Назначение и общие сведения, предъявляемые требования к сцеплениям и их классификация. Страница 8

также одновременно испытываются два ФС — разгонное и тормозное — показан на рис. 3.6, а [56]. Слож­ности, связанные с эксплуатацией таких стендов, очевидны.
40-14-
Циклограмма работы стенда, по­казанного на рис. 3.6, а, представ-
pmih    лена на рис. 3.6, б. Здесь испытуе-
- 4-| мое   ФС,   работающее   в режиме
разгона (верхний график), испы-тывается на усталость (долговечность), а работающее в режи­ме торможения —на сопротивление термическим нагрузкам.
Все многообразие конструкций стендов можно свести к пяти наиболее распространенным (см. рис. 3.5, в...ж). Преиму­щества и недостатки, а следовательно, и перспективы их при­менения можно оценить, рассмотрев современные требования к стендам: 1) наименьшая стоимость; 2) минимальные эксплу­атационные расходы; 3) точность и постоянство задания нагру­зок; 4) возможность программирования задаваемых нагрузок в любом порядке; 5) полная информация о свойствах объекта испытания.
Наиболее экономичны в изготовлении стенды, показанные на рис. 3.5, в, г и ж. Следует учесть,   что стоимость стендов

20с
Торможение Разгон

Рис. 3.6. Стенд фирмы «Валео» и циклограммы его работы:
1 — ДВС; 2 — испытуемое ФС  (разгонное); 3 — механизм выключения; 4 — инер­ционная  масса;  5 —  кожух;  6 — испытуемое  ФС   (тормозное);  7 —  время работы первого ФС  (режим разгона ИМ);  8 — время работы второго ФС  (режим торможе­ния ИМ); 9 —■ частота вращения ИМ; 10 — частота вращения вала двигателя
заметно зависит от применяемых средств автоматики и обра­ботки результатов. Эксплуатационные расходы определяются надежностью работы всех систем, расходом энергии и време­нем для подготовки к работе стенда и объекта испытаний (под­готовительное время). Здесь явное преимущество имеют стен­ды с электродвигателем, одним испытуемым ФС, работающим в режиме торможения, и изменяемым Jn путем смены переда­точного отношения в редукторе или радиуса ИМ, т. е. стенды по схеме рис. 3.5, ж. Удовлетворение третьего требования зави­сит прежде всего от совершенства автоматических устройств и обработки результатов. Кроме того, существенное значение имеет место установки испытуемого ФС.


Рис. 3.7. Стенд типа ИКС и цикло­грамма его работы:
/ — электродвигатель постоянного тока; 2 — инерционная масса; 3 — редуктор; 4 — НДК; 5 — ВД; 6 — приемный вал; 7 — механизм выключения; 8 — подвиж­ная опора; 9 — тензометрический рычаг; 10 разгон ИМ двигателем; It — тор­можение ИМ испытуемым ФС (двигатель отключен)
Четвертое требование удовлетворяется и совершенством автоматических устройств, и возможностями схемы. Здесь вновь преимущество имеет пятая схема, особенно тогда, когда Jn задается путем изменения радиуса ИМ, так как диапазон ско­ростей онч в этом случае определяется характеристиками при­вода и редуктором, а диапазон Jn — набором маховиков, передаточным отношением редуктора и изменением радиуса ИМ. Удовлетворение последнего требования почти полностью зависит от степени автоматизации обработки результатов. На большинстве зарубежных стендов задание режима испытаний и его контроль, сбор и обработка результатов автоматизиро­ваны с помощью компьютеров или микропроцессоров.
Таким образом, в настоящее время вышеизложенным требо­ваниям в наибольшей степени удовлетворяют стенды по пятой схеме. В 1970 г. по этой схеме был разработан стенд ИКС-1 (рис. 3.7, а), на базе которого под различными марками была создана серия подобных стендов (ЙКС-2, ИКС-Т, СИМС-73, СИМС-78, СИМС-84).
Цикл работы этого стенда (рис. 3.7, б) состоит из разгона ИМ до заданной пд электроприводом и последующего тормо­жения этой массы испытуемым ФС до нуля (сплошная линия) или до некоторого заданного значения (штриховая линия).
Параметры режимов испытаний ФС на стенде ИКС-1 при­ведены ниже.
/„, кг-м2 . . . 2,1; 2,9 6,9; 9,6 24,9; 34,9 80; 112 131; 184 п, мин-1 . . . .600 ...6000   350 ...3500   180... 1800   100... 1000    80 ... 800
Третий этап стенда — комбинированный — менее распро­странен, чем инерционный. Здесь ИМ имитирует вращающиеся и поступательно движущиеся массы машины, а гидравлический или электрический нагружатель — момент сопротивления ее движению. Такие стенды есть на некоторых отечественных тракторных заводах и в институтах и на ряде зарубежных фирм. Они чаще используются для исследовательских целей, хотя пригодны и для решения других задач.
На стендах можно воспроизводить практически весь спектр эксплуатационных нагрузок. Однако в большинстве известк*»* нагружений стендов все режимы относятся к категории форси­рованных. При этом главным критерием правильности назна­ченного режима является идентичность вида и характера де­фектов ФС на стенде и в эксплуатации. В зависимости от вида испытаний этот критерий дополняется рядом условий: возмож­ность прогнозирования долговечности, минимальное время ис­пытаний и пр.
На ФС действуют механические и тепловые нагрузки. Пер­вые на инерционных стендах задаются Jn, гон и числом вклю­чений Z. Вторые являются следствием первых и периода вклю­чений ФС. О тепловых нагрузках в ФС судят по объемной bv и средней поверхностной Ф* температурам. Чтобы обеспечить идентичность задаваемых и эксплуатационных нагрузок, на ФС выбирают один или два основных нагрузочных параметра, зна­чения которых стабильны на отдельных этапах испытаний. Остальные параметры рассчитываются как производные от основных. При этом чаще всего руководствуются следующими принципами расчета режима испытаний: характерным тяже­лым режимом эксплуатации тяговой или транспортной машины; удельной работой буксования ат; удельной мощностью трения
Л/т.у.
В первом случае нагрузочным параметром обычно назнача­ется 1п. Способы воспроизведения характерного тяжелого ре­жима разнообразны. Наиболее известны следующие [57] часто встречающиеся при эксплуатации автомобилей и тракторов: Jn принимается равным приведенному моменту инерции полио­стью груженого автомобиля или автопоезда при трогании с места на второй передаче ровного асфальтового шоссе; Jn эквивалентен ]а тракторного агрегата при его трогании на стерне с максимально возможной эксплуатационной силой тяги на крюке.
Однако и эти принципы расчета не охватывают всего спек­тра эксплуатационных нагрузок, чаще их применяют при конт­рольных   испытаниях на заводах.
В системе (3.1) первое уравнение учитывает распределение ат при переключении передач (область / на рис. 3.8), второе — распределение ат при трогании машины с места на первой пе­редаче (область // на рис. 3.8) и третье — распределение ат при трогании машины с места на второй передаче (область /// на рис. 3.8). Число уравнений в системе (3.1) может быть и больше трех, например, для трактора оно увеличивается на число передач в коробке, применяемых для трогания с места.
3. Сопоставить кривую Zi=f(ari) и кривую Zi = q>(aTi), пред­ставляющую собой зависимость числа включений ФС, необхо­димого для полного износа накладок, от ат (кривая усталости).
Уравнение усталости в анаформированном виде
ZfiPl\=^Z^ =const, (3.2)
где ат0 — предел выносливости пар трения ФС до износа или поломки; Zq —■ базовое число циклов нагружения; пц — пока­затель кривой усталости.
4. Определить накопленное повреждение Л'н. Используя ги­потезу линейного суммирования повреждений детали, напри­мер накладки, с учетом выражений (3.1) и (3.2) получим
а:= г j^l. (з.з)
5. Рассчитать эквивалентную удельную работу буксования, задаваемую на стенде. Преобразуя уравнение (3.3) и заменяя Z0 на Z3, будем иметь
ат.э^ „,   '       Л     ZA       J^e  Wdalt, (3.4)
' ' тт1п
где Z3— число включений до полного износа или поломки (от­каза) детали.
Так как Z9a™l3  величина постоянная, то существует бесконечное число сочетаний Z3 и ат.э, удовлетворяющих этому требованию. Для нахождения однозначного решения можно использовать выражение (2.257).
Точка пересечения абсциссы, соответствующей значению (рис. 3.8), с кривой усталости определит Zs, и тогда можно рассчитать ат.э по уравнению (3.4). Стендовые испытания ФС по удельной работе буксования наиболее часто применяются в отечественной практике и весьма распространены за ру­бежом.
Установлено [53], что наиболее типичные режимы эксплуа­тации характеризуются   следующими   значениями ат.э: 190...
270 Дж/см2 для однодисковых ФС, 150...190 Дж/см2 для двух­дисковых ФС. При этом Z3 равно 1000...7500 и 3000... 10 ООО включений. Зная ат,э, можно определить остальные параметры на стенде. Так, момент инерции маховых масс
/ _        2 (Лна!гЭ rfc Дс)
где Ап — полная площадь трения ВД; Lc — работа сил сопро­тивления деталей стенда, ускоряемых (замедляемых) ФС,
здесь Мс — момент сопротивления вращения деталей стенда; <р2.— суммарный угол поворота деталей стенда за время сво­бодного выбега; соНч  частота вращения ФС перед его вклю­чением.
В уравнении (3.5) знак плюс ставят при работе стендов с ФС в режиме торможения, а знак минус —в режиме разгона.
Температурный режим назначается в зависимости от целей или вида испытаний. Чтобы охватить все возможные режимы, необходимо учитывать: тЗу = 80...140°С — диапазон, в котором ФС в режиме торможения, а знак минус — в режиме разгона. ...250 °С ■—вероятный диапазон, соответствующий тяжелым ус­ловиям эксплуатации; г%<400°С •—температура, соответствую­щая экстремальным условиям.
Наряду с изложенным, в последнее время начинает приме­няться методика стендовых испытаний ФС по эквивалентным режимам нагружения, где за основу принимается не удельная работа буксования, а полная работа буксования на разных циклах нагружения.
Следует отметить, что назначение одинаковых режимов ис­пытаний для ФС различных машин существенно искажает реальные условия эксплуатации. Более того, условия работы двух конструктивной различных ФС на одной и той же машине в условиях эксплуатации также существенно различаются. Это объясняется тем, что работа буксования и тепловой режим при прочих равных условиях определяются также и конструктив­ными параметрами ФС. Следовательно, даже при сравнитель­ных ускоренных испытаниях двух ФС, устанавливаемых на одну и ту же машину, режимы их стендовых испытаний по работе буксования и температуре нагрева ПТ должны быть различны.
Условия нагружения ФС на машине при эксплуата­ции существенно меняются, следовательно, для получения объ­ективной информации об износостойкости накладок стендовые испытания ФС необходимо проводить при переменном нагру­зочном режиме. Для этого предварительно разрабатывается обобщенный режим нагружения ФС в эксплуатации по рабо-
Рнс. 3.9. Режим нагружения ФС:
1 в эксплуатации; 2 — при стендо­вых  испытаниях;  Li — работа буксо­вания  ФС на  1-м  этапе нагружения; /Vv число включений ФС в эксплуа­тации за один год работы машины
те буксования LT, который в дальнейшем должен быть воспроизведен при стендо­вых испытаниях (рис. 3.9).
Затем определяется объ­емная температура насыще­ния одного из ведущих дис­ков ФС на стенде для всех i этапов нагружения. Данные стендовых испытаний состоят из блока нагружения ФС при заданных значениях циклов нагру­жений LTi и времени охлаждения ФС на i-м этапе нагружения ^oxi до получения установившейся объемной температуры b"vi. При этом время включения ФС выбирается так, чтобы обеспе­чить на стенде близкий к эксплуатационному закон нарастания момента трения.
Далее определяется тепловой режим ФС для всех i этапов нагружения:
где b'v — разница между установившейся объемной темпера­турой деталей внутренней полости картера ФС (для тяжело-нагруженных машин обычно 80°С) и температурой окружаю­щей среды в помещении, где установлен испытательный стенд (20 °С).
На следующем этапе подбирается опытным путем продол­жительность стендового цикла tcoxi для каждого значения LTi из условия поддержания заданной температуры тЗу/. При этом t°oxi будет значительно меньше tOXi, что и обеспечивает ускоре­ние испытаний.
Далее для каждого этапа нагружения при заданных зна­чениях L-n и tcoxi производится серия включений из 1000 циклов и определяется износ лимитирующей по ресурсу накладки qri на один цикл.
При этом фактический ресурс накладок ФС в моточасах
где Н — допустимый износ накладки ВД ФС; Z^ —средняя на­работка машины за год, моточасы; k — число режимов нагру­жения ФС на стенде NTi — число циклов включений ФС в год на i-ом режиме нагружения.



1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я