43747

Колодкові гальма підйомно-транспортних машин та механізмів

Дипломная

Логистика и транспорт

У підйомно-транспортному машинобудуванні широке застосування знайшли гальма, конструкція важільної системи яких забезпечує можливість використання для замикання електромагнітів як змінного (гальма типу ТКТ із електромагнітами типу МО-Б), так і постійного (гальма типу ТКП із електромагнітами типу МП) струму .

Украинкский

2013-11-06

313 KB

16 чел.


Рис. 3.
Залежність від кута обхвату колодкою гальмівного шківа; 1 - величина нормального тиску, що діє на шків; 2 - процентне розходженні нормального зусилля від зусилля притиснення колодки; 3 - зусилля пружині для забезпечення необхідного (1500 Нм) гальмівного моменту; 1'нормативне значення величини 1

ВСТУП

Одним із найбільш відповідальних вузлів, які визначають надійність і безпеку експлуатації кранів і їх механізмів, є гальмівні пристрої. Під гальмівним пристроєм розуміється сполучення власне гальма, яке безпосередньо створює штучний опір руху машини, з системою управління і приводом, що приводять гальмо в дію.

Гальмівні пристрої зменшують швидкість крана з заданним уповільненням її на визначеному гальмівному шляху, або утримання вантажу в піднятому стані при визначеному коефіціенті  запасу гальмування.

Значення гальмівних пристроїв зростає в зв’язку з інтенсифікацією виробництва, збільшенням рухомих мас, швидкості пересування та частей гальмування. На протязі короткого періоду часу гальмо повинне перетворити в теплову енергію значну кількість механічної енергії і передати її в навколишнє середовище без зниження працездатності як гальма, так і крана вцілому.

Головним напрямком підвищення надійності і ефективності використання гальм є конструктивне удосконалення механічной частини та приводу існуючих гальм та створення нових матеріалів з підвищеними фрикційними властивостями.

При цьому широко використовуються досягнення трибоніки (наукового напрямку, який вивчає взаємодію поверхонь, що рухаються одна відносно одної і зазнають взаємний вплив) створюються і застосовуються нові методи розрахунку, дослідження і випробування устроїв та фрикційних матеріалів.

Метою дипломного проєкту є уточнити розрахунки колодкових гальм мостового та козлового кранів та установити вплив уточнення на динаміку гальмування.


ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ТЕМИ

Вантажопідйомні й транспортуючі машини є невід'ємною частиною сучасного виробництва, тому що з їх допомогою здійснюється механізація основних технологічних процесів і допоміжних робіт. У поточних й автоматизованих лініях роль підйомно-транспортних машин якісно зросла, і вони стали органічною частиною технологічного встаткування, а вплив їх на техніко-економічні показники підприємства  стало досить істотним.

В наш час підвищення надійності, ефективності, а значить і раціонального використання ресурсів є пріоритетними напрямками винайдення, розвитку та вдосконалення існуючих механізмів, вузлів та машин в цілому. Широко використовуються наукові досягнення та конструкторські рішення в цих напрямках, удосконалюється конструкційна частина гальм, створюються та використовуються нові фрикційні матеріали з підвищеними характеристиками.

В підйомно-транспортних машинах знаходить застосування велика кількість різноманітних конструкцій колодкових гальм, що складаються з важелів та двох колодок, діаметрально протилежно розташованих відносно гальмівного шківа та відрізняються здебільшого схемою важільної системи.

Існуючі залежності по розрахунку сили притиснення колодок та радіусу сили тертя, залежність величини гальмівного моменту від кута обхвату накладкою гальмівної колодки шківа сприймаються інженерами як істина, але всі вони підлягають уточненню.

Саме із цієї причини я вважаю, що дана дипломна робота є не тільки доцільною, а й необхідною для подальшого розвитку та удосконалення існуючих гальмівних систем і конструювання нових на базі сучасних наукових досягнень, а саме – з використанням запропонованої методики розрахунку.

Мета роботи.  Метою дипломного проєкту є уточнити розрахунки колодкових гальм мостового та козлового кранів та установити вплив уточнення на динаміку гальмування.

Відповідно до поставленої мети необхідно розв’язати  наступні завдання:

  •  вивчити сучасні методи розрахунку гальмівного моменту;
  •  зкорегувати методику визначення гальмівного моменту;
  •  на базі розрахунку за новим та існуючим методами зробити порівнювальний аналіз отриманих результатів.

Об’єкт дослідженняколодкові гальма підйомно-транспортних машин та механізмів.

Предмет дослідження – уточнення гальмівного моменту гальм підйомно-транспортних машин та механізмів.

Структура й обсяг роботи. Дипломна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків. Обсяг основного тексту -    сторінок, у тому числі  таблиць,   рисунка. Крім того, вступ на   сторінках, висновки на  сторінках, список використаних джерел, який включає   найменування та   додатків на  сторінках.    


ОСНОВИ ЗАПРОПОНОВАНОЇ ТЕОРІЇ

Ціль досліджень. При розрахунках гальмівних пристроїв вихідним параметром є гальмівний момент. Виходячи із його величини визначається сила притиснення колодок до шківа у гальмах з зовнішнім розташуванням колодок.

Існуючі залежності по визначенню сили притиснення колодок та радіусу сили тертя сприймаються інженерами як істина, але вимагають уточнень.

У підйомно-транспортному машинобудуванні широке застосування знайшли гальма, конструкція важільної системи яких забезпечує можливість використання для замикання електромагнітів як змінного (гальма типу ТКТ із електромагнітами типу МО-Б), так і постійного (гальма типу ТКП із електромагнітами типу МП) струму .

Матеріал досліджень.

Колодкові гальма.

Двоколодкові гальма.

До таких гальм відносяться гальма механізмів пересування кранів та їх візків.

Враховуючи відповідальність гальм, при їх виборі спочатку знаходиться розрахунковий гальмівний момент

де.  - коефіцієнт запасу гальмування, який залежить від класифікаційної групи механізму; - статичний гальмівний момент, який визначається за відомими формулами, наведеними в підручниках для вузів [7] і довідковій літературі [5, 6], і наприклад, для механізму підйому визначається із виразу:

де Q - маса вантажу; D - діаметр барабана; η-ККД механізму підйому;

uпередаточне число механізму.

Гальмівний момент, який створюється двома колодками визначається із виразу:

де N - сила притиснення колодки до шківа; f - коефіцієнт тертя.

Оскільки колодки обхвачують шків по дузі, а формула (29) відповідає площині, то необхідно поставити під сумнів правомірність її застосування. Очевидно, що у зв'язку цим, необхідно уточнити і величину  у формулі (27), оскільки від цього залежить величина притиснення колодок і безпека роботи кранів.

Встановити автора та вік формули (29) практично неможливо, але, як говорилось вище, як інженерами, так і студентами вона сприймалась як істина і ніхто не спробував її оспорювати.

Доведу величину неточності  у формулі (29). Для цього нагадаємо, що в законі тертя ковзання мається на увазі нормальний тиск. Очевидно, що складова dN на рис. 27 буде нормальною до шківа тільки при поточному куту рівному нулю, тобто співпаданні напрямків сили N та її елементарного значення dN.

Рис 27. Розподіл сил притиснення колодки по дузі обхвату

Нормальну величину сили на куту знайдемо так. Розподілений тиск від сили N на вертикальну складову довжини у проекції дуги обхвату

де R-радіус гальмівного шківа; β-кут обхвату колодкою шківа.

Оскільки вертикальна складова елементарного сектора має довжину

то тиск на неї складе

а нормальна сила

Інтеграл виразу (33) в межах кута обхвату дає повну величину нормального тиску колодки на шків

Таким чином, більше точним виразом для формули (29) буде

і щоб в існуючих гальмах гальмівний момент відповідав дійсному необхідно збільшити притиснення колодки в  разів.

Це можна здійснити за рахунок заміни зусилля пружини до величини

де а - відстань між верхнім шарніром і шарніром трьохплечового важеля гідроштовхача; с - відстань між віссю пружини і віссю стійки; η- ККД важільної системи гальма (рис. 28).

Рис. 28. Схема до визначення зусилля пружини колодочного гальма

Величина затяжки пружини у залежності від кута обхвату колодкою шківа для гальма ТКТ-400 (  ) показана на рис.29.

Одноколодкові гальма.

До таких гальм можна віднести гальма механізмів підйому вантажів.

В [7] тиск по висоті колодки знаходиться виходячи із пропорційності радіальної деформації накладки. При цьому, рух колодки подається як сума поступального та обертального (внаслідок повороту колодки відносно своєї осі під дією колового зусиллі на шківу) рухів загальний тиск визначається сумою тисків, які виникають внаслідок двох рухів:

де - тиск від поступального руху колодки;  - те ж від обертального руху.

Із формули (37) очевидно, що при мінусовій величині кута ф тиск р зменшується і його розподіл по висоті колодки буде нерівномірним.

Для визначення максимальних величин тисків  і  уточнимо прийнятий в [7] косинусоїдальний закон розподілу від поступального руху колодки.

Формула (30) для несиметричної колодки приймає вигляд:

а формула (32)

Інтеграл виразу (39) в межах кута обхвату (від до) дає повну величину нормального тиску

При отримаємо формулу (34).

Із виразу (39) витікає, що максимальний тиск між колодкою і шківом від поступального руху колодки:

Співставлення формул (37) і (39) показує, що розподіл тиску між колодкою і шківом від поступального руху колодки відбувається не за законом , а за законом .

В [8] доведено, що при симетричній колодці величина значно (для реальних значень коефіцієнта тертя) менше  тому без доказу, як і в [7], приймемо, що від обертального руху колодки тиск здійснюється за законом .

Таким чином, на складову елементарного сектора верхньої і нижньої частин колодки діють сили:

нормальна

дотична

Момент сил dn відносно осі колодки (рис. 30)

Рис. 30. До визначення плеч відносно осі колодки

Момент сили dT відносно осі колодки

Для знаходження  проінтегруємо вирази (44) і (45) в межах від  до  . Після інтегрування і відкидання сум та різниць малої величини отримаємо:

де  

Маючи формули для визначення p1mах та р2мах можна знайти розподіл тисків по висоті колодки

а також знайти величини  і  при яких тиск буде однаковим.

Залежності  при  для показані на рис. 31.

Рис.31. Залежності від кутів +β1 і -β2 обхвату колодкою гальмівного шківа для 


Висновки.

  1.  Формула по визначенню гальмівного моменту гальм з зовнішнім розташуванням колодок, яка наводиться в довідковій і учбовій літературі, отримана з порушенням закону тертя ковзання;
  2.  Величина  гальмівного  моменту  існуючих  колодкових  гальм  з  зовнішнім розташуванням колодок завищена і величина завищення при куту обхвату колодкою шківа рівному 70º складає більше 6%;
  3.  Розподіл тисків між колодкою і гальмівним шківом при поступальному переміщенні колодки відбувається по закону, а не , як прийнято в існуючій довідковій літературі;
  4.  При одностороннім гальмування за рахунок різних висот колодки відносно осі колодки можливо отримати колодку з однаковою величиною тисків; при куту обхвату 70 



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

80018. Характеристика деятельности прокурора в области гражданского и арбитражного судопроизводства 372 KB
  Когда интересы государства и общества требуют их эффективной защиты участие прокурора в гражданском и арбитражном судопроизводстве является весомым вкладом в укрепление законности в стране. Участие прокурора в гражданском и арбитражном судопроизводстве следует рассматривать как дополнительную гарантию...
80019. Разработка решения для централизованного мониторинга ресурсов ЕИС кафедры ИКТ 3.56 MB
  В данной работе разработано решение для централизованного мониторинга единой информационной среды кафедры ИКТ. Данное решение содержит: компонент для сбора данных о состоянии системных ресурсов серверов, средство для быстрого конфигурирования, систему для визуализации данных, средство слежения...
80020. Проект сервисного центра по обслуживанию и ремонту легковых автомобилей отечественного производства 1.11 MB
  В дипломном проекте представлен план сервисного центра, которое предусматривает выполнение комплекса мероприятий, направленных на повышение технико-экономического уровня производства и отдельных элементов производственно – технической базы...
80021. Специфіка розробки програмного забезпечення 55.5 KB
  Творчість в програмуванні починається з визначення цілей програми і закінчується тільки тоді, коли в її вихідному коді, написаному на якій-небудь мові програмування, поставлена остання крапка з комою. Спроби розділяти програмістів на творчу еліту, архітекторів і проектувальників, і нетворчих програмістів-кодерів не мають під собою підгрунття
80022. ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАТИОННЫХ И АМФОТЕРНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В СЫРЬЕ И МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ МЕТОДАМИ ТСХ И ВЭЖХ 11.92 MB
  Катионные поверхностно-активные вещества (КПАВ) и амфотерные поверхностно-активные вещества (АМФПАВ) широко используются в различных моющих, антистатических и антисептических средствах. Природные и синтетические ПАВ являются обязательными компонентами большинства современных технологических процессов и препаратов.
80023. Разработка ультразвукового измерителя дальности 3.03 MB
  Для экспериментальной проверки предложенных решений была собрана плата основного модуля и установлена в выбранный ранее корпус. На корпусе были смонтированы разъём питания, подключения линии CAN и один разъём для подключения комплекта излучатель-приёмник.