Грузоподъемные и транспортные устройства Додонов (Б.П. Додонов, В.А. Лифанов - Грузоподъемные и транспортные устройства), страница 10

с~э тй ( 1а 1) Рис. б4. Дисковый тормоз Благодаря простоте конструкции, компактности и способности развивать большие тормозные моменты ленточные тормоза широко распространены, но они имеют существенные недостатки, ограничивающие область их применения. К недостаткам следует отнести значительные радиальные усилия, изгибающие тормозной вал, зависимость тормозного момента от направления вращения, неравномерное изнашивание тормозной ленты и др. В колодочных и ленточных тормозах сила, необходимая для получения тормозного момента, действует в радиальном направлении. Существуют тормоза (дисковые и конические), в которых это усилие действует вдоль оси тормозного вала.

Дисковые тормоза делятся на однодисковые и многодисковые. В двухдисковом тормозе (рис. 54) диски 4 фиксируются стержнями б в неподвижном корпусе, а диски 3 фиксируются шлицевой втулкой 2 на вращающемся тормозном валу 1. При осевом сжатии обеих групп дисков пружиной б с силой Р, между ними возникает сила трения, которая создает тормозной момент Мв = с~ сРс/е где х — число пар поверхностей трения; гс — средний разиус тормозных дисков, гс = [гн+ га)/2; ги — наружный радиус тормозных дисков; гв — вчутреннин радиус тормозных дисков. Отсюда необходимое для создания тормозного момента усилие Ра Мт/(агс/). (40) Давление на трущихся поверхностях Р = Р /Гл(г г )1~([Р~м) (41) где [дам[ — допускаемое давлениедля дисиоеых тормозов с осевым нажатием.

Для уменьшения необходимого осевого усилия применяют конический тормоз (рис. 55, а), который состоит из подвижного бо 1 и неподвижного дисков 2. Осевым усилием Р, подвижный конический диск прижимается к неподвижному, в результате на образующей поверхности сила трения создает тормозной момент. Для затормаживания необходимо, чтобы сила Р„трения, возникающая на соприкасающихся поверхностях, преодолевала окружное усилие М,/г,. Так как суммарная нормальная сила ~„Р„= = Р,/зйп (Р/2), то осевое тормозное усилие Р, = (М,/г,/) з1п ([3/2).

Из этого выражения видно, что наибольшее тормозное усилие при малых значениях угла Р/2. Однако чтобы избежать заклинивания конуса при размыкании, рекомендуется брать р/2 > 15'. Увеличение рабочих скоростей грузоподъемиых и транспортных устройств обусловило повышение требований к надежности работы всех механизмов.

Это заставляет особо тщательно рассчитывать конструкцию тормоза — одного из наиболее ответственных механизмов. При конструировании тормозов особое внимание уделяется уменьшению момента инерции тормоза и упрощению его конструкции, снижению до минимума числа рычагов и шарниров, деформация и износ которых создают мертвый ход системы и понижают быстроту растормаживания и затормаживания тормоза.

Для регулирования скорости опускания груза применяют регуляторы (центробежные тормоза), которые не допускают увеличения скорости опускающегося груза выше заданного значения. Они только регулируют скорость, а остановить груз не могут. Поэтому для остановки груза необходим еще стопорный тормоз.

Обычно центробежные тормоза устанавливают на быстроходном валу. При увеличении окружной скорости вала возрастает центробежная сила вращающегося груза: Р, =' лгиз/г, где га — масса одного груза, кг; и — скорость, м/с; г — радиус окружности, м нг 6 г а) Рис. бб. Тормоза: а всввеесвва: и аеверсбежвиа б! При этом создается давление на неподвижную часть тормоза. Наиболен распространены центробежные тормоза с грузами внутри тормозного шкива и дисковые. С помощью вращающихся грузов (рис. 55, б) производится замыкание центробежного тормоза в следующем порядке.

На валу 3 закреплен диск 1, а на его втулке с шлицами — диск 4. Пружина 7, упирающаяся во втулку диска 1 и втулку б, положение которой регулируется болтами, стремится раздвинуть диски 1 и 4, а грузы 5, расходящиеся под действием центробежной силы, стремятся сблизить эти диски. При сближении дисков между ними зажимается неподвижный диск 2, который может быть выполнен в виде храпового колеса, удерживаемого от вращения собачкой. При установившейся скорости должно существовать равенство между моментом, стре. мящимся вращать вал 3 с возрастающей окружной скоростью, и моментом трения между дисками, стремящимися остановить вращение вала. На диски 1 и 4 действует сила г и = зг г(г11н, где г — число грузов. С учетом действия всех грузов и пружины г результирующее осевое усилие При двух поверхностях трения действительный тормозной момент «.

= 2Р.1 (гв + гв)12 = Ра~ (гв + гв) Усилие пружины при заданной угловой скорости Мг и" = г — глгот— |, 1 (гн + га) Центробежные тормоза в подъемниках и лифтах используют как ограничители скорости движения кабины. При скорости кабины лифта больше допустимой ограничитель скорости приводи~ в действие аварийные остановы, которые останавливают кабину. 1.1.3. МЕХАНИЗМЪ| ГРУЗОНОДЪЕМНЪ|Х МАШИН Грузоподъемные машины состоят из ряда отдельных механизмов, число которых зависит от степени универсальности. Например, простая грузоподъемная машина — таль имеет только один механизм подъема, а универсальная машина — кран имеет три или четыре механизма: механизм подъема, один или два механизма передвижения, механизм поворота и механизм изменения вылета стрелы крана.

Механизмы подъема. В любой грузоподъемной машине механизм подъема груза является основным. Механизмы подъема бы- зз в Рис. 56. Схема механизма подь- ема Рис. 57. Схема установки барабана на выход- ном валу редуктора и зпюра изгибающих моментов оси барабана вают с ручным и машинным приводом. Независимо от конструктивных форм выполнения механизм подъема (рис, 56) состоит из двигателя 1 или приспособления для ручного привода, тормоза 2, зубчатой (червячной или иной) передачи 3 между ведущим валом двигателя и ведомым валом барабана 4 или звездочки для навинания гибкого элемента 5, неподвижного отклоняющего блока б, подвижного блока с обоймой 7, а также грузозахватного устройства 3. Наибольшее распространение получил машинный привод с ин,дивидульным электродвигателем, т.

е. механизм подъема, состоящий из лебедки с машинным приводом и полиспаста с грузахватным устройством. Обычно зубчатый цилиндрический или червячный редуктор соединен с электродвигателем и барабаном муфтами. Особенности соединения барабана с редуктором существенно влияют на эксплуатационные качества механизма подъема. Существуют несколько вариантов выполнения этого узла. Установка вала барабана на двух самостоятельных опорах (см. рис, 29, в) удобна в работе, но приводит к увеличению размеров.

В этом случае вал барабана работает на изгиб и кручение. Иногда крутящий момент на барабан передается с помощью открытой зубчатой передачи (см. рис. 56). Тогда ось барабана работает только на изгиб. Наиболее рациональным решением является установка одной из опор оси 1 (рис. 57) барабана 2 внутри консоли выходного вала 3 редуктора. В этом случае ось барабана работает только на изгиб. На конструкцию механизма подъема существенно влияет кратность полиспаста. Увеличение кратности полиспаста приводит к уменьшению диаметра каната, а следовательно, и диаметров барабана и блоков.

Однако при этом возрастает длина каната. При сохранении скорости подъема это вызывает увеличение частоты вращения барабана и уменьшение передаточного числа редуктора. Для грузоподъемиых машин характерен режим работы, при котором периодически повторяются этапы работы: пуск (разгои), равномерное установившееся движение, торможение (остановка). 53 В периоды пуска и торможения движение неустановившееся. При пуске необходима добавочная затрата работы для преодоления инерции покоя масс механизмов и груза.

В период торможения и остановки добавочную работу движущихся масс поглощает тормоз. При установившемся движении статический момент на валу двигателя Мо= — или М, = х'тра гтахабрб 2!п«апа 2«ап, (42) где Рб — диаметр барабана, м; 7« — кратность полиспаста; иа — передаточное отношение механизма; Ча — КПД механизма; г"мах — максимальное натяжение каната на барабане, Н; зб — число канатов, иавиваемых нз барабан. Мощность двигателя (кВт) при установившемся движении й/а = ~'гог/Чо, (43) где г"г — сила тяжести поднимаемого груза, кН; пр — скорость подъема груза, м/с.

Пусковой момент, приведенный к валу двигателя: М„=М, +М,,+М, „ (44) где Мп в — момент сил инерции нращзющихся влементов привода; Мв ив момент гнл инерции поступательно движущихся частей груза. Момент инерции вращающейся массы пт, с радиусом !то инер- ции з ~оРо 2 пгз/х о— 4п где Гч — сила тяжести вращающихся частей; Р, — диаметр вращающейся массы, и — ускорение свободного падения. Если предположить, что изменение скорости в процессе пуска происходит по линейному закону, то момент сил вращающихся масс М = /ш/!и = ГоОооз/(4я!и), где м — угловая скоростги 7п — время пуска. 54 Значения маховых моментов РоЯ для роторов электродвигателей приведены в каталогах на двигатели.