
- •Теоретические и Экспериментальные исследования механимов грузоподъемных машин
- •Для студентов
- •1 Исследование самотормозящегося механизма подъема
- •1.1 Основные теоретические положения
- •1.2 Установка для исследования работы самотормозящегося механизма подъема
- •1 − Рама; 2 − корпус домкрата; 3 − гайка; 4 − винт; 5 − рукоять; 6 − пружина; 7 − циферблат силоизмерительного устройства; 8 − толкатель; 9 − стрелка
- •1.3 Вывод формул для исследования работы самотормозящегося механизма подъема
- •1.4 Порядок исследования работы самотормозящегося механизма подъема
- •2 Исследование работы передвижной электрической тали
- •2.1 Классификация и описание электрических талей грузоподъемных машин
- •2.2 Описание установки для исследования работы передвижной электрической тали
- •2.3 Описание устройства и работы электрической тали
- •2.4 Вывод формул для определения производительности электротали
- •2.5 Порядок проведения исследования электротали. Оформление отчета.
- •3 Исследование кратного полиспаста
- •3.1 Классификация и описание полиспастов грузоподъемных машин
- •3.2 Описание установки для исследования кратного полиспаста
- •3.3 Вывод формул для исследования кратного полиспаста
- •3.3.1 Коэффициент сопротивления и кпд блока
- •3.3.2 Кпд полиспаста при выигрыше в силе
- •3.3.3 Кпд полиспаста при выигрыше в скорости
- •3.4 Порядок исследования кратного полиспаста
- •4 Исследование дифференциального полиспаста
- •4.1 Основные теоретические положения
- •4.2 Описание установки для исследования дифференциального полиспаста
- •4.3 Вывод формул для исследования дифференциального полиспаста
- •4.3.1 Передаточное число дифференциального полиспаста
- •4.3.2 Кпд дифференциального полиспаста
- •4.3.3 Самоторможение дифференциального полиспаста
- •4.4 Порядок исследования дифференциального полиспаста
- •5 Исследование динамики грузоподъемного механизма (часть 1)
- •5.1 Основные теоретические положения
- •5.2 Установка для исследования динамики грузоподъемного механизма
- •5.3 Вывод формул для исследования динамики грузоподъемного механизма
- •5.4 Порядок исследования динамики грузоподъемного механизма
- •6 Исследование динамики грузоподъемного механизма (часть 2)
- •6.1 Установка для исследования динамики грузоподъемного механизма
- •6.2 Вывод формул для исследования динамики грузоподъемного механизма
- •6.3 Порядок исследования динамики грузоподъемного механизма
- •7 Исследование работы двухколодочного тормоза с электромагнитом
- •7.1 Классификация и описание тормозов грузоподъемных машин
- •7.2 Описание установки для исследования работы двухколодочного тормоза управляемого электромагнитом
- •7.3 Описание устройства и работы тормоза типа ткт-100
- •7.4 Вывод рабочих формул
- •7.5 Порядок проведения исследования двухколодочного тормоза
- •8 Исследование работы реактивно управляемого тормоза
- •8.1 Основы теории тормозов грузоподъемных машин
- •8.2 Описание установки реактивно управляемого тормоза
- •8.3 Вывод рабочих формул для исследования работы установки
- •8.4 Порядок выполнения исследования реактивно управляемого тормоза
- •Библиографический список
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(СамГУПС)
Кафедра строительных, дорожных машин и технологии машиностроения
Теоретические и Экспериментальные исследования механимов грузоподъемных машин
Методические указания
к выполнению лабораторно-практических работ по дисциплинам
«Теория подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования», «Грузоподъемные машины и оборудование»
Для студентов
специальности 190109
«Наземные транспортно-технологические средства»,
специализации
«Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование»
Самара 2013
УДК 621.868.275 (075.80)
Теоретические и экспериментальные исследования механизмов грузоподъемных машин: методические указания к выполнению лабораторно-практических работ по дисциплинам «Теория подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования» и «Грузоподъемные машины» для студентов специальности 190109 − «Наземные транспортно-технологические средства» очной и заочной форм обучения» / составитель : В.А. Кожевников. – Самара : СамГУПС, 2013. – 48 с.
Утверждены на заседании кафедры «СДМ и ТМ», протокол № 4 от 27 декабря 2012г.
Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.
Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 190205 – «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование».
В методических указаниях изложено описание и анализ конструкций и элементов машин непрерывного транспорта, представлены методики экспериментального исследования их технических характеристик. Даны основные теоретические положения каждой работы, порядок ее выполнения и содержание отчета.
Составитель: Вадим Александрович Кожевников
Рецензенты: доц. каф. СДМиТМ СамГУПС З.Н. Сосевич;
к.т.н., доц. каф. ПСЖД СамГУПС С.А. Галанский.
Редактор : И.М. Егорова
Компьютерная верстка Е.А. Самсонова
Подписано в печать ......2013. Формат 60×90 1/16.
Усл. печ.л. 3. Тираж 100 экз. Заказ №.....
© Самарский государственный университет путей сообщения, 2013
1 Исследование самотормозящегося механизма подъема
Лабораторная работа № 1
Цель работы: Изучить работу самотормозящегося механизма подъема, научиться определять его КПД.
1.1 Основные теоретические положения
Механизмы грузоподъемных машин должны быть снабжены надежно действующими тормозными устройствами, обеспечивающими остановку и удержание груза на весу в подвешенном состоянии, в механизмах передвижения и поворота − остановку механизма на определенном тормозном пути.
Устройство, позволяющее уменьшить скорость механизма и в случае необходимости остановить механизм, называется тормозом.
В механизмах подъема тормоз должен обеспечить остановку груза и надежное удерживание его на весу с определенным коэффициентом запаса торможения, нормируемыми правилами Ростехнадзора в зависимости от группы режима работы механизма в пределах 1,5...2,5.
В механизмах передвижения тормоз должен останавливать механизм и перемещающийся объект (тележку или кран) с определенной величиной замедления, обеспечивающей остановку без буксования затормаживаемых ходовых колес.
В механизмах поворота тормоз должен обеспечивать остановку механизма, поворотной части крана и груза с такими величинами замедлений, при которых сохраняется требуемая прочность деталей механизма, металлоконструкций поворотной части крана без нарушения его устойчивости, если кран передвижной, свободностоящий.
В грузоподъемных кранах применяются колодочные, ленточные, дисковые тормоза. Наиболее распространены, нормализованы и серийно выпускаются промышленностью двухколодочные тормоза с пружинным замыканием, растормаживаемые электромагнитами или электрогидротолкателями.
Во всех случаях конструкция тормоза представляет собой сложную, громоздкую и дорогую сборочную единицу, усложняющую устройство, увеличивающую вес и стоимость отдельного механизма и всего грузоподъемного крана. Поэтому целесообразно и объяснимо стремление в несложных грузоподъемных устройствах (домкрат, таль) воспользоваться свойством самоторможения, когда обратное действие механизмов, т.е. самопроизвольное опускание поднятого груза исключено и не требуется для этого применения тормоза.
Для установления критерия, определяющего наличие или отсутствие в механизме свойства самоторможения, рассмотрим работу механизма при подъеме и опускании груза.
КПД механизма при работе на подъем
,
(1.1)
где Q − вес поднимаемого груза, Н; Н − высота подъема груза Н; QH − полезная работа, выполненная при подъеме груза весом Q на высоту H, Н∙м; А − работа, затраченная на преодоление вредных сил сопротивления при подъеме от трения и прочих, Н∙м;
КПД механизма при работе его в обратном направлении под действием веса груза
,
(1.2)
где QH − потенциальная энергия поднятого груза весом Q на высоту Н, Н∙м; А' − работа, затраченная на преодоление трения и других вредных сил сопротивления при опускании, Н∙м; (QH−А') − возможная полезная работа (энергия рекуперации) при опускании груза весом Q с высоты H, Н∙м.
В полученных формулах оценки КПД механизма при работе его на подъем (1.1) и на опускание (1.2) допустимо принять, что работы на преодоление вредных сил сопротивления при подъеме А и опускании А' будут одинаковы, тогда получается зависимость между КПД механизма при прямом его действии η и КПД механизма при обратном действии η', когда ведущим звеном становиться бывшее ведомое:
. (1.3)
При η≤0,5 по формуле (1.3) получаем η'≤0. Это означает, что механизм не может работать в обратном направлении, т.е. появляется эффект самоторможения. При этом необходимо, чтобы, по крайней мере, одна из ступеней его передачи обладала свойством самоторможения. В противном случае при η'>0 многоступенчатый механизм самотормозящимся не будет.
Формула (1.3) получена при допущении, что потери на трение в механизме при прямом и обратном действии равны. В действительности потери различны. Насколько велика ошибка, внесенная принятым допущением, как изменяются η и η' с ростом нагрузки − цель исследования.
Ввиду того, что свойство самоторможения проявляется в механизме при условии η≤0,5 (т.е. при низком КПД) и приводит к большим потерям при работе механизмов, применение их на практике ограничено.
Наибольшее распространение получил винтовой домкрат, обладающий при большой грузоподъемности сравнительно малыми размерами и весом и эксплуатирующийся обычно неинтенсивно, эпизодически.