PL232351B1 - Układ do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej stanowiący element stanowiska badawczego do testów eksploatacyjnych kół zębatych i środków smarujących przekładnie zębate.

Znane są rozwiązania techniczne stosowane w przekładniach z mocą krążącą do wywierania obciążającego momentu obrotowego. Znanym i powszechnie stosowanym rozwiązaniem jest wytworzenie momentu obciążającego poprzez obrót wokół osi jednego z elementów przekładni (wału lub koła zębatego). Znane są rozwiązania wykorzystujące osiowe skręcenie wybranego wału, wchodzącego w skład układu mocy krążącej. Do skręcenia wału często stosuje się elementy sprężyste, sprzęgła - co opisano chociażby w opisie P.405716 lub elementy hydrauliczne. Inne rozwiązania opierają się o układy dźwigniowe wykorzystujące siłę grawitacji do wywierania obciążenia skręcającego - takiej ujawnia opis P.402208. Znane układy z mocą krążącą zawierają napęd elektryczny, który dostarcza moc potrzebną do pokrycia strat wynikających ze sprawności przekładni.

Pomiar momentu obrotowego obciążającego przekładnię często odbywa się pośrednio poprzez pomiar mocy czynnej pobieranej przez napęd elektryczny oraz prędkości obrotowej określonego wału. Znane są nowatorskie rozwiązania w których stosuje się synchroniczne przekładnie pasowe do wywierania momentu obciążającego oraz bezpośredni pomiar momentu obrotowego przy pomocy momentomierza - jak opisano w P.386678.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według opracowanego wynalazku, uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

• bezstopniowe sterowanie wartością momentu obrotowego obciążającego przekładnię;

• możliwość zmiany wartości momentu obrotowego w trakcie pracy i pomiarów;

• możliwość sterowania momentem obciążającym przekładnię badaną poprzez wywieranie małych sił.

Istotę opracowanego wynalazku stanowi układ do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej stanowiący element stanowiska badawczego do testów eksploatacyjnych kół zębatych i środków smarujących przekładnie zębate. Układ do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej posiada przekładnię zębatą z kołami walcowymi o śrubowej linii zęba, gdzie jeden ruchomy osiowo wał z osadzanymi nań kołami zębatymi przemieszcza się w kierunku osiowym względem pozostałych osiowo utwierdzonych kół zębatych.

Układ pozwala na działanie w taki sposób, że obciążenie momentem obrotowym uzyskuje się poprzez osiowe przemieszczenie jednego z wałów przekładni. Istotną cechą opracowanego wynalazku jest mała wartość siły, sterującej wartością momentu obciążającego. Możliwe jest to dzięki specjalnemu rozmieszczeniu kół zębatych.

Wynalazek w przykładzie realizacji przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej stanowiska badawczego do testów eksploatacyjnych kół zębatych i środków smarujących przekładnie zębate. Fig. 2 natomiast przedstawia schemat sił promieniowych działających na koła przekładni zębatej.

W przykładzie realizacji stanowisko badawcze do testów eksploatacyjnych kół zębatych i środków smarujących przekładnie zębate zawiera układ do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej. Układ ten posiada przekładnię zębatą z kołami walcowymi o śrubowej linii zęba 3, 5, 8, 9 gdzie jeden ruchomy osiowo wał 5, 8 z osadzanymi nań kołami zębatymi przemieszcza się w kierunku osiowym względem pozostałych osiowo utwierdzonych kół zębatych. Koła zębate 2, 3, 5, 8, 9 mające uzębienia o śrubowej linii zęba wraz z kołami zębatymi 10 i 11 o zębach prostych stanowią zamknięty układ kinematyczny uniemożliwiający swobodny obrót kół zębatych wchodzących w jego skład. Osiowe przemieszczenie kół zębatych osadzonych na jednym wale 5 i 8 w wyniku działania siły 4 wymusza przemieszczenia kątowe kół zębatych zgodnie z kierunkami pochylenia śrubowych linii ich zębów, co powoduje odkształcenia sprężyste wałów łączących koła zębate. Skutkiem przemieszczenia osiowego kół zębatych 5 i 8 jest powstanie statycznego momentu obrotowego obciążającego wszystkie koła zębate w tym koła przekładni badanej 10 i 11. Koła zębate 8 oraz 9 stanowią przekładnię odwracającą kierunek obrotów, umożliwiając zamknięcie układu kinematycznego. Koło zębate 11 połączone jest sztywnym wałem z kołem zębatym 2, co zamyka tym samym obieg mocy krążącej. Napęd 1 dostarcza do zamkniętego układu moc oraz pozwala na prowadzenie badań przy różnych prędkościach obrotowych.

PL 232 351 B1

Kierunki pochylenia linii zęba w osiowo ruchomych kołach zębatych 5, 8 mają wzajemnie przeciwny kierunek co prowadzi do równoważenia się sił osiowych 6, 7 wynikających z przenoszonego momentu obrotowego niezależnie od jego wartości. Wartość siły sterującej 4 nie jest zależna od momentu obrotowego obciążającego zamknięty układ kinematyczny. Wartość momentu obrotowego obciążającego jest natomiast zależna od wielkości przemieszczenia osiowego kół zębatych 5 i 8.

Możliwe rozmieszczenie przestrzenne kół zębatych przedstawiono na schemacie fig. 2. W wyniku takiego położenia kół zębatych możliwe jest częściowe zrównoważenie wypadkowych promieniowych sił zazębienia działających na osiowo ruchome koła zębate 5 i 8. Zmniejszenie wartości siły F3 działającej na osiowo ruchome koła zębate 5 i 8 skutkuje zmniejszeniem oporów tarcia podczas osiowego przemieszczania tych kół w łożyskach.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Układ do wytwarzania obciążającego momentu obrotowego w przekładniach mocy krążącej stanowiący element stanowiska badawczego do testów eksploatacyjnych kół zębatych i środków smarujących przekładnie zębate znamienny tym, że posiada przekładnię zębatą z kołami walcowymi o śrubowej linii zęba (3, 5, 8, 9), gdzie jeden ruchomy osiowo wał (5) (8) z osadzanymi nań kołami zębatymi przemieszcza się w kierunku osiowym względem pozostałych osiowo utwierdzonych kół zębatych.