Блок "Деталі машин". Тема : Фрикційні передачі

ФРИКЦІЙНІ ПЕРЕДАЧІ

Фрикційні передачі – передачі, у яких обертальний рух і навантаження передаються силами тертя місці контакту двох тіл обертання. Фрикційні передачі відносяться до передач безпосереднього контакту. Найпростіша фрикційна передача складається з двох ковзанок (дисків) з паралельними осями валів, притиснутих один до одного із заданою силою. При обертанні ведучого ковзанки у місці контакту виникає сила тертя, яка рухає ведений вал.

Условие Умова працездатності фрикційної передачі: F ≥ Ftде F – передана окружна сила, Ft – сила тертя. Порушення цієї умови призводить до буксування. При буксуванні ведена ковзанка зупиняється, а ведучий ковзає по ньому; при цьому робочі поверхні ковзанок зношуються. Для створення необхідної сили тертя ковзанки притискають один до одного силою, величина якої у багато разів перевищує зусилля, що передається.

Переваги фрикційної передачі:• Простота конструкції та обслуговування; • Рівномірність обертання та безшумність роботи; • Можливість безступінчастого регулювання передавального числа (відповідно та частоти обертання) на ходу, без зупинки передачі; • можливість безаварійної ситуації при випадковому навантаженні

велике та нерівномірне зношування котків при буксуванні;необхідність застосування опор валів спеціальної конструкції з притискними пристроями (це робить передачу громіздкою);великі навантаження на вали та підшипники від притискної сили Ft , що збільшує їх розміри та робить передачу громіздкою. Цей недолік обмежує величину потужності, що передається;великі втрати на тертя.непостійне передатне число через ковзання котків. Недоліки фрикційної передачі:

Застосування фрикційних передач Фрикційні передачі з нерегульованим передавальним числом у машинобудуванні застосовують порівняно рідко, наприклад, у фрикційних пресах, молотах. Як силові передачі вони громіздкі і малонадійні. Ці передачі застосовують переважно в приладах (спідометри, магнітофони та ін), де потрібна плавність та безшумність роботи. Принцип фрикційної передачі є основою технологічного процесу в прокатних верстатах, основою роботи рейкового та безрейкового колісного транспорту. Фрикційні передачі з безступінчастим регулюванням-варіатори-широко застосовуються в різних машинах, наприклад, в металорізальних верстатах, в текстильних і транспортуючих машинах,машини хімічної, текстильної промисловості і т. д. Фрикційні передачі призначені для потужностей, що не перевищують 20 к. Вт, окружна швидкість ковзанок допускається до 25 м/сек.

Класифікація фрикційних передач:- передачі з нерегульованим передавальним числом- передачі з плавним безступінчастим регулюванням передавального числа1) За призначенням:

Классификация фрикционных передач:- з постійною силою (наприклад, пружини, власна вага елементів передачі тощо);- зі змінною силою (тобто із силою, яка автоматично змінюється пропорційно зміні сили, що передається – потрібне застосування спеціальних натискних пристроїв).2) По способу натискання котків:

Классификация фрикционных передач:- циліндричні (при паралельному розташуванні валів);- конические (при пересекающихся валах);3) По взаємному розташуванню валів: лобові (приперехрещувальнихвалах).

Классификация фрикционных передач:- відкриті (при роботі передачі всуху, тобто без мастила);- закриті (під час роботи передачі з використанням мастила).4) В залежності від умов роботи передачі:

Матеріали тіл кочення Основні вимоги до матеріалів:зносостійкість та контактна міцність; високий коефіцієнт тертя; високий модуль пружності, щоб не виникала значна деформація площини контакту і не збільшувалися втрати на тертя. Для фрикційних котків застосовують поєднання матеріалів: 1. Гартова сталь по загартованій сталі. Сталі, що рекомендуються: 40 ХН, 18 ХГТ, ШХ15 та ін. Застосовують у швидкохідних закритих силових передачах.2. Чугун по сталі або чавуну. Застосовують у відкритих тихохідних силових передачах.3. Текстоліт, гетинакс або фібра сталі. Застосовують у малонавантажених відкритих передачах.

Кінематика фрикційної передачі Передаточне число. Передаточне число передачі без урахування проковзування:u = ω1/ω2 = n1/n2 = D2/D1де: ω1 і ω2 - кутова швидкість обертання відповідно ведучого і веденого котків, n1 і n2 - частота обертання катків, D1 і D2 – діаметр ведучого та веденого котків. З урахуванням ковзання передаточне число фрикційної передачі може бути підраховано за такою формулою:u = D2/D1(1 – ε),де:ε – коефіцієнт ковзання.ε = (v1–v2)/v1,де: v1, v2 - лінійні швидкості в точці контакту. Зазвичай коефіцієнт ковзання дорівнює 0,002...0,05. Практично в силових фрикційних передачах передаточне число u ≤ 7.

Види руйнувань робочих поверхонь фрикційних котків Втомлене викрошування Цей вид відмови характерний для закритих передач, що працюють в умовах якісного змащування та захищених від попадання абразивних частинок. Притискна сила Fr викликає в зоні контакту котків високі контактні напруги, які циклічно навантажують місця контакту внаслідок обертання котків. Эпюра контактных напряжений (1 – масляный клин)

В результаті утворюються втомні мікротріщини на робочих поверхнях, що розвиваються через наповнення мастилом, і що призводять до викрошуння частинок і утворення раковин на поверхні ковзанок. Для запобігання втомному викрошуванню проводять розрахунок на контактну міцність, і застосовують для котків матеріали підвищеної твердості,що забезпечує більш високу допустиму контактну напругу. Втомне контактне викрошування робочих поверхонь

Заїдання. Виникає у швидкохідних важконавантажених передачах при розриві масляної плівки між робочими поверхнями ковзанок. Це призводить до підвищення температури у місці контакту та місцевому привару частинок металу (мікрозварювання) з подальшим відривом від однієї з поверхонь. Частини, що приварилися, при наступному контакті задирають робочі поверхні в напрямку ковзання. Для запобігання заїдання застосовують спеціальні протизадирні олії ВТМ-1, ВТМ-2 та ін., у яких коефіцієнт тертя в 1,2 ... 1,5 рази вище, ніж у нафтових масел. Знос. Цей вид відмови найчастіше зустрічається у відкритих фрикційних передач. Зношування відбувається внаслідок пружного ковзання в зоні торкання котків.