320

7 Контрольные вопросы

1 Для чего предназначены и где применяются электротали?

2 Расскажите общее устройство электротали, каковы основные параметры?

3Как устроена лабораторная установка?

4Расскажите устройство механизма передвижения, каковы его параметры?

5Правила техники безопасности при работе на тали?

6Какова природа сил сопротивления при перемещении тали?

7Что такое коэффициент сцепления, от чего он зависит?

8Что такое коэффициент запаса сцепления? Предложите меры по его увеличению.

9Отчего зависит расход электроэнергии, потребляемой двигателем

МП?

10Чем обусловлена длительность периода разгона МП, следует ли её увеличивать? Уменьшать? Как этого добиться?

11Как уменьшить ускорение при пуске? Предложите конструктивные решения этой проблемы.

Лабораторная работа №2

Колодочный тормоз

В грузоподъёмных машинах применяют в основном колодочный тормоз нормально-замкнутого типа, действующий автоматически /1, с. 141...

170/.

1 Цель работы

Изучить конструкцию колодочного тормоза и приобрести практические навыки в испытании их конструкции.

2Оборудование, приборы и инструмент

2.1.Устройство стенда.

Кинематическая схема стенда изображена на рисунке 1.

11

М

Рисунок 1 - Кинематическая схема стенда

Стенд содержит двухскоростной электродвигатель 1, муфту — тормоз 2, опору 3 и маховик 4. Маховик 4 выполнен в виде съёмных дисков. В реальных механизмах тормоз преодолевает потенциальную энергию груза, в стенде — кинетическую энергию маховика. В состав стенда входит секундомер.

3 Устройство тормоза

Схема тормоза изображена на рисунке 2. На основании 1 шарнирно закреплены рычаги 2 и 3. К рычагам 2 и 3 шарнирно прикреплены колодки 4. Колодки снабжены накладками из фрикционного материала (не обозначены). Посредством тяги 5 рычаг 3 соединен с пружиной 6 и угловым рычагом 8. Рычажно-пружинная система 3, 7 называется устройством замыкания. Под воздействием устройства замыкания колодки 4 при неработающем стенде (крановом механизме) постоянно прижаты к тормозному шкиву 9. Вращение невозможно. Тормоз нормально замкнут.

Для размыкания тормозов используют устройства управления (электромагнит того или иного типа, электрогидротолкатель и т.д.) в сочетании с рычажной системой. В данном стенде использован электромагнит типа МО-Б (электромагнит однофазный). Электромагнит содержит катушку 11 и якорь 10, закрепленный на рычаге 8. При включении электродвигателя одновременно подается напряжение на катушку электромагнита. Якорь 10 втягивается, рычаг 8 надавливает на тягу 6 и отводит рычаг 3 с колодкой 4

12

от шкива 9. Отводу рычага 2 способствует пружина меньшего диаметра (не обозначена). При аварийном отключении электроэнергии катушка электромагнита обесточивается и пружина 7 автоматически прижимает колодки тормоза к шкиву. В реальном крановом механизме подъема, груз остается на весу. В стенде при отключении электродвигателя электромагнит также обесточивается, тормозные колодки прижимаются к шкиву и тормоз поглощает кинетическую энергию маховика (преобразует ее в тепловую энергию).

4 Расчетная часть

Кинетическая энергия, запасенная маховиком, пропорциональна частоте вращения n1 , моменту инерции JД диска и количеству z дисков.

Кинетическая энергия, запасенная маховиком, может быть поглощена двумя способами:

а) за счет внутренних сил трения в стенде; б) за счет сил трения в тормозе и стенде.

Первому случаю соответствует тормозной момент ТТС стенда; второму – тормозной момент ТТ суммарный. С учётом вышеизложенного,

tВ - время выбега, с; t- время торможения.

фициенту трения f между колодками и тормозным шкивом, диаметру D тормозного шкива, соотношению длин l и l1 рычага:

13

перевести переключатель “тормоз” в положение “выкл..”. Показания секундомера занести в таблицу 1 (форму таблицы разработать самостоятельно).

5.1.7 Переключатель частоты вращения поставить в положение 1440 мин-1 и выполнив действия по п.п. 5.1.2 ... 5.1.6 определить время выбега tB .

5.2 Определение времени торможения t:

5.2.1Переключатель “выбег” поставить в положение “выкл.”;

5.2.2Переключатель частоты вращения поставить в положение 955

мин-1;

5.2.3Переключатель “сеть” поставить в положение “вкл.”;

5.2.4Установить длину пружины (одну из трех, указанных препода-

вателем); Стенд готов к измерению.

5.2.5Включить двигатель стенда, переведя переключателя “тормоз” в положение “вкл.”;

5.2.6После разгона двигателя до номинальной частоты вращения (5...10 с) переключатель “тормоз” перевести в положение “выкл.”. При этом двигатель выключен, тормоз и секундомер включены. После остановки секундомера время t торможения занести в таблицу 2.

5.2.7Изменяя частоту вращения и длину пружины определить (смотрите п.п. 5.2.5, 5.2.6) 4...6 значений времени торможения. Результаты занести в таблицу 2.

Экспериментальные и расчетные данные

Таблица 2

6 Обработка результатов

6.1 Определить тормозной момент TTC стенда по уравнению (1); результаты занести в таблицу 1.

6.2 Определить суммарный TT и тормозной момент TTT тормоза по

15

уравнениям (2) и (3); результаты занести в таблицу 2.

6.3Преобразовав уравнение (4), вычислить усилие FПР пружины (коэффициент трения f ); результаты занести в таблицу 2.

6.4Построить график зависимости t f TTT при частотах вращения 955 мин-1 и 1440 мин-1.

7 Контрольные вопросы

1 Устройство и принцип действия стенда?

2 Устройство и принцип действия колодочного тормоза?

3 Как устроены и работают устройства замыкания и управления тормозом?

4 В чем существенная разница при работе тормоза в реальном крановом механизме и стенде?

Лабораторная работа № 3

Электроталь

Одним из распространенных средств механизации является электроталь. Их широко используют в механических, сборочных цехах, ремонтном производстве и т.д. как самостоятельные грузоподъемные машины, так и в составе мостовых, козловых и консольных кранов. Основное достоинство электроталей — компактность и малая собственная масса.

Управляют талями с пола с помощью подвесного пульта. В состав электротали входят два механизма:

-подъема груза (МПГ);

-передвижения (и полиспаст).

Для механизма передвижения (МП) направляющими служат двутавровые балки соответствующего сечения. Направляющие могут быть прямолинейными и криволинейными. В последнем случае электроталь снабжают ходовыми тележками с шарнирной подвеской.

1 Оборудование и инструмент

Объектом изучения является промышленный образец электротали в разобранном виде, гаечные ключи, отвертки, штангенциркуль.

16

2 Цель работы

2.1Изучить принципы компоновки механизмов электротали.

2.2Получить навык составления кинематических схем механизмов.

2.3Ознакомиться с основами расчетов грузоподъемных машин.

2.4Составить техническую характеристику электротали.

3 Условные графические изображения элементов кинематических схем

При составлении кинематических схем механизмов использовать условные графические обозначения (рисунок 1).

4.Расчетная часть

4.1Определить грузоподъёмность Q (кг) тали из формулы (1)

где: P1 - мощность двигателя (P1 2,7кВт);

VГ - скорость подъёма груза, м/с;0 - общий КПД 0 0,9 ;

g - ускорение свободного падения (g 9,81м/с2).

1

nб

М

Vr

2

Рисунок 1 - Условные графические обозначения элементов кинематических схем: а) электродвигатель; б) зубчатая пара, валы, опоры в виде подшипников качения; в) полиспаст в составе барабана 1 и грузовой подвески 2

17

4.2 Определить скорость VГ подъёма-опускания груза из формул (2) и

(3)

где: nб - частота вращения барабана 1; UП - кратность полиспаста UП 2 ;

D - диаметр барабана по дну канавки (измерить);

где: Dxk – диаметр ходового колеса в среднем сечении, м (измерить); nxk – частота вращения ходового колеса, мин-1;

n1k – частота вращения двигателя МП (n1k 1440мин-1); U – передаточное число редуктора МП.

4.4 Определить суммарную силу F (Н) сопротивления передвижению тали из формулы (6)

где: KP - мощность двигателя МП (P1k 1,1кВт).

5 Порядок выполнения работы

18

5.1Изобразить кинематические схемы механизмов подъема груза и передвижения.

5.2Определить передаточные числа UP и U .

Для определения UP используют следующий прием: на тихоходном валу наносят мелом метку; вращая быстроходный вал считают сколько он сделает оборотов за один полный оборот тихоходного вала.

Для определения U считают количество зубьев на колесах соответствующих ступеней редуктора, определяют передаточные числа ступеней и общее передаточное число по известным зависимостям.

5.3Выполнить вычисления, предусмотренные пунктами 4.1 .....4.4.

5.4Включить в отчет раздел “техническая характеристика” с указаниями численных значений упомянутых параметров.

6 Контрольные вопросы

6.1Назначение и область применения электроталей?

6.2Достоинства и недостатки электроталей?

6.3Какими приемами можно определить передаточное число редуктора МПГ?

6.4Как можно увеличить тяговую силу МП?

Лабораторная работа № 4

Трансмиссионные валы

К трансмиссионным валам в механизмах грузоподъемных машин относят валы длиной (расстоянием между опорами) более 1 метра. Трансмиссионный вал, например, в механизме передвижения, может быть рассчитан на прочность, жесткость, выносливость. Трансмиссионные валы могут быть тихоходными (частота вращения порядка 100 мин-1) и быстроходными (частота вращения более 1000 мин-1). В последнем случае, трансмиссионный вал необходимо проверить на критическую частоту вращения. При критической частоте вращения высока вероятность возникновения резонанса, сопровождаемого нежелательными нагрузками, вибрацией и тряской, вплоть до разрушения.

Простейший вал с двумя опорами представляет собой колебательную систему, характеризуемую собственной частотой колебаний. Привод трансмиссионного вала (электродвигатель) является источником внешних колебаний с частотой вращения n1.

19

Явление совпадения частот собственных и внешних колебаний называют резонансом.

1 Цель работы

Изучить конструкции трансмиссионных валов, методику определения критической частоты вращения, освоить способы защиты от резонанса.

2 Расчетная часть

Колебания трансмиссионного вала могут быть вызваны наличием неуравновешенных масс из-за погрешностей изготовления и монтажа. Поэтому, для быстроходных ответственных валов предусматривают балансировку (статическую и динамическую). В немалой степени колебания вала зависят от его жесткости с (Н/м).

где F - поперечная сила;

е- прогиб вала (измеренный в ходе эксперимента).

Теоретический прогиб eo вала можно определить по формуле (2)

где - длина (расстояние между опорами) вала;

E - модуль упругости (для стали E 2,1 105МПа);

где k — критическая угловая скорость, равная

20