Материал: 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
1 |
2 |
3 |
4 |
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,
ТТС |
JД z JC n1 |
/9,55 |
tB , |
(1) |
TT |
JД z JC n1 |
/9,55 t, |
(2) |
|
где JC ,JД - моменты инерции стенда (JC |
0,025кг м2;JД |
0,06кг м2 ) и |
||
диска соответственно; |
|
|
|
|
tВ - время выбега, с; t- время торможения.
При этом, n =955 или 1440 мин-1. Из уравнений (1) и (2) можно опре- |
|
1 |
|
делить тормозной момент ТТТ , развиваемый тормозом: |
|
ТТТ ТТ ТТС , |
(3) |
Тормозной момент ТТТ пропорционален усилию FПР |
пружины, коэф- |
фициенту трения f между колодками и тормозным шкивом, диаметру D тормозного шкива, соотношению длин l и l1 рычага:
TTT FПР f D P l/l1 , |
(4) |
где P - КПД шарнирнорычажной системы ( P |
0,95). |
13
Зная момент TTT , определенный из уравнений (1)...(3) и из уравнения (4), можно определить (после соответствующих преобразований) силуFПР
пружины или коэффициент f |
(по указанию преподавателя). При этом, |
|
D 100мм; |
f 0,30; l 170мм; |
l1 70мм. При вычислении по формуле (4) |
значений |
f , силу FПР принимать по тарировочному графику (характери- |
|
стике пружины) — рисунок 3.
Усилие пружины, Н
600 |
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
0 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
Длина пружины, мм |
|
|||
Рисунок 3 - Характеристика пружины тормоза
5 Экспериментальная часть
Подготовку стенда к работе производить в присутствии преподавателя. Проверить количество дисков, готовность секундомера.
5.1 Определение времени выбега tB :
5.1.1Переключатель частоты вращения поставить в положение 955
мин-1;
5.1.2Переключатель “тормоз” поставить в положение “выкл.”;
5.1.3Переключатель “выбег” поставить в положение “включ.”;
5.1.4Переключатель “сеть” поставить в положение “включ.”.
Стенд готов к измерению.
5.1.5Включить двигатель стенда, переведя переключатель “тормоз” в положение “включ.”.
5.1.6После разгона двигателя (5...10 с) до номинальной частоты вращения переключатель “выбег” перевести в положение “выкл.”. При этом выключается двигатель, включается секундомер, но тормоз не обесточивается.
Выключение секундомера происходит автоматически при достижении минимальной частоты вращения. После выключения секундомера сразу же
14
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
Время тор- |
Суммарный |
Тормозной |
Усилие |
Коэффициент |
||||||||
можения, |
момент, |
Нм |
момент, Нм |
пружины, Н |
||||||||
трения при: |
||||||||||||
с при: |
при: |
|
|
при: |
|
при: |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||
длине пру- |
|
|
|
частоте вращения, мин-1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
жины, мм |
955 |
|
1440 |
955 |
|
1440 |
955 |
|
1440 |
955 |
1440 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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