Патентно-информационный поиск и анализ существующих конструкций. Производительность и затраты электроэнергии на классификацию материала

Очевидно, для того, чтобы мощность, передаваемую вариатором, получить постоянной, следует перемещать ведущий диск 1 {Ут Ф const), сохраняя при этом закон перемещения ведомого диска 3 (см. рис. 1.8.) таким, как это было установлено в выше-рассмотренном примере.

Определим, как должна изменяться величина у_т при условии . постоянства мощности без учета потерь.

По условиям статики поставленному требованию удовлетворяет равенство

 (7.6)

Подставляя значение х из уравнения (7.4), получаем

                                              (7.7)

При рассмотрении полученного уравнения видно, что величина у должна изменяться по закону параболы и в этом случае вариатор будет иметь идеальную характеристику.

Весьма  существенным   в  рассматриваемой задаче является определение А, при котором у не выйдет за   пределы   конструктивно заданных размеров промежуточного диска 2.

Взяв производную  и приравняв ее нулю, определим значение М_х, при котором у будет максимальным,

откуда

Подставляя полученное значение М_х в уравнение (7.7), после преобразований имеем

                                                    (7.8)

Здесь М_о определяется по формуле (7.6) при минимальном значении у = у₀ и максимальном значении х = х_т = у_т, т. е.

Подставляя значение М_о в формулу (7.8) и решая ее относительно А, получаем

                                              (7.9)

Кривые изменения величин х, у, N и i в зависимости от М_х приведены на рис. 1.10.

Рис 1.10. график зависимости N х и  i в

 зависимости от М_х  при изменении

значения у по закону,

соответствующему постоянству мощности

из которого видно, что с увеличением М_х от М_о до М_т ведущий диск 1 (рис. 1.8.) следует перемещать из положения, соответствующего минимальному значению у₀, в положение, определяемое его максимальным значением у_т, а затем возвращать в исходное положение.

Регулирование величины у_т вручную затруднительно, особенно в тех случаях, когда необходимо установить ведущий диск с достаточной степенью точности. Это возможно, если заданный крутящий момент на ведомом диске не изменяется продолжительное время.

Указанный недостаток не имеет места, если изменить принципиальную схему вариатора так, чтобы ведомый диск получил перемещение не только за счет деформации пружины, но также и за счет перемещения опоры пружины в осевом направлении. Конструктивная схема узла вариатора с перемещением опоры пружины показана на рис. 1.11.

Рис 1.11. схема лобового вариатора с перемещающейся опорой пружины

Диск 3, перемещаясь вдоль оси по нарезанной части вала, сжимает пружину 2 и поворачивает её опору 1. Ролик 4, установленный на опоре пружины, перекатывается по торцу профилированной шайбы 5, а ведомый диск 3 при этом перемещается не только за счет деформации пружины, но и за счет перемещения ее опоры.

Сохраняя прежние обозначения и полагая, как в первом примере, что у = у_т = const, М₀ = М и х_т = у_т, напишем условие постоянства мощности, передаваемой вариатором, без учета к. п. д.

Мп= М_хп_х = const.

В соответствии с поставленным условием размер х_1г опреде ляющий положение ведомого диска 3 при заданном моменте М определяется так:                                                         

                                                                    (7.10)

Размер х, определяющий положение диска 3 с учетом только деформации пружины при М_о = М, определяется уравнением (7.4)

Очевидно, дополнительное перемещение k_x диска 3 за счет перемещения опоры пружины будет равно разности

                                  (7.11)

По условию принято, что х_т = у_т, кроме того, в целях упрощения конструкции рассматриваемого узла желательно, чтобы при М_х = М и при М_х = М_т величина k_x равнялась нулю, а угол подъема винтовой линии резьбы вала соответствовал бы не более чем одному обороту (в относительном движении) диска при перемещении его вдоль оси на величину х_т — х₀. Здесь х₀ — минимальное значение х, при котором крутящий момент М_х равен М_т — максимальному заданному значению.

При этих условиях уравнение (7.11) принимает вид

откуда

то есть k_x будет равно нулю при двух значениях М_х, когда:

1)

2)                                              (7.12)

Формула (7.12) определяет значение А, при котором удовлетворяется поставленное условие:

 (7.13)

При известном А можно найти максимальное значениеk_r=k_m. Для этой цели, взяв производную  по уравнению (7.11) и приравняв ее нулю, получаем

откуда М_х, при котором k_x = k_m, будет равно

                                                               (7.14)

Подставляя полученное значение М_х в уравнение (7.11), после преобразований получаем

 (7.15)

Рис 1.12. график изменения N X_i  i x и R_x в

зависимости от М_х для вариатора с перемещающейся опорой пружины

Кривые изменения величин х, x_1, i, k_x и N в зависимости от М_х даны на рис. 1.12, из которого видно, что мощность N в пределах изменения момента М_х от нуля до номинального М_о возрастает по наклонной прямой, при дальнейшем увеличении М_х мощность сохраняется постоянной.

В заключение следует заметить, что вариатор, построенный в соответствии с рассматриваемой схемой, не может быть использован для реверсивного движения.

В случае необходимости, реверсивное движение осуществляется