Блок Деталі машин. Тема Варіатори.

Фрикційні варіатори. Пристрій, що передає крутний момент і здатний плавно змінювати передатне відношення в деякому діапазоні регулювання. Зміна передатного відношення може здійснюватися автоматично, за заданою програми або вручну.

Використання варіаторів дозволяє регулювати в процесі роботи встановлений оптимальний швидкісний режим. Варіатори використовуються для безступінчастої зміни передавального відношення в: моторолерах, автомобілях, снігоходах, квадроциклах, конвеєрах, мішалках, металорізальних верстатах та інших пристроях. Принцип дії варіатора ще в 1490 був придуманий Леонардо да Вінчі, однак перший патент на варіатор був отриманий тільки в кінці XIX століття. Варіатори не могли знайти широкого поширення протягом кількох десятиліть, використовувалися порівняно рідко та переважно на автомобілях та мотопристроях, що мають невеликі потужності двигуна, або в механізмах, у яких не було альтернативи варіаторам. Сьогодні завдяки новим технологіям та матеріалам варіатори набули другого народження, яке дозволило їм досягти необхідного рівня надійності та зняти ті обмеження, які раніше неможливо було оминути.

Головне кінематичне значення для будь-якого варіатора це його діапазон регулювання (Д), який визначається ставленням максимального до мінімального передатного відношення: Д = umax / umin Діапазон регулювання для одноступінчастих варіаторів, зазвичай, в діапазоні від 3…6. Збільшення діапазону регулювання ККД варіатора знижується. На багатьох агрегатах і вузлах великим попитом користуються варіатори з різним конструктивним виконанням, проте в автомобілебудуванні прижилися поки що лише два типи варіаторів: клинопасові та тороїдальні.

Види фрикційних варіаторів:лобові;конусні;кульові;багатодискові;торові;хвильовий..r

Лобовий варіатор Лобовий варіатор - застосовують у гвинтових пресах і приладах. Безступінчаста зміна частоти обертання веденого валу досягається пересуванням малої катки вздовж валу, тобто зміною радіуса R2. Лобові радіатори допускають реверсування обертання (пересуванням малої ковзанки з положення А в положення Б, див. рис. 2)Робочі поверхні ковзанок лобових варіаторів схильні до інтенсивного зносу внаслідок істотної різниці швидкостей на майданчику контакту (геометричне ковзання). З цієї причини лобові варіатори мають невисокий ККД. Оскільки R1 = const, діапазон регулювання лобових варіаторів визначається за формулою: Д = R2max/R2min.

Конусний варіатор. Складається з двох конусів, з'єднаних між собою ременем. Конуси розташовані таким чином, що їх осі паралельні, і вони «різноспрямовані», тобто менший діаметр одного розташований з того ж боку, що і більший діаметр іншого. Проміжною ланкою є клиновий ремінь або ланцюг. Плавна зміна швидкостей веденого валу досягається розсуванням або зближенням конусних котків.

Багатодискові варіатори. Багатодискові варіатори складаються з пакетів провідних та ведених розсувних конічних дисків, що притискаються пружинами. Зміна частоти обертання веденого валу в таких варіаторах здійснюється за рахунок переміщення ведучого валу щодо веденого в напрямках, зазначених червоними стрілками. При цьому змінюється міжосьова відстань і розрахунковий радіус R1 провідних дисків. При роботі дисків у масляній ванні довговічність та надійність багатодискових варіаторів суттєво підвищується, не здатні здійснювати реверсивний рух веденого валу. Передаточне число багатодискових варіаторів визначається за формулами: u = n1/n2 = R2/R1. Діапазон регулювання багатодискових варіаторів Д ≤ 4,5, КПД η = 0,8...0,9. Застосування багатодискових варіаторів дозволяє зменшити габарити конструкції при великих значеннях потужності, що передається.

Торовий варіатор. Торовий варіатор складається з двох співвісних котків з тороїдальною робочою поверхнею та двох або трьох проміжних роликів. Частоту обертання веденого валу регулюють поворотом проміжних роликів за допомогою важільного механізму, внаслідок чого змінюються радіуси поверхонь контакту R1 та R2. Особливістю торових варіаторів є протилежне обертання провідного та веденого валів. Реверсивний рух веденого валу не здійснюють. Поточне значення передавального числа торових варіаторів розраховують за формулами:u = n1/n2 = R2/R1.