СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА Российский патент 2014 года по МПК G01M1/10 

Изобретение относится к способам определения момента инерции червячных редукторов (ЧР) и может быть использовано для проведения их исследования на энергоэффективность.

Известен способ измерения момента инерции червячного редуктора, основанный на измерении массовых и геометрических характеристик его вращающихся элементов (Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Часть II. Динамика: учебник / А.А.Яблонский. - 5-е изд. - М.: Высшая школа, 1977. - 430 с.).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет учесть влияние сил трения в опорах валов, червячном зацеплении, а также износа основных вращающихся элементов.

Изобретение направлено на обеспечение возможности определения момента инерции червячного редуктора с учетом действия сил трения в опорах валов, червячных зацеплениях, а также износа основных вращающихся элементов.

Сущность изобретения заключается в том, что ко входному валу червячного редуктора через соединительную муфту подсоединяется выходной вал электрического двигателя, а момент инерции червячного редуктора определяется как отношение произведения разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор» на сумму момента инерции электрического двигателя и момента инерции соединительной муфты к угловому ускорению системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор».

Новизна заключается в том, что момент инерции червячного редуктора определяется с помощью момента инерции электродвигателя и момента инерции соединительной муфты.

На чертеже 1 изображена схема реализации предлагаемого способа определения момента инерции червячного редуктора с учетом действия сил трения в опорах валов, зубчатых зацеплениях, а также износа основных вращающихся элементов.

Электрический двигатель 1, угловое ускорение выходного вала 2 которого определяется посредством датчика 3, соединен посредством соединительной муфты 4 с входным валом 5 червячного редуктора 6.

Реализуется предлагаемый способ определения момента инерции червячного редуктора следующим образом.

Выходной вал 2 посредством соединительной муфты 4 соединяется с входным валом 5 червячного редуктора 6. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω выходного вала 2, при которой двигателем 1 развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение ε₁ системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор», имеющей момент инерции J_дв+J_м+J_р при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:

$$M={\epsilon }_1\left(J_{дв}+J_{м}+J_{р}\right)(1)$$

Далее входной вал 5 отсоединяется от соединительной муфты 4 и червячный редуктор 6 демонтируется. С помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость ω выходного вала 2, при которой двигателем 1 развивается определенный крутящий момент М. Затем измеряется угловое ускорение ε₂ системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта» с моментом инерции J_дв+J_м при изменении угловой скорости вращения выходного вала в диапазоне от ω до ω+dω, то есть при том же начальном значении крутящего момента М. Крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от ω до ω+dω равен:

$$M={\epsilon }_2(J_{дв}+J_{м})(2)$$

Из выражений (1) и (2) определяется момент инерции системы вращающихся масс «червячный редуктор»:

$$J_{р}=\frac{(J_{дв}+J_{м})({\epsilon }_2-{\epsilon }_1)}{{\epsilon }_1}(3)$$

Таким образом, зная момент инерции вращающихся масс электрического двигателя (с учетом потерь на трение в опорах) и момент инерции соединительной муфты, можно определить момент инерции вращающихся масс червячного редуктора, приведенного ко входному валу, с учетом действия сил трения в опорах валов, червячном зацеплении, а также износа основных вращающихся элементов.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам инерционных испытаний червячных редукторов, и может быть использовано для их исследования на энергоэффективность. Сущность изобретения заключается в том, что ко входному валу червячного редуктора через соединительную муфту подсоединяется выходной вал электрического двигателя, а момент инерции червячного редуктора определяется как отношение произведения разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор» на сумму момента инерции электрического двигателя и момента инерции соединительной муфты к угловому ускорению системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор». Технический результат заключается в возможности определения момента инерции червячного редуктора с учетом сил трения и износа элементов редуктора. 1 ил.

Способ определения момента инерции червячного редуктора, отличающийся тем, что ко входному валу червячного редуктора через соединительную муфту подсоединяется выходной вал электрического двигателя, а момент инерции червячного редуктора определяется как отношение произведения разности углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта» и углового ускорения системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор» на сумму момента инерции электрического двигателя и момента инерции соединительной муфты к угловому ускорению системы вращающихся масс «электрический двигатель, соединительная муфта, червячный редуктор».