Мотор-редуктор на испытательный стенд

[v3n1k 0]

Проектируется стенд для испытания железнодорожных гидравлических гасителей колебаний, проще говоря амортизаторов. Амортизаторы испытываются в горизонтальном и вертикальном положениях согласно госту на испытания.

Стенд представляет из себя кривошипно-ползунный механизм с приводом от 18.5 кВт мотор-редуктора. Вот пример стенда для испытания амортизаторов

 

Только тут испытания производятся только в вертикальном положении.
Здесь можно посмотреть стенд с возможностью испытания в горизонтальном положении http://www.ccmoleo.c...o_variabile.jpg

В процессе проектирования пришел к выводу что поворот всей стойки с амортизатором вместе с приводом вокруг центра масс наиболее рационален и дешев, т.к. не нужен большой момент для того чтобы опрокинуть стойку в горизонт. Только в отличии от стенда на картинке, у меня вращается в горизонт мотором вверх. Уже куплен соосный мотор-редуктор watt-drive HU 85A 3B 180ML-04E.

В общем косяк вот в чем. Данный редуктор имеет универсальное крепление в любом положении, но в горизонтальном положении в него заливается 2.2 литра масла, а в вертикальном 3 литра, т.к. иначе ведущая быстроходная шестерня будет вне масла и будет изнашиваться, поэтому все шестерни в вертикальном редукторе полностью погружены в масло, но используемая мощность не должна превышать 80% от предельной тепловой мощности по табличкам выбора редуктора. Связано это с тем, что при таком уровне погружения вращающиеся детали будут больше пенить масло и снижать его смазывающие свойства.

Теперь вопрос. Если в горизонтальном положении редуктор будет в 3 литрах масла вместо 2.2., могу ли я принимать то же правило 80% и забить на это дело или так делать нельзя ?

Была мысль поворачивать стенд на бок, но в этом случае масло будет выливаться с пробки-сапуна, вариант отпал. А при варианте вертикальное-горизонтальное положение редуктора, сапун всегда находится в воздушной части редуктора.

Подопытный редуктор можно посмотреть тут http://watt-drive.ru...duktory-serii-h 

 

[EugenTrue 46]

Особо не вникал, но просится поворот испытуемого амортизатора соосно редуктору, а редуктор оставить в покое в горизонтальном положении. Далее компоновка, центр масс и прочее.

[v3n1k 0]

Особо не вникал, но просится поворот испытуемого амортизатора соосно редуктору, а редуктор оставить в покое в горизонтальном положении. Далее компоновка, центр масс и прочее.

Центр масс находится в 1.2 метра от оси редуктора. Масса наклоняемой стойки в районе 300 кг. Итого грубо 3500 Н*м. Чем поворачивать стойку с амортизатором ?

А в случае с поворотом всего стенда, можно поставить мотор-редуктор 0,25 кВт. 

[tmpr 27]

Режим нагружения надо учитывать. Я так понимаю это установочное движение, т.е. повернулись и остановились на достаточно долгое время. Поэтому можно не заморачиваться особо. Если одно из колёс погружено, то смазка будет попадать.

Изменено 12 июля 2014 пользователем tmpr

[EugenTrue 46]

1.2 метра от оси редуктора

Ну тогда не соосно, а параллельно. Или перекомпоновать. Но обеспечить редуктору горизонтальное состояние.

[v3n1k 0]

Режим нагружения надо учитывать. Я так понимаю это установочное движение, т.е. повернулись и остановились на достаточно долгое время. Поэтому можно не заморачиваться особо. Если одно из колёс погружено, то смазка будет попадать.

Редуктор, о котором идет речь, приводит в действие кривошип, для поворота будет другой редуктор совсем, червячный

Т.е. крутится приводной будет не 10 секунд. Ну допустим 30 минут.

Ну тогда не соосно, а параллельно. Или перекомпоновать. Но обеспечить редуктору горизонтальное состояние.

 

 

Пока видел два варианта такого стенда. Один указал выше. Второй вот пример 

http://ru.d-test.ru/catalog/3/stend_enga__sil_02_01_dlya_ispytaniya_gidrodempferov_podvizhnogo_sostava/

Изменено 12 июля 2014 пользователем v3n1k

[v3n1k 0]

 

1.2 метра от оси редуктора

Ну тогда не соосно, а параллельно. Или перекомпоновать. Но обеспечить редуктору горизонтальное состояние.

 

Про параллельно не понял. Есть мысли как можно перекомпоновать ?

[tmpr 27]

Т.е. крутится приводной будет не 10 секунд. Ну допустим 30 минут.

Ясно.

В любом случае, если это только тепловой баланс масла, то это привязано к марке масла и температуре окружающей среды. 

Посчитайте эквивалентную нагрузку - охлаждение/нагрев же не мгновенный процесс.

Изменено 12 июля 2014 пользователем tmpr

[323f 94]

Вот еще вариант стенда http://gsktb.com/pdf/SIA1GK.pdf

[v3n1k 0]

 

Т.е. крутится приводной будет не 10 секунд. Ну допустим 30 минут.

Ясно.

В любом случае, если это только тепловой баланс масла, то это привязано к марке масла и температуре окружающей среды. 

Посчитайте эквивалентную нагрузку - охлаждение/нагрев же не мгновенный процесс.

Я не знаю как посчитать тут точно.

 

Попробовал прикинуть по мануалу watt-drive. Там есть расчет максимальной мощности, которую нельзя превышать. Это максимальная тепловая мощность (22 кВт при температуре 20 градусов окр. воздуха, 17,5 кВт при 30 градусах), умноженная на коэффициент продолжительности работы(допустим пусть будет 40 минут в час - это коэф. 1,2), коэффициент 0,8 при вертикальном расположении редуктора и еще пару коэффициентов, которые в моем случае равны 1. В итоге получается что допускаемая мощность 17-21 кВт при темпе окружающего воздуха 20-30 градусов

 

Считаем дальше. У меня максимальная требуемая мощность равна примерно 18 кВт. Это когда испытывается самый мощный амортизатор, усилие на котором в зависимости от скорости сжатия варьируется от 1500 до 2400 кг. Проверка проходит во всем диапазоне. Т.е. по сути режимы максимальной мощности можно действительно считать не очень длинными.

 

Всё это говорит о том, что редуктор вполне можно использовать в вертикальном положении. Для меня не ясно - горизонтальное положение с таким же повышенным уровнем масла как для вертикального(3 литра) - это ровно тот же нагрев или нет ? Т.е. могу я тут тот же коэффициент 0,8 использовать или нет.

Изменено 12 июля 2014 пользователем v3n1k

[323f 94]

каким образом кол-во выделяемого тепла зависит от уровня масла (работа на сухую не в счет)?

вопрос лишь в том: не погонит ли масло (когда его 3 л) в "другом положении" из сапуна/уплотнений. ну и спросите это у производителя

[tmpr 27]

Я не знаю как посчитать тут точно.

Есть разные способы вычисления эквивалентных нагрузок, но для чисто теплового расчёта, думаю можно прикинуть, аналогично тому, как для двигателей считают:

√((%времени*мощность² + %времени*мощность² +...) / 100)

 

 

 

горизонтальное положение с таким же повышенным уровнем масла как для вертикального(3 литра) - это ровно тот же нагрев или нет ?

С точки зрения потерь в зубчатой передаче - нагрев один и тот же. Если учесть перемешивание масла колёсами, может и изменится.

Изменено 12 июля 2014 пользователем tmpr

[v3n1k 0]

каким образом кол-во выделяемого тепла зависит от уровня масла (работа на сухую не в счет)?

вопрос лишь в том: не погонит ли масло (когда его 3 л) в "другом положении" из сапуна/уплотнений. ну и спросите это у производителя

Излишнее количество увеличивает вспенивание масла, что ухудшает свойства масла, и износ при одной и той же температуре разный в зависимости от состояния масла.

Масло точно не погонит через сапун, т.к. этот редуктор может работать вертикально при объеме масла 3 литра.

В вертикальном положении чтобы скрыть ведущую шестерню, объем увеличивают, т.к. она вверху оказывается. Получается все шестрени вообще полностью в масле.

Вот я и думаю, если при таком объеме масла в вертикальном положении можно работать с ограничением 80% по мощности, то правильно ли предположение, что в горизонтальном можно вести такой же расчет.

 

Манагер с русскогоо офиса watt-drive сказал, что "посоветовавшись с технарями" они решили, что лейте мол 3 литра, сапун все равно вверху в обоих положениях. Но как то сомнения не рассеялись совсем. Я стенд на 80% прорисовал, компоновка удачная с таким поворотом получается :(

[tmpr 27]

В вертикальном положении чтобы скрыть ведущую шестерню, объем увеличивают, т.к. она вверху оказывается. Получается все шестрени вообще полностью в масле.

Не вижу большого смысла специально заливать доверху. Надо залить столько, чтобы зона зацепления была погружена.

[v3n1k 0]

 

Не вижу большого смысла специально заливать доверху. Надо залить столько, чтобы зона зацепления была погружена.

 

Когда соосный редуктор находится в вертикальном положении, ведущая шестерня вверху параллельно горизонту, поэтому и получается, что масла то по сути до верху. Вот выдержка из мануала про окунание и вспенивание:

 

In the case of drives with, for example, the motor set vertically at

the top or bottom, the permissible thermal power limits are reduced

to 80% of the values shown (factor f2) because the first gear

reduction stage is entirely immersed in the lubricant and therefore

generates higher churning losses.

 

Если повернуть редуктор в горизонт, то колеса будут лишь немного выглядывать над уровнем, а может и не будут, я не знаю.

Но тут появляется вопрос, в горизонтальном положении 2.2 литра - все передачи выше середины залиты что ли ?

Из курса деталей машин вспоминается картинка, как шестерня опускается чуть выше зубьев не доходя до вала.

[tmpr 27]

Но тут появляется вопрос, в горизонтальном положении 2.2 литра - все передачи выше середины залиты что ли ?

У них на сайте какие-то есть кад-модели, может по ним понятно будет.

[v3n1k 0]

 

Но тут появляется вопрос, в горизонтальном положении 2.2 литра - все передачи выше середины залиты что ли ?

У них на сайте какие-то есть кад-модели, может по ним понятно будет.

 

Внутри их тел конечно ничего не прорисовано, но в принципе да, можно по моделям попробовать кубик прочертить внутри, выкинув предположительные объемы шестерен и подшипников. Надо попробовать. 

Появилась еще мысль такая. Со всех сторон под разные монтажные положения есть пробки под сапуны. Что если в одно из этих отверстий вкрутить штуцер с емкостью 800 мл и при вертикальном положении из него масло будет самотеком выливаться, а в горизонтальном емкость будет уходить ниже уровня 2,2 литра и заполняться маслом. Чтобы в вертикальном положении масло туда не залетало, отсекать электромагнитным клапаном автоматически. Доработка копеечная и гарантия правильной работы :)

Изменено 12 июля 2014 пользователем v3n1k

[tmpr 27]

Хорошая идея, если вообще можно обойтись без клапана - чтобы масло само перетекало как надо.

Дополнительную ёмкость надо сделать с поверхностью побольше, чтобы тоже охлаждалась.

[v3n1k 0]

А навел на эту мысль каталог фирмы nord кстати. Там они к вертикальным редукторам обязывают комплектовать своими расширительными бачками, иначе отказывают в гарантии. Бачки правда для другой цели. Чтобы масло через сапун не вылетало.

[tmpr 27]

Ещё учтите: макс. мощность привязана к температуре поверхности 80 градусов и воздуха 20

Если по каким-то причинам это не годится, надо делать принудительное охлаждение.