6 Исследование динамики грузоподъемного механизма (часть 2)
Лабораторная работа № 6
Цель работы: Изучить динамику грузоподъемного механизма.
6.1 Установка для исследования динамики грузоподъемного механизма
Установка для исследования динамики механизма (рисунок 6.1) состоит из электродвигателя 1, вал которого соединен упругой муфтой 2 с быстроходным валом редуктора 3. Тихоходный вал редуктора 3 соединен с помощью муфты 2 с валом 6. Данный вал опирается на подшипники 4 и является несущим для тормозного шкива 5 и инерционных дисков 7. На тормозном шкиве 5 установлен грузоупорный одноколодочный тормоз 8, создающий дополнительное сопротивление вращению при разгоне. В качестве фрикционного материала тормозной колодки используется тканевая тормозная асбестовая лента, имеющая коэффициент трения по стали f = 0,35. При проведении эксперимента в данной лабораторной работе тормоз будет только имитировать дополнительную нагрузку на привод; торможения, как такового, с целью быстрой остановки производиться не будет.
Необходимые для исследования динамики механизма данные электродвигателя, тормоза, редуктора и инерционных дисков приведены в технической характеристике установки (таблица 6.1).
6.2 Вывод формул для исследования динамики грузоподъемного механизма
Моменты сопротивления движению механизма при свободном выбеге и торможении определяется так же, как в предыдущей лабораторной работе, с использованием формул (5.6) и (5.7).
Дополнительный
момент сопротивления продляющий время
неустановившегося движения, создаваемый
грузоупорным тормозом, определяется
по формуле 
, (6.1)
Таблица 6.1 − Технические характеристики второй установки для исследования динамики механизма
Характеристика |
Размерность |
Величина |
Электродвигатель типа АОЛ2-31-6/4 |
||
мощность |
кВт |
0,75/1,1 |
Частота вращения ротора |
об/мин |
955/1440 |
Маховый момент ротора |
Н∙м2 |
0,4 |
Напряжение |
В |
380 |
Частота тока |
Гц |
50 |
Тормоз одноколодочный грузоупорный |
||
Диаметр тормозного шкива |
мм |
100 |
Вес грузов |
Н |
50, 100, 150 |
Маховый момент шкива |
Н∙м2 |
0,48 |
|
|
|
Инерционные диски |
||
Маховый момент одного диска |
Н∙м2 |
2,7 |
Количество инерционных дисков |
шт. |
3 |
Редуктор двухступенчатый цилиндрический |
||
Передаточное число |
|
30 |
Маховый момент редуктора |
Н∙м2 |
0,3 |
где
Fт
− сила
прижатия колодки к шкиву, Н;
− диаметр тормозного шкива, м; f
− коэффициент трения.
Усилие
прижатия колодки к шкиву находится из
условия равновесия рычажной системы
(вид А-А, рисунок 6.1)
. (6.2)
где L и l − соответственно длинное и короткое плечи рычага тормоза, Н; F − вес груза, расположенного на длинном плече рычага тормоза, Н.
Динамический момент для механизма опытной установки (рисунок 6.1), согласно формулам (5.2) и (5.5)
, (6.3)
где
и
−
маховые моменты тормозного шкива и
одного инерционного диска, приведенные
к быстроходному валу привода, Н∙м2;
− приведенный эквивалентный маховый
момент тормоза, Н∙м2;
z
− количество дисков, шт. Указанные
приведенные моменты вычисляются по
соотношению (5.4).
Тогда эквивалентный маховый момент тормоза, приведенный к валу электродвигателя, согласно выражению (5.4)
. (6.4)
Суммарный приведенный маховый момент вращающихся масс механизма установки составит
, (6.5)
где Mс1 = Mст − момент сопротивления движению механизма после выключения электродвигателя при свободном выбеге без дополнительного затормаживания тормозом, определяемый по формуле (5.6) , Н∙м; tв − время неустановившегося движения (время остановки без дополнительного затормаживания при свободном выбеге), с; n − частота вращения электродвигателя, об/мин.
Эквивалентный маховый момент тормоза, приведенный к тихоходному валу согласно выражению (5.11)
, (6.6)
где Мт − момент сопротивления тормоза, определяемый по формуле (6.1), Н; ni − частота вращения тихоходного вала, об/мин; tп − время неустановившегося движения (время пуска), с.
Электродвигатель установки двух скоростной, позволяет работать на частоте вращения 955 или 1440 об/мин.
При известных маховых моментах ротора электродвигателя и инерционных дисков из формулы (6.3) с учетом (6.5) определяется коэффициент δ, учитывающий инерцию масс отдельных деталей трансмиссии: вала, соединительных муфт, деталей передач и других деталей
. (6.7)