор валов специальной конструкции с прижимными устройствами (это делает передачу громоздкой);

— для силовых открытых передач незначительная окружная скорость (v≤ 7-10 м/с);

— большие нагрузки на валы и подшипники от прижимной силы Ft, что увеличивает их размеры и делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности;

— большие потери на трение.

Применение фрикционных передач

Автор публикации

не в сети 1 месяц

Эли Джанхотов

0
Комментарии: 2Публикации: 65Регистрация: 26-03-2020

Фрикционные передачи: 2 комментария

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.