СТЕНДЫ, НАГРУЖАЕМЫЕ ОСЕВЫМИ УСИЛИЯМИ РЕДУКТОРЫ

 

Работа косозубой цилиндрической передачи сопровождается появлением на опорах ее колес осевых реакций, величина которых прямо пропорциональна крутящим моментам на валах. Наоборот, при при­ложении осевого усилия к опоре косозубой шестерни последняя стремится повернуться. Если передача включена в замкнутый контур и такой поворот оказывается невозможным, то система получает нагруз­ку, пропорциональную приложенному к опоре усилию. Это свойство косозубой передачи используется для получения нагрузки в стендах, построенных по замкнутой схеме.

На схеме показана установка, разработанная ЦНИИТМАШ для испытания скоростных тяжело нагруженных косозубых передач 1131. Нагружение замкнутого контура здесь получается за счет сообщения осевого усилия одному из валов. Замкнутый редуктор образуют две пары зубчатых колес, смонтированных в общем корпусе. Соосные валы 1 и 4 зубчатых колес 2 и 3 связаны друг с другом торсионным валом. Зубчатые колеса 7 и 8 жестко насажены на валу 6, который вместе со стаканами, являющимися цапфами подшипника скольжения, может получать осевое перемещение на 15 мм в обе стороны от сред­него положения.


В полости между торцами вала и глухими крышками подается масло, давление которого может регулироваться. Воздействуя на торец вала, гидростатическое давление масла вызывает его осевое смещение. При этом вследствие противоположного направления вин­товых линий зубьев колеса поворачиваются в разные стороны закручивая торсионный вал до возникновения в нем крутящего момента, соответствующего давлению масла. При переключении масла в другую полость направление закрутки торсионного вала изменяется на противоположное и нагружаются противоположные профили зубьев.

Нагружатели описанного типа могут быть использованы и на стендах для испытания собранных редукторов. Принципиальная схема такого стенда, рассчитанная на одновременные испытания двух цилиндро-конических редукторов, показана схеме. Выводные валы испытываемых редукторов 1 и 2 соединяются друг с другом, а ведущие валы зубчатыми муфтами присоединяются к валам вспомогательного редуктора, в котором смонтированы находящиеся в зацеплении три косозубые цилиндрические шестерни. Две из них закреплены на своих валах жестко, а шестерня посажена на шлицах и тягой 5, соединенной с ней через два упорных шарикоподшипника, может перемещаться вдоль своего вала. Осевое усилие тяге сообщается от рычажного механизма, позволяющего регулировать величину и изменять направление усилия.



Осевое смещение шестерни стремится вызывать ее поворот, но, поскольку косозубая передача включена в замкнутый контур, такой поворот оказывается невозможным. В связи с этим система получает нагрузку, пропорциональную усилию. При включении двигателя стенда в замкнутом контуре, как и в рассмотренных выше случаях, начинается циркуляция мощности.

При проектировании стендов, построенных по этой схеме, необходимо обязательно предусмотреть устройство, позволяющее выбрать неизбежные в такой системе люфты. В противном случае нагрузка на передачах будет отсутствовать.

Действительно, за счет осевого перемещения шестерни ведущие валы испытываемых редукторов получают относительное угловое смещение на сравнительно небольшой угол, в то время как за счет имеющихся в зацеплениях испытываемых редукторов и соединительных муфтах зазоров эти валы могут провернуться друг относительно друга на значительно больший угол. В связи с этим прежде, чем прикладывать к шестерне осевую нагрузку, необходимо выбрать (в нужном направлении) имеющиеся в системе зазоры, что удобно делать, разворачивая друг относительно друга зубчатые полумуфты одной из муфт 3 и замыкая их лишь после полного выбора зазоров (желательно не только выбрать зазоры, но и сообщить системе некоторую предварительную деформацию). При изменении направления осевой нагрузки (это бывает необходимо при перемене обкатываемых профилей) муфту следует рассоединить и ее полумуфты развернуть друг относительно друга в обратном направлении.

Нагружение замкнутых испытательных стендов может быть осуществлено также путем приложения осевых усилий к резьбовому соединению с большим шагом. Принципиальная схема такой установки приведена на схеме. Ведущие валы испытываемых редукторов 7 и 3 при помощи зубчатых муфт связаны с нагружателем, состоящим из двух валиков 5 я 6, имеющих соответственно правую и левую винтовую нагрузку большого шага, и гайки, к которой через упорные шарикоподшипники прикладывается осевое усилие. При этом валики 5 и 6 стремятся развернуться друг относительно друга в противоположных направлениях, что создает нагрузку во всем замкнутом контуре. Величина нагрузки может изменяться на ходу, так как стакан подшипников гайки остается неподвижным. . Для выбора зазоров в системе при монтаже редукторов и при переходе на обкатку вторых профилей используют зубчатые муфты 4, шестерни которых разворачиваются друг относительно друга до получения некоторой небольшой предварительной деформации замкнутого контура. Привод осуществляется от балансирного двигателя, соединенного с ведущими валами редукторов 1 и 2.

К достоинствам описанных в настоящем параграфе нагружателей относятся плавность работы, возможность изменения нагрузки на ходу, относительная простота конструкции.

Основной недостаток — затрудненность измерения величины нагрузки. Для этого нужны специальные редукторы, так как величина осевого усилия лишь приближенно характеризует нагрузку контура (трудно учесть потери на трение в нагружателе). К недостаткам следует отнести также необходимость в выборе зазоров при перемене обкатываемого профиля.