PL222276B1 - Stanowisko do badań przekładni cięgnowych - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 398528 (51) Int.Cl.

G01M 13/02 (2006.01) G09B 25/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 20.03.2012 (54)

Stanowisko do badań przekładni cięgnowych

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 30.09.2013 BUP 20/13	(73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA, Białystok, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.07.2016 WUP 07/16	(72) Twórca(y) wynalazku: ROMAN KACZYŃSKI, Niewodnica Kościelna, PL BOGUSŁAW HOŚCIŁO, Białystok, PL

PL 222 276 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stanowisko do badań przekładni cięgnowych w szczególności w ykorzystywane w dydaktyce przedmiotów związanych mechaniką i konstrukcjami mechanicznymi.

Przekładnie cięgnowe, w szczególności pasowe z pasem klinowym są najbardziej rozpowszechnionym typem przekładni mechanicznych. Istnieje wiele rozwiązań konstrukcyjnych różn orodnych pomocy dydaktycznych wykorzystywanych w dydaktyce przedmiotu „Podstawy Konstrukcji Maszyn”. Są to znakomite konstrukcje charakteryzujące się jednak wąskim zakresem zastosowań. W dotychczasowych stanowiskach dydaktycznych i badawczych skupiono się raczej na poszcz ególnych zjawiskach zachodzących podczas pracy konkretnego typu przekładni. Specyfika i różn orodność tematów realizowanych na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej skłoniła do skonstruowania własnego, możliwie uniwersalnego stanowiska, na którym badaniom poddawane byłyby przekładnie pasowe z pasami płaskimi, klinowymi, zębatymi oraz wszelkiego rodzaju prz ekładnie łańcuchowe.

Istotą rozwiązania jest stanowisko do badań przekładni cięgnowych charakteryzujące się tym, że na przestrzennej ramie umieszczono dwa wały pracujące w układzie napęd - przekładnia - odbiornik, z których jeden przesuwa się po prowadnicach a regulacja odległości osi wałów i napięcie cięgna realizowane jest przez odsunięcie wału ruchomego oraz ustawienie położenia i siły nacisku napinacza, zależnie od przyjętego programu badań. Bezstopniowa regulacja prędkości obrotowej zespołu wałów realizowana jest za pośrednictwem napędu z przemiennika częstotliwości, silnika i przekładni głównej. Do ustalenia i zablokowania przesuwu wału ruchomego na prowadnicach ramy służą zaciski klockowe. Rozwiązanie umożliwia jednoczesny pomiar momentu obrotowego wału napędzającego i napędzanego, prędkości obrotowych tychże wałów oraz momentu obciążającego przekładnię. Realizacja badań przekładni łańcuchowej odbywa się przez zastosowanie kół zęb atych, z których przynajmniej jedno posiada układ sprężysto-tensometryczny do odwzorowania położenia ogniw łańcucha na kole.

Stanowisko będące przedmiotem zgłoszenia umożliwia łatwą zmianę konfiguracji przekładni pozwalając na wybór przełożenia, kąta opasania, siły naciągu przekładni, ilości pracujących pasów (w przypadku przekładni pasowych), długości pasa lub łańcucha. W celu zwiększenia elastyczności pracy w urządzeniu zastosowano bezstopniową regulację obrotów przekładni głównej oraz bezstopniową regulację obciążenia roboczego badanej przekładni.

Przedmiot wynalazku pokazany jest na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia widok ogólny stanowiska z przekładnią pasową, fig. 2 schemat stanowiska z przekładnią pasową, fig. 3 przedstawia schemat stanowiska do badań przekładni cięgnowych z zastosowaną przekładnią łańcuchową, zaś na fig. 4 pokazany jest czujnik promieniowego położenia rolki łańcucha.

Stanowisko do badań przekładni cięgnowych będące przedmiotem zgłoszenia umożliwia badanie zarówno przekładni pasowych jak i łańcuchowych. Na spawanej ramie nośnej 1 zamocowano zespół napędowy 2 z przekładnią główną 3, zasilany przez sterowany numerycznie przemiennik częstotliwości. Pozwala to na uzyskanie bezstopniowej regulacji prędkości obrotowej wału napędzającego 4 oraz umożliwia realizację różnych charakterystyk rozruchowych oraz pracy badanych przekładni. Koła napędzane 5 (na wale napędzanym 6) i napędzające 7 (na wale napędzającym) są kołami wymiennymi zarówno pod względem realizowanego przełożenia jak i rodzaju przekładni (koła pasowe klin owe, na pas płaski, okrągły lub łańcuchowe). Kompletny zespół wału napędzającego, złożony z miernika momentu obrotowego 8 połączonego z wałkami 4 za pośrednictwem sprzęgieł tulejowych 9 łożyskowany jest w dwóch parach łożysk (wahliwym i promieniowym) osadzonych na podstawie zamocowanej na stałe na ramie stanowiska.

Wał napędzany 6 ma podobną budowę, jak wał napędzający. Jego położenie na prowadnicach 10 jest ustalane i blokowane za pomocą zacisku 11 dostępnego w wersji mechanicznej lub zautomatyzowanej - hydraulicznej. Jako urządzenie odbierające moc przenoszoną przez badaną przekładnię zastosowano hamulec elektromagnetyczny proszkowy 12 z dodatkowym układem chłodzącym. Hamulec zasilany poprzez zasilacz laboratoryjny z regulowaną mocą wyjścia umożliwia płynną zmianę m omentu obciążającego przekładnię. Wał napędzany z układem łożyskowym i momentomierzem oraz hamulcem 12 zamocowano na przesuwającej się po prowadnicach tocznych 10 płycie podporowej 13. Taka konstrukcja umożliwiła wykorzystanie stanowiska do badań przekładni z różnymi długościami cięgien oraz ułatwiła wymianę kół pasowych i łańcuchowych. Zastosowanie poruszającego się na tych samych prowadnicach zespołu napinacza 14 pozwala na uzyskanie różnych kątów opasania koła

PL 222 276 B1 napędowego badanej przekładni pasowej. Jednocześnie konstrukcja napinacza umożliwia regulację naciągu pasa także podczas pracy przekładni, regulowana jest też wartość siły naciągu pasa.

Stanowisko z przekładnią pasową posiada komplet kół pasowych pozwalających zrealizować przełożenia 1:1, 1:2, 1:3, 2:3, 3:2, 2:1 i 3:1 oraz badania przekładni z jednym lub dwoma pasami (na życzenie możliwe są także inne kombinacje przełożeń). Napięcie wstępne pasa może być realizowane dzięki napinaczowi 14 z regulowaną siłą nacisku na pas przesuwanemu i blokowanemu na prowadnicy tocznej 10 lub poprzez odsunięcie płyty podporowej 13. Ustalenie położenia i zabezpieczenie przed przesuwem odbywa się za pomocą dwóch zacisków mechanicznych lub hydraulicznych 11. Do pomiaru prędkości obrotowej obu wałów wykorzystano czujniki optoelektryczne. Całość zamknięta jest w przejrzystej obudowie spełniającej wymagania bhp i umożliwiającej łatwą obserwację pracującej przekładni. Stanowisko umożliwia pomiar momentów na wale napędzającym i na wale napędzanym. Służą temu dwa indukcyjne mierniki momentu (MI).

Czujniki optoelektryczne (Ol) dokonują pomiarów prędkości obrotowej obu wałów. Dodatkowo pozyskiwana jest także informacja o mocy elektrycznej zasilającej hamulec i temperaturze jego pracy oraz o wartościach napięć indukowanych bezpośrednio na wyjściach momentomierzy (przed dalszym przetwarzaniem sygnału). Stanowisko, w zależności od realizowanego tematu, może wykorzystać przetworzone automatycznie wartości momentów lub przeprowadzić ręczne cechowanie układu pomiarowego. Moc na wale napędzanym można także określić na podstawie charakterystyki moc elektryczna - moment hamowania hamulca elektromagnetycznego (12).

Wszystkie informacje odczytywane podczas pomiarów są przekazywane do stanowiska komputerowego. Siedzenie i zapis parametrów pracy przekładni są realizowane w czasie rzeczywistym i prezentowane w formie graficznej na ekranie komputera.

Stanowisko z przekładnią łańcuchową umożliwia prowadzenie badań i obserwacji przekładni łańcuchowych. W tym celu w miejsce kół pasowych należy osadzić koła łańcuchowe wraz z łańcuchem o odpowiedniej podziałce. Dodatkowym elementem tej konfiguracji stanowiska jest czujnik położenia rolki (CPR) opisany w dalszej części zgłoszenia wraz z układem zdalnego przesyłania danych.

Promieniowo osadzony czujnik pomiarowy 15 we wrębie koła łańcuchowego 16 przemieszcza się prostopadle do osi koła pod napięciem ustalanym za pomocą sprężyny 17. Ograniczenie tego ruchu a zarazem regulacja początkowego położenia tłoczka stanowi nakrętka 18. Tłoczek w ruchu promieniowym oddziałuje na sprężynę 17 wywołując jej odkształcenie. Po wcześniejszej kalibracji urządzenia, sygnał zbierany z tensometrów 19 jest wielkością proporcjonalną do położenia tłoczka, a tym samym położenia rolki we wrębie koła łańcuchowego. Otrzymane wyniki pomiarów rejestrowane są przez układ pomiarowy z odpowiednim krokiem próbkowania. Następnie nanoszone są na wykres zależności położenia tłoczka we wrębie koła w funkcji czasu pomiaru.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stanowisko do badań przekładni cięgnowych, znamienne tym, że na przestrzennej ramie umieszczono dwa wały pracujące w układzie napęd - przekładnia - odbiornik, z których jeden przesuwa się po prowadnicach (10) a regulacja odległości osi wałów i napięcie cięgna realizowane jest przez odsunięcie wału ruchomego oraz ustawienie położenia i siły nacisku napinacza (14) zależnie od przyjętego programu badań, zaś bezstopniowa regulacja prędkości obrotowej zespołu wałów realizowana jest za pośrednictwem napędu z przemiennika częstotliwości, silnika i przekładni głównej (3).
2. 2. Stanowisko do badań według zastrz. 1, znamienne tym, że do ustalenia i zablokowania przesuwu wału ruchomego na prowadnicach ramy służą zaciski klockowe.
3. 3. Stanowisko do badań według zastrz. 1 i 2, znamienne tym, że umożliwia jednoczesny pomiar momentu obrotowego wału napędzającego (4) i napędzanego (6), prędkości obrotowych tychże wałów oraz momentu obciążającego przekładnię.
4. 4. Stanowisko do badań według zastrz. 1 i 2, znamienne tym, że realizacja badań przekładni łańcuchowej odbywa się przez zastosowanie kół zębatych, z których przynajmniej jedno posiada układ sprężysto-tensometryczny do odwzorowania położenia ogniw łańcucha na kole.