10. В чем заключается физическая сущность коэффициента трения качения? Лабораторная работа 2

Исследование крутящих моментов на валу двигателя механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидивателя

Цель работы - научиться строить фактические нагрузочные диаграммы

электродвигателей, работающих в повторно-кратковремен­ном режиме работы (графики крутящих моментов, приве­денных к валам электродвигателей, в функции времени).

Общие указания

Башенный вагоноопрокидыватель предназначен для разгрузки полу­вагонов грузоподъёмность» 60 и 93 т [I]. Вагоноопрокидыватель состоит из опорной металлоконструкции (см.рис.1,а), люльки, механиз­ма опрокидывания (кантования), подвижней платформы на люльке, сис­темы больших и малых противовесов, зажимов с приводным механизмом, ходовых тележек, механизма перемещения предохранительного щита и наклонных съездов. С вагоноопрокидывателем тесно связан толкатель, служащий для подачи вагонов на платформу вагоноопрокидывателя ме­таллоконструкция толкателя выполнена в виде портала, установленного на ходовых тележках.

Люлька (рис.6), являющаяся основной частью вагоноопрокидывате­ля, состоит из U -образных поперечных балок, скрепленных продольными балками. Внутренние стенки люльки обшиты стальными листами, вертикальная стенка снабжена приварочными брусьями. Цапфами люлька шарнирно присоединена к опорной металлоконструкции. Угол поворота люльки 160˚. На нижней её части расположена платформа с рельсовыми путями для разгружаемых вагонов. Платформа установлена на катках, она служит для перемещения вагона к привалочной стенке. На верти­кальных участках двух крайних балок люльки I закреплены при помощи балансирной траверсы подъёмные канаты 2, которые, огибая секторы и балку люльки, а затем блок, навивается на барабан 3. Б углу край­них образных балок люльки закреплены канаты 4, огибающие секторы, балку

Рис.6. Схема механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидывателя: 1 - люлька; 2 - приводные канаты; 3 - барабан; 4 - канаты малых противовесов; 5 - малые противовесы; 6 - канаты больших противовесов; 7 - .под­вижный блок полиспаста; 8 - большие противовесы.

у блоки и идущие к малым противовесам 5. Канаты больших про­тивовесов 6, закрепленные в углу крайних балок, огибают систему бло­ков (в том числе блоки 7, поддерживающие большие противовесы 8). В верхнем положении люльки канаты 4 и с удерживают ее от падения и возвращают из верхнего положении в исходное.

Привод механизма кантования двухсторонний (рис.7). Каждая сторо­на привода имеет электродвигатели постоянного тока 1 и переменного тока 2, тормоза 3 и зубчатые передачи 4, колеса которых жестко со­пряжены с коническими шестернями дифференциального редуктора 5. На обоих концах водила 6 смонтированы шестерни 7, которые входят зацепление с зубчатыми венцами 8 барабанов 9. Двигатели перемен­ного тока работают в период разгона и установившегося движения, а двигатели постоянного тока - при движении с ползучей скоростью на конечных участках траектории и при окончательном торможении. Диф­ференциальный редуктор 5, расположенный между двумя приводами, по­зволяет механизму кантования работать с меньшей скоростью в случае выхода из строя двигателей одной стороны [4].

Рис.7. Схема привода механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидывателя

Материальное обеспечение работы

1. Лабораторная установка башенного вагоноопрокидывателя.

2. Секундомер.

3. Динамометры.

4. Тензостанция.

5. Осциллограф.

6. Штангенциркуль.

7. Линейка.

8. Амперметр (2 шт.).

Порядок выполнения работы

1. Изучить устройство и работу механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидывателя. Осуществить кантование люльки на угол 160° при помощи электродвигателя правой и левой сторон при­вода. Обратить внимание на особенности работы дифференциального редуктора. Определить угловую скорость люльки. Вернуть люльку в исходное положение.

Осуществить повторное кантование люльки на угол 160° при по­мощи электродвигателей левой стороны привода (валы электродвигате­лей правой стороны привода должны быть заторможены) и для этого случая определить угловую скорость люльки, а также обратить внима­ние на работу дифференциального редуктора. Вернуть люльку в исход­ное положение.

2. Поместить в люльку груженый вагон, произвести поворот люльки на углы 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160°.. Для каждого из углов поворота определить усилия в приводных канатах S, в канатах больших противовесов S₁, в канатах малых противовесов S₂, (см.рис.6). Определить плечи h₃, h_S1, h_S2, вышеуказанных сил. Определить статический момент сопротивления вращению люльки

где - коэффициент, учитывающий момент сил трения в цапфах люльки, k = =1,02; знак "+" относится к кантованию, знак "-" - к возврату люльки;

n - число направляющих блоков, знак "-" относится к подъёму, а знак "+" - к опусканию противовесов;

η - коэффициент полезного действия блока;

- статический момент сопротивления вращению люльки.

Полученные данные ввести в табл. 2.

Таблица 2

Параметр	Угол поворота люльки, град
	0	20	40	60	80	100	120	140	160
S, Н S1, Н S2, Н hS, м hS1, м hS2, м МСТ, Н·м Мδ, Н·м

Построить график зависимости статического момента сопротивле­ния вращению люльки от её угла поворота, М_СТ.Л = f (α).

Построить график зависимости момента на барабане от угла по­ворота барабана, М_δ = f (φ_δ).

3. Учитывая, что время пуска электродвигателя t_n = 4 с, время торможения t_r = = 3 с, время движения люльки с "ползучей" скоростью t_min = 5 с, определив время движения люльки с установившейся ско­ростью, построить график зависимости угловой скорости барабана от времени (рис.8). Используя вышеуказанный график, построить график зависимости угла поворота барабана от времени (рис.9).

4. Используя графики М_δ = f (φ_δ) и φ_δ = f (t), построить график изменения момента на барабане привода механизма кантования в функции времени.

5.Необходимо учитывать, что M_дв= M_s /i η_пр, где M_дв - момент на валу двигателя; i- передаточное отношение ре­дуктора; η_пр - коэффициент полезного действия передач, соединяю­щих барабан с валом электродвигателя.

Рис.8. График изменения угловой скорости барана во времени

Рис.9. Зависимость угла поворота барабана от времени

Содержание отчета

Отчет должен включать:

1. Цель работы.

2. Краткие теоретические сведения.

3. Таблицу с экспериментальными и расчетными данными.

4. Графики зависимостей ω_δ = f(t), φ_δ = f(t), М_СТ.Л = f (α), М_δ = f (φ_δ), М_δ = f (t),

M_дв = f(t).

5. Анализ результатов работы.

Правила техники безопасности при выполнении работы

1. При изучении конструктивных особенностей механизма кантования люльки его привод должен быть обесточен. На рубильнике необхо­димо повесить табличку "Не включать - работают люди".

2. Включать привод механизма кантования можно только с разре­шения преподавателя.

3. Запрещается производить измерения геометрических параметров при работающем приводе.

4. Перед включением привода механизма кантования люльки необ­ходимо убедиться, что тормоза находятся в "открытом" положении.

Контрольные вопросы

1. В чем заключаются преимущества передвижных вагоноопрокиды- вателей по сравнению со стационарными?

2. Как определяется момент сопротивления вращению люльки башенного

вагоноопрокидывателя?

3. Как устроен механизм кантования, люльки башенного вагоноопрокидывателя?

4. Каковы конструктивные особенности привода механизма канто­вания люльки?

5. Как определить момент на барабане привода механизма кантования?

6. Как устроен механизм фиксации вагонов в люльке вагоноопро- кидывателя?

7. Каково назначение дифференциального редуктора привода механизма кантования люльки вагоноопрокидывателя?

8. Как построится график зависимости момента на барабане в функции

времени?