CN2282234Y

CN2282234Y - 封闭电流式带传动实验台

Info

Publication number: CN2282234Y
Application number: CN 96245752
Authority: CN
Inventors: 陈焕宜; 崔汉森; 陈建光; 梁少立
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2006-11-08

Abstract

本实用新型是一种封闭电流式带传动实验台。它是由安装成一体的主机机械和控制系统两部分组成。主机机械部分包括平衡电机、带传动装置、改变包角装置、测速装置、测力矩装置等;控制系统部分主要包括三相调压器、三相开关、交流接触器、电压表、电流表等。平衡电机为两台相同型号的异步电动机改装而成。本实验台机电一体化,结构简单，操作与维护方便且演示直观,动手测试方便、节能,非常适用大、中专学校机械设计实验教学。

Description

封闭电流式带传动实验台

本实用新型属于机械设计实验设备技术领域，具体是指封闭电流式带传动实验台。

在带传动的教学和研究中，目前普遍使用的是PX-1皮带传动实验台，主动电机用三相交流异步电动机，负载电机用汽车直流发电机，均作平衡电机，通过被测试的带传动相联接。实验台可测定带传动效率曲线、滑动率曲，线观察带的弹性滑动和打滑现象。但是电气系统较复杂，需要变压及整流电路；测量转差用的发光二极管线路中的铜刷极易磨损，导致光轴不能正常发光；直流发电机除加载外，大部分电能经电热盘发热消耗掉；同时实验台箱体的高度太低而不适合实验操作；需要附加使用手持式转速表及秒表，导致测量精度低等。

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足之处，提供一种更适合实验教学和研究用的结构简单、操作测试和计算方便、演示直观的封闭电流式带传动实验台。本实验台可测定带传动效率曲线、滑动率曲线、观察带的弹性滑动和打滑现象、观察改变包角对带传动的影响等。

封闭电流式带传动实验台，其特征在于，它是由安装成一整体的主机机械和控制系统两部分组成：

主机机械部分是由两台平衡电机，一套带传动装置，一套改变包角装置，两套测速装置和两套测力矩装置所构成，两台平衡电机为相同型号异步电动机，一台作负载电机，另一台作主动电机，为V带传动的带传动装置包括装有V带、分别被安装在主动电机和负载电机轴伸上的主动轮和从动轮以及作移动主动电机以调节中心距用的滑轮和配重，改变包角装置包括螺杆支承框架，两端为左、右旋螺纹的螺杆，内螺纹支承块、带轮及手轮等，测速装置包括一个测速齿轮、磁电传感器及支承架、转速显示仪等，测力矩装置包括测力臂、压力杆、压力套及测力器等；

控制系统部分主要由完成主动电机和负载电机在0～450V范围内无级调压的三相调压器，与主动电机和负载电机相接，分别控制启动和加载过程的三相开关，交流接触器，电压表，电流表等组成；

主机机械与控制系统的相互联接关系为两台相同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联于电路中，电机轴伸上分别安装有主、从动带轮，并通过Z型V带相联接，电机的另一轴伸上分别安装一个测速齿轮，通过支承架使磁电传感器的芯轴对正测速齿轮的轮齿。

本实验台的运行原理是利用三相异步电动机的发电反馈制动特性加载。两台相同型号的异步电动机分别通过三相调压器并联于电网中，设计时使两台电动机的转向相同，通过带传动强迫负载电机进入发电反馈制动状态运行，则可实现无级稳定加载的目的。因为，实验台运行时，主动电动机的转速低于同步转速，按电动机状态运行，产生的电磁转矩与转轴转向相同，电动机将电能转换成机械能，同时电动机通过V带传动使负载电机高于同步转速运行，负载电机产生的电磁转矩的方向与转轴的转向相反，成为制动转矩，此时负载电机实际上已成为与电网并联运行的异步发电机，它将V带传动输入的机械能转换成电能送入电网，这样不但对V带传动加载，而且可节约实验所需的电能。由于T∝u²，所以通过旋钮改变三相调压器的电压u，可得到不同的制动转矩T，而且u越大，T也越大，只要u连续无级改变，T也随着连续无级变化，从而可实现无级稳定加载。

本实用新型与现有带传动实验台相比较具有如下优点：

1、主机机械与控制系统两部分设计安装成一整体，结构紧凑，操作及维护方便且造型美观；演示直观，动手测试方便，非常适用于大、中专学校机械设计实验教学。

2、由于本实用新型采用两个三相调压器控制作平衡电机用的两台电机运行，通过缓慢旋动调压器的旋钮随意改变负载电机的负载，同时调节另一调压器的旋钮使主动电机转速恒定。调压器可以连续无级调节，故带传动实验台转速可连续无级稳定运转，载荷可连续无级稳定加载。不但电机启动和运行平稳，转速、负载可调，而且能直观地记录、计算一定转速下，效率与载荷数值，从而得到一定转速下效率与载荷的关系曲线。

3、采用磁电传感，测速、双路数码显示，与光电测速相比较，不但结构简单、工作可靠、体积小，而且价格低。

4、专门设计的测力器，不但结构简单、体积小，而且测量灵敏、精度较高、误差少于1％，符合教学实验的要求。也正是因为该测力器体积小，才使主机和控制部分共用一个箱体成为可能。

5、由于本实验台使用异步电动机作负载电机以发电机状态运行，此时负载电机将由V带传动输入的机械能转换为电能，并将电能反馈回电网。不仅实现了对带传动的加载，而且节省了实验所需的电能。

6、电气线路设计合理，安装方便，每个电气元件的接线都通过接线端子，故电路的检查和维护都很方便。

附图的图面说明如下：

图1为封闭电流式带传动实验台结构示意图(即为该实验台俯视图)；

图2为封闭电流式带传动实验台电气原理图；

图3为封闭电流式带传动实验台工作程序方框图。

结合如下实施例及其附图，对本实用新型作进一步详述：

如图1所示的封闭电流式带传动实验台是由主机机械和控制系统两部分组成，并装于同一箱体上。

主机机械：

两台相同型号的异步电动机为平衡电机，平衡电机安装于箱体顶部平面的两侧，电动机1用作负载电机，电动机8用作主动电机，本实施例的平衡电机是由Y90-4异步电动机改装而成，改装后的电机转子轴可在电动机支承架中旋转，而电动机的定子也可绕电机轴线转动。

带传动装置5的主动轮和从动轮分别被安装在主动电机8和负载电机1的轴伸上，V带套在轮上，用作被测带传动，又强迫负载电机超同步转速运行。主要参数：Z型单根V带，内周长度1800mm，主动轮基准直径125mm，从动轮基准直径112mm，中心距714mm。

测速装置2和7包括测速齿轮、磁电传感器及其支承架、转速显示仪等，测速齿轮分别被安装于主动电机8和负载电机1的另一个轴伸端。其材料为导磁性较好的Q235，主要参数：模数m＝2mm，压力角α＝20°，齿数Z＝60，齿宽b＝10mm，轮毂宽B＝20mm，轮孔直径D＝20mm。该测速装置转速测量采用SZMB-5型磁电传感器。转速显示仪采用XJP-02A型转速数字显示仪。

传感器支承架，作用是固定传感器及调整芯轴与齿顶的间隙δ。

测速装置的调整，传感器芯轴必须对正测速齿轮的轮齿，芯轴与轮齿顶所构成的间隙δ＝0.5～2mm，其最佳值为δ＝0.8～1.0mm。

测力矩装置3和6有两个长度相等的测力臂，它通过两个螺钉固定在平衡电机外壳的两条纵向肋上。测力臂上的压力杆则抵触在测力台上，而水平放置的测力器刻度盘是通过实验台上的通孔读数的。

改变包角装置4，顺时针方向旋转手轮可减小包角。

实验台控制系统的电气元件及电路接线板装于箱体里面，而控制开关及显示仪表则安装在与箱体顶部平面向下倾斜的控制台面板上，其中位于左右两外侧的是三相调压器10和21的旋钮，转动旋钮可提供电动机电压和使电动机恒定转速运行，电压表12和19显示电动机和电压的大小，电动机的转速则通过转速显示仪13和17数码显示，电流表14和18可监视电机负载，三相开关11和20，总开按钮15，总关按钮16则控制电动机的启停。

封闭电流式带传动实验台电气原理如图2所示。

主控制电路：

三相380V50HZ交流电，市电→熔断器→总开按钮→三相交流接触器主线圈→主触点→三相开关→三相调压器→异步电动机。

显示电路：

二相220V 50HZ交流电，市电→熔断器→总开按钮→三相交流接触器主线圈→辅助触点→转速显示仪→磁电传感器。

封闭电流式带传动实验台实验工作程序如图3所示。

实验台使用时，插上电源插头，开机确认电动机转向与带轮上箭头指向相符后，停机；将三相调压器指针转至零位，再将测力器指针调零，然后可开机进行实验。实验方法如下：

1、确认实验台处在正常状态下，按下总开按钮15(此时带绿灯的按钮开关15灯亮)，再按下三相开关11的ON，接通主动电动机电源；

2、缓慢转动调压器10旋钮，启动主动电动机8，使主动电动机的转速稳定在一定数值，例如n₁＝1410r/min，n₂＝1420r/min……，记录控载下的转速和压力；

3、按下三相开关20的ON，接通负载电机电源；

4、缓慢转动调压器21的旋钮，使负载电机1加载，每次加载1～2kg，每加载一次应同时转动调压器10的旋钮，使主动电动机8的转速稳定，记录转速和压力的数值，注意加载时不得超过电动机额定电流、电压值；

5、实验完毕，先将调压器21的旋钮缓慢转至零位，按下三相开关20的OFF，再将调压器10的旋钮缓慢转至零位，按下三相开关11的OFF，再按下总关按钮16，切断电源。

Claims

1、封闭电流式带传动实验台，其特征在于，它是由安装成一整体的主机机械和控制系统两部分组成：

主机机械部分是由两台平衡电机(1、8)、一套带传动装置(5)、一套改变包角装置(4)、两套测速装置(2、7)和两套测力矩装置(3、6)所构成，两台平衡电机为相同型号异步电动机，一台作负载电机(1)，另一台作主动电机(8)，为V带传动的带传动装置(5)包括装有V带、分别被安装在主动电机(8)和负载电机(1)轴伸上的主动轮和从动轮以及作移动主动电机以调节中心距用的滑轮和配重，改变包角装置(4)包括螺杆支承框架，两端为左、右旋螺纹的螺杆，内螺纹支承块、带轮及手轮等，测速装置(2)和(7)包括一个测速齿轮、磁电传感器及支承架、转速显示仪等，测力矩装置(3)、(6)包括测力臂、压力杆、压力套及测力器等；

控制系统部分主要由完成主动电机(8)和负载电机(1)在0～450V范围内无级调压的三相调压器，与主动电机(8)和负载电机(1)相接，分别控制启动和加载过程的三相开关(11)、(20)，交流接触器，电压表(12)、(19)，电流表(14)和(18)等组成；

主机机械与控制系统的相互联接关系为两台相同型号的异步电动机分别通过三相调压器(10)和(21)并联于电路中，电机(1)、(8)的轴伸上分别安装有主、从动带轮，并通过Z型V带相联接，电机(1)、(8)的另一轴伸上分别安装一个测速齿轮，通过支承架使磁电传感器的芯轴对正测速齿轮的轮齿。

2、根据权利要求1所述的封闭电流式带传动实验台，其特征在于，本实验台的平衡电机(1)、(8)是由两台相同型号的异步电机改装而成，其电机转子轴可在电机支承架中旋转，电机定子也可绕电机轴线转动。

3、根据权利要求1所述的封闭电流式带传动实验台，其特征在于，该实验台的带传动采用小截面的Z型V带传动，带的型号可适用范围是Z型或A型V带。

4、根据权利要求1、2、3所述的封闭电流式带传动实验台，其特征在于，该传感器芯轴与测速齿轮齿顶间隙δ＝0.5～2mm，最佳值为δ＝0.8～1.0mm。

5、根据权利要求1所述的封闭电流式带传动实验台，其特征在于，它的测力矩装置中的两个测力臂长度相等。