35
Серия внутривузовских методических указаний СибАДИ Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Подъемно-транспортные, тяговые машины и гидропривод» ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Методические указания к лабораторному практикуму Омск ▪ 2018 Составители: Ю.В. Ремизович, С.В. Ерёмина

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

С е р и я в н у т р и в у з о в с к и хм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Подъемно-транспортные, тяговые машины и гидропривод»

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Методические указания к лабораторному практикуму

Омск ▪ 2018

Составители: Ю.В. Ремизович, С.В. Ерёмина

СибАДИ

Page 2: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

УДК 621.87 ББК 39.92 Г 90

Рецензент канд. техн. наук, доц. Ю.А. Федотенко (СибАДИ)

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методических указаний.

Г90 Грузоподъемные машины и оборудование [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторному практикуму / сост. : Ю.В. Ремизович, С.В. Ерёмина. – (Серия внутривузовских методических указаний СибАДИ). – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018. – Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdf, свободный после авторизации. – Загл. с экрана.

Излагают методику выполнения лабораторных работ по дисциплинам «Гру-зоподъемные машины и оборудование», «Конструкция и теория наземных транспортно-технологических машин. Грузоподъемные машины», «Конструкция и теория транспортно-технологических машин. Грузоподъемные машины», «Подъемно-транспортные машины и оборудование».

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок. Рекомендованы для обучающихся всех форм обучения направлений подго-

товки бакалавров и магистров «Наземные транспортно-технологические ком-плексы», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», специалистов специальности «Наземные транспортно-технологические средст-ва» при выполнении лабораторных работ.

Подготовлены на кафедре «Подъемно-транспортные, тяговые машины и гидропривод».

Текстовое (символьное) издание (430 КБ) Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM;

1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка В.С. Черкашина Издание первое. Дата подписания к использованию 05.12.2018

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.

СибАДИ

Page 3: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Введение

Лабораторные работа выполняются студентами в составе бригады из 2–4-х человек. Каждый студент представляет индивидуальный отчет о проделанной работе и защищает его в форме собеседования. Контрольные вопросы по существу работы даны в конце каждого описания.

По разрешению преподавателя допускается оформление бригадного отчета с коллективной защитой. При неудовлетворительном ответе на один из вопросов кого-либо из студентов бригада должна вновь изучить содержание указаний по данной работе.

Некоторые лабораторные работы выполняются с опережением курса лекций. Подготовку к таким работам студенты ведут самостоятельно по литературе, указанной в описании. О номере работы, выполняемой на сле-дующем занятии, бригада уведомляется заранее.

Выполнение работы следует начинать с внимательного изучения мето-дических указаний. Уяснить цель работы и ее содержание, характер вы-полняемых операций и параметров, устройство лабораторной установки, контрольно-измерительных приборов. С учетом этого распределить обя-занности членов бригады.

Уяснив последовательность операций по управлению установкой (стендом), бригада приглашает преподавателя для проверки навыков рабо-ты на установке (стенде). Проверив умение студентов пользоваться уста-новкой (стендом), преподаватель дает разрешение на самостоятельное вы-полнение эксперимента.

Для обработки экспериментальных данных и выполнения расчетов це-лесообразно иметь при себе средства вычислительной техники.

Отчет оформляют на отдельных листах писчей (тетрадной) бумаги. Отчёт должен быть выполнен аккуратно, иллюстрации оформляют с ис-пользованием чертежных принадлежностей (линейка, циркуль). Иллюст-рации должны быть пронумерованы (рисунок 1, рисунок 2 и т.д.) и снаб-жены подрисуночными надписями (схема установки, зависимость времени разгона от сил сопротивления и т.д.). Отчёт оформляют с соблюдением ГОСТ 2.105–95 «Общие требования к текстовым документам».

3

СибАДИ

Page 4: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Структура отчета

1. Номер лабораторной работы.2. Наименование работы.3. Цель работы.4. Схема (и описание) лабораторной установки (экспериментального

стенда). 5. Расчетная часть.6. Данные эксперимента (таблицы, графики).7. Выводы по работе.8. Данные о студенте (бригаде – Ф.И.О, № группы).9. По согласованию с преподавателем допускается видоизменять

структуру отчета.

Техника безопасности при выполнении лабораторных работ

1. При выполнении лабораторных работ запрещается:1.1. Самовольное включение установок (стендов). 1.2. Находиться в рабочей зоне другой лабораторной работы. 1.3. Касаться токоведущих частей и находиться в плоскости вращения

быстроходных деталей. 1.4. Пользоваться самодельным и неисправным инструментом и при-

способлениями (крюки, стропы). 1.5. Нарушать правила противопожарной безопасности. 1.6. Работать на незаземленном или не имеющим других средств защи-

ты оборудовании. 2. При выполнении сборочных работ соблюдать особую осторожность,

не допуская падения деталей на пол. 3. При работе на электротале соблюдать следующие правила:3.1. Не допускается подъем груза, масса которого превышает грузо-

подъемность тали (или не установлена). 3.2. При управлении талью следует находиться со стороны открытой

части барабана и, наблюдая за грузом, обращать внимание на правильную намотку каната на барабан.

3.3. При подъеме груза не следует доводить крюковую подвеску до концевого выключателя.

3.4. Нельзя использовать кабель в качестве тяги для горизонтального перемещения тали.

4

СибАДИ

Page 5: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Технологическая карта выполнения лабораторной работы

1. Подготовительно-заключительное время (организация и уборка ра-бочего места студента) – 5 мин.

2. Изучение сущности и содержания работы по методическим указани-ям – 30 мин.

3. Подготовка черновиков таблиц (при необходимости) – 3 мин.4. Проведение экспериментов – 40 мин.5. Выполнение расчетов – 30 мин.6. Оформление отчета – 30 мин.7. Самоподготовка по контрольным вопросам – 22 мин.8. Защита отчета – 20 мин.

Лабораторная работа №1

Механизм передвижения тали

Электроталь – грузоподъёмная машина, собранная в одном корпусе с приводом. Электротали используются самостоятельно или в комплекте с той или иной металлоконструкцией (кран-балки). Перемещаются по пря-молинейным направляющим (двутавровая балка) вдоль или поперёк про-изводственного помещения. Тали, снабжённые ходовыми тележками с шарнирной подвеской относительно корпуса, могут перемещаться по кри-волинейным направляющим [1].

Цель работы

Изучить устройство механизма передвижения (МП) и влияние экс-плуатационных факторов на динамические свойства тали.

Оборудование, приборы и инструмент

Электроталь типа Т, электросекундомер, измерительная линейка, набор грузов.

Техническая характеристика электротали типа Т 10432 1 Грузоподъёмность, т ………………………………………. 2 Скорость подъема груза, м/с………………………………. 3 Мощность двигателей, кВт: механизма подъема груза………………………………….. механизма передвижения…………………………………..

4 Частота вращения электродвигателя МП, мин-1 5 Масса тали, т………………………………………………...

2,0 0,13

3,0 0,34 930 0,32

5

СибАДИ

Page 6: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Описание лабораторной установки

В лабораторную установку (рисунок 1) входят: электроталь 9, меха-низм передвижения которой содержит холостые ходовые колёса 5 и при-водные (рисунок 2) ходовые колеса 10; механизм нагружения в виде грузов 1, тяги 2, блока 3 и каната 4; измерительную систему в составе датчика (концевого выключателя) 7 и электросекундомера 8. Перемещается таль по направляющей 6 – двутавровой балке № 24.

МП, кроме названных ходовых колес 5 и 10, содержит (см. рисунок 2) электродвигатель 17, вращение от которого через зубчатые пары 18-16, 15-13, 13-11 передается на приводные ходовые колеса 10. Зубчатые колеса 11 выполнены за одно целое с ходовыми. Колеса 5 и 10 вращаются на осях, закреплённых в холостой 14 и моторной 12 щеках соответственно. Щеки 12 и 14 стянуты болтами (не обозначены) и совместно с колёсами 5 и 10 образуют жёсткую (нешарнирную) ходовую тележку.

Рисунок 1 - Схема лабораторной установки

123

123

4

56

7

8

9

mg

A A

FB

FT

Fукл

DХК

Qg

6

СибАДИ

Page 7: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Рисунок 2 – Схема механизма передвижения

Расчетная часть

4.1 Определить силу Fпер общего сопротивления передвижению тали:

вуклтрпер FFFF , (1)

где Fтр – сопротивление от сил трения. xккPтр D/2dfgQmKF , (2)

где m и Q – массы тали и груза соответственно, кг; PK – коэффициент

трения реборд, PK = 1,1; f – коэффициент трения в опорах ходовых ко-

лёс, f = 0,015; кd – диаметр цапфы (оси) ходовых колёс, кd = 0,2 xкD ; – коэффициент трения (плечо реактивной силы) качения ходовых колёс

7

СибАДИ

Page 8: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

по направляющейся, = 0,0003 м; xкD – диаметр ходовых колёс, хкD = 0,18 м; g – ускорение свободного падения.

Определить трF при Q = 0.

уклF – сила сопротивления от уклона пути,

singQmFукл , (3)

где – угол наклона пути, ≤ 10. Определить уклF при Q = 0.

вF – сила сопротивления от ветровой нагрузки на груз (ветровой нагрузкой на таль пренебречь),

ApFв , (4)где p – распределённая ветровая нагрузка на единицу расчётной площади груза, p = 125…270 Па; А – площадь груза (при Q = 350 кг A = 2,0 м2).

Определить уклтрпер FFF .

4.2 Определить расчётное ускорение a (м/с2) тали по условию сцеп-ления колёс с направляющей (Q = 0):

ggm

1

D

Kdf2

D

df

KZ

Za

кпр

, (5)

где Z, прZ – количество колёс общее и приводных соответственно; –

коэффициент сцепления ходовых колёс с направляющей, = 0,2; K –

коэффициент запаса сцепления, K = 1.2.

При монтажных работах 2,0a м/с2.

4.3 Определить фактический коэффициент запаса сцепления K при

пуске (Q = 0):

2,1

D

df

Z

Z

ggmF

FK

кпрф

пер

пр

, (6)

где прF – нагрузка на приводные колёса, Z

ZgmF пр

пр ; ф – действи-

тельное ускорение;

nn tVф , (7)

где nV – скорость передвижения тали,

8

СибАДИ

Page 9: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

nn tV , (8)

где nt – время пуска (разгона) МП, найденное экспериментально; – (см. рисунок 1), = 400 мм.

4.4 Определить статическую мощность cP (кВт) двигателя МП при

наибольших значениях перF и nV .

3

nпер

10

VFPc , (9)

где – КПД механизма, = 0,85.

Порядок выполнения эксперимента

5.1 Определить время прохождения мерного участка при Q = 0,

уклF = 0, вF = 0.

Нажатием на соответствующую кнопку подвесного пульта управления включить МП для перемещения тали вправо (тягу 2 при этом следует удерживать на весу).

Одновременно с включением двигателя 17 МП включается секундо-мер 8 и начинается отсчёт времени. После срабатывания датчика 7 в конце участка цепи питания двигателя и секундомера обесточиваются. В этот момент следует зафиксировать показания секундомера – время 1Пt .

Вернуть таль в исходное положение. 5.2 Закрепить на крюке груз Q и, приподняв его на высоту ~ 200 мм,

включить МП, удерживая при этом тягу 2 на весу. Зафиксировать время

2Пt . Для исключения раскачивания груз придерживать руками, соблюдая меры предосторожности.

5.3 Определив по формуле (3) уклF , закрепить на тяге 2 груз 1 соот-

ветствующей массы. Включить МП и зафиксировать время 3Пt . В момент

автоматического выключения МП подхватить тягу 2. Возврат тали в ис-ходное положение либо нажатием кнопки «Пуск – Л», либо потянув за ка-нат 4, не допуская удара об упор.

5.4 Определив по формуле (4) вF , закрепить на тяге 2 дополнитель-ный груз 1 соответствующей массы. Выполнить операции по п.5.3. Зафик-сировать время 4Пt . Операции по п. 5.3 – 5.4 выполнять с грузом Q .

9

СибАДИ

Page 10: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Обработка данных эксперимента

6.1 Вычислить значения пV , фa , K и занести данные в таблицу.

Таблица 1 Экспериментальные и расчётные параметры МП

№ п/п

Наименование параметра Обозначение и значение парамет-

ров

1 Время пуска, с 1Пt 2Пt 3Пt 4Пt

2 Скорость перемещения тали, м/с 1nV 2nV 3nV 4nV

3 Ускорение при пуске (разгоне) тали, м/с 1фa 2фa 3фa 4фa

4 Коэффициент запаса сцепления 1K 2K 3K 4K

6.2 Построить график зависимости перn Fft .

6.3 Сформулировать выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначены и где применяются электротали?2. Расскажите общее устройство электротали, каковы основные пара-

метры? 3. Как устроена лабораторная установка?4. Расскажите устройство механизма передвижения, каковы его пара-

метры? 5. Правила техники безопасности при работе на тали.6. Какова природа сил сопротивления при перемещении тали?7. Что такое коэффициент сцепления, от чего он зависит?8. Что такое коэффициент запаса сцепления? Предложите меры по его

увеличению. 9. От чего зависит расход электроэнергии, потребляемой двигателем

МП? 10. Чем обусловлена длительность периода разгона МП, следует ли её

увеличивать? Уменьшать? Как этого добиться? 11. Как уменьшить ускорение при пуске? Предложите конструктивные

решения этой проблемы.

10

СибАДИ

Page 11: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Лабораторная работа №2

Колодочный тормоз

В грузоподъёмных машинах применяют в основном колодочный тормоз нормально-замкнутого типа, действующий автоматически [1, с. 141... 170].

Цель работы

Изучить конструкцию колодочного тормоза и приобрести практиче-ские навыки в испытании их конструкции.

Оборудование, приборы и инструмент

2.1. Устройство стенда. Кинематическая схема стенда изображена на рисунке 1.

М

1 2 3 4

Рисунок 1 - Кинематическая схема стенда

Стенд содержит двухскоростной электродвигатель 1 (см. рисунок 1), муфту–тормоз 2, опору 3 и маховик 4. Маховик 4 выполнен в виде съём-ных дисков. В реальных механизмах тормоз преодолевает потенциальную энергию груза, в стенде – кинетическую энергию маховика. В состав стен-да входит секундомер.

11

СибАДИ

Page 12: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Устройство тормоза

Схема тормоза изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема тормоза

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 со-единен с пружиной 7 и угловым рычагом 8. Рычажно-пружинная система 3, 7 называется устройством замыкания. Под воздействием устройства за-мыкания колодки 4 при неработающем стенде (крановом механизме) по-стоянно прижаты к тормозному шкиву 9. Вращение невозможно. Тормоз нормально замкнут.

Для размыкания тормозов используют устройства управления (элек-тромагнит 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 от шкива 9. Отводу рычага 2 способствует пружина меньшего диаметра (не обозначена). При аварийном отключении электроэнергии катушка элек-тромагнита обесточивается и пружина 7 автоматически прижимает колод-ки тормоза к шкиву. В реальном крановом механизме подъема груз остает-ся на весу. В стенде при отключении электродвигателя электромагнит так-же обесточивается, тормозные колодки прижимаются к шкиву и тормоз поглощает кинетическую энергию маховика (преобразует ее в тепловую энергию).

12

СибАДИ

Page 13: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Расчетная часть

Кинетическая энергия, запасенная маховиком, пропорциональна часто-те вращения 1n , моменту инерции дJ 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 тсТ стенда; второму

– тормозной момент тТ суммарный. С учётом вышеизложенного:

)t55,9/(nJzJТ в1сдтс ; (1)

)t55,9/(nJzJT 1сдт , (2)

где дс J,J – моменты инерции стенда ( 2д

2с мкг06,0J;мкг025,0J )

и диска соответственно; вt – время выбега, с; t – время торможения.

При этом 1n =955, или 1440 мин-1. Из уравнений (1) и (2) можно опре-

делить тормозной момент ттТ , развиваемый тормозом:

тсттт ТТТ , (3)

Тормозной момент ттТ пропорционален усилию прF пружины, коэф-

фициенту трения f между колодками и тормозным шкивом, диаметру D тормозного шкива, соотношению длин и 1 рычага:

1Pпртт /DfFT , (4)

где P – КПД шарнирно–рычажной системы ( P = 0,95).

Зная момент ттT , оп-ределенный из уравнений (1)...(3) и из уравнения (4), можно определить (после соответствующих преобразований) силу

прF пружины или коэф-

фициент f (по указанию преподавателя). При этом D = 100 мм; f = 0,30; = 170 мм; 1 = 70 мм.При вычислении по фор- муле (4) значений f силу прF принимать по тарировочному графику

(характеристике пружины) – рисунок 3.

0 30 40 50 60 70

Усилие пруж

ины

, Н

Рисунок 3 - Характеристика пружины тормоза

100

200

300

400

500

600

Длина пружины, мм

13

СибАДИ

Page 14: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Экспериментальная часть

Подготовку стенда к работе производить в присутствии преподавателя. Проверить количество дисков, готовность секундомера.

5.1 Определение времени выбега вt : 5.1.1 Переключатель частоты вращения поставить в положение 955

мин-1. 5.1.2 Переключатель «Тормоз» поставить в положение «Выкл.» 5.1.3 Переключатель «Выбег» поставить в положение «Включ.» 5.1.4 Переключатель «Сеть» поставить в положение «Включ.» Стенд готов к измерению. 5.1.5 Включить двигатель стенда, переведя переключатель «Тормоз» в

положение «Включ.» 5.1.6 После разгона двигателя (5...10 с) до номинальной частоты вра-

щения переключатель «Выбег» перевести в положение «Выкл.» При этом выключается двигатель, включается секундомер, но тормоз не обесточива-ется.

Выключение секундомера происходит автоматически при достижении минимальной частоты вращения. После выключения секундомера сразу же перевести переключатель «Тормоз» в положение «Выкл.» Показания се-кундомера занести в таблицу 1 (форму таблицы разработать самостоятель-но).

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

5.2 Определение времени торможения t : 5.2.1 Переключатель «Выбег» поставить в положение «Выкл.» 5.2.2 Переключатель частоты вращения поставить в положение 955

мин-1. 5.2.3 Переключатель «Сеть» поставить в положение «Вкл.» 5.2.4 Установить длину пружины (одну из трех, указанных преподава-

телем). Стенд готов к измерению. 5.2.5 Включить двигатель стенда, переведя переключатель «Тормоз» в

положение «Вкл.» 5.2.6 После разгона двигателя до номинальной частоты вращения

(5...10 с) переключатель «Тормоз» перевести в положение «Выкл.» При этом двигатель выключен, тормоз и секундомер включены. После останов-ки секундомера время t торможения занести в таблицу 2.

5.2.7 Изменяя частоту вращения и длину пружины, определить (смот-рите п. 5.2.5, 5.2.6) 4...6 значений времени торможения. Результаты зане-сти в таблицу 2.

14

СибАДИ

Page 15: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Таблица 2 Экспериментальные и расчетные данные времени торможения, с

Длина Суммарный момент, Нм

Тормозной момент, Нм

Усилие пружины, Н

Коэффициент трения

пружины, мм

Частота вращения, мин-1

955 1440 955 1440 955 1440 955 1440

6460565248

Обработка результатов

6.1 Определить тормозной момент тсT стенда по уравнению (1); ре-

зультаты занести в таблицу 1. 6.2 Определить суммарный тT и тормозной моменты ттT тормоза по

уравнениям (2) и (3); результаты занести в таблицу 2. 6.3 Преобразовав уравнение (4), вычислить усилие прF пружины (ко-

эффициент трения f ); результаты занести в таблицу 2. 6.4 Построить график зависимости ттTft при частотах вращения

955 мин-1 и 1440 мин-1.

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип действия стенда.2. Устройство и принцип действия колодочного тормоза.3. Как устроены и работают устройства замыкания и управления тор-

мозом? 4. В чем существенная разница при работе тормоза в реальном крано-

вом механизме и стенде?

15

СибАДИ

Page 16: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Лабораторная работа № 3

Электроталь

Одним из распространенных средств механизации является электро-таль. Их широко используют в механических, сборочных цехах, ремонт-ном производстве и т.д. как самостоятельные грузоподъемные машины, так и в составе мостовых, козловых и консольных кранов. Основное дос-тоинство электроталей – компактность и малая собственная масса.

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

– подъема груза (МПГ) с полиспастом;– передвижения.Для механизма передвижения (МП) направляющими служат двутавро-

вые балки соответствующего сечения. Направляющие могут быть прямо-линейными и криволинейными. В последнем случае электроталь снабжают ходовыми тележками с шарнирной подвеской.

Оборудование и инструмент

Объектом изучения является промышленный образец электротали в ра-зобранном виде, гаечные ключи, отвертки, штангенциркуль.

Цели работы

2.1 Изучить принципы компоновки механизмов электротали. 2.2 Получить навык составления кинематических схем механизмов. 2.3 Ознакомиться с основами расчетов грузоподъемных машин. 2.4 Составить техническую характеристику электротали.

Условные графические изображения элементов кинематических схем

При составлении кинематических схем механизмов использовать ус-ловные графические обозначения (рисунок 1).

16

СибАДИ

Page 17: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

МVr

1

2

а) б) в)

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

4. Расчетная часть

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

03

г1 10

VgQP

, (1)

где 1P – мощность двигателя ( 1P = 2,7 кВт); гV – скорость подъёма груза,

м/с; 0 – общий КПД ( 0 = 0,9); g – ускорение свободного падения (g =

9,8 м/с2). 4.2 Определить скорость гV подъёма-опускания груза из формул (2) и

(3):

dD

UV60n пгб

, (2)

P1б Unn , (3)

где бn – частота вращения барабана 1; пU – кратность полиспаста; ( пU =

2); D – диаметр барабана по дну канавки (измерить); d – диаметр каната (d = 11 мм); 1n – частота вращения двигателя ( 1n = 1410мин-1); PU – пе-редаточное число редуктора.

4.3 Определить скорость пV (м/с) передвижения электротали из фор-мул:

60nDV xкxкп , (4)

Unn к1xк , (5)

где xкD – диаметр ходового колеса в среднем сечении, м (измерить); xкn –

17

СибАДИ

Page 18: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

частота вращения ходового колеса, мин-1; к1n – частота вращения двигате-

ля МП ( к1n = 1440 мин-1); U – передаточное число редуктора МП.

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

03

пк1 10

VFP

, (6)

где x1P – мощность двигателя МП ( к1P = 1,1 кВт).

Порядок выполнения работы

5.1 Изобразить кинематические схемы механизмов подъема груза и пе-редвижения.

5.2 Определить передаточные числа PU и U .

Для определения PU 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 соответст-вующих ступеней редуктора, определяют передаточные числа ступеней и общее передаточное число по известным зависимостям.

5.3 Выполнить вычисления, предусмотренные пунктами 4.1 .....4.4. 5.4 Включить в отчет раздел «Техническая характеристика» с указа-

ниями численных значений упомянутых параметров.

Контрольные вопросы

1. Назначение и область применения электроталей.2. Достоинства и недостатки электроталей.3. Какими приемами можно определить передаточное число редуктора

МПГ? 4. Как можно увеличить тяговую силу МП?

18

СибАДИ

Page 19: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Лабораторная работа № 4

Трансмиссионные валы

К трансмиссионным валам в механизмах грузоподъемных машин отно-сят валы длиной (расстоянием между опорами) более 1 метра. Трансмис-сионный вал, например, в механизме передвижения, может быть рассчитан на прочность, жесткость, выносливость. Трансмиссионные валы могут быть тихоходными (частота вращения порядка 100 мин-1) и быстроходны-ми (частота вращения более 1000 мин-1). В последнем случае трансмисси-онный вал необходимо проверить на критическую частоту вращения. При критической частоте вращения высока вероятность возникновения резо-нанса, сопровождаемого нежелательными нагрузками, вибрацией и тря-ской, 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.

Явление совпадения частот собственных и внешних колебаний назы-вают резонансом.

Цель работы

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

Расчетная часть

Колебания трансмиссионного вала могут быть вызваны наличием не-уравновешенных масс из-за погрешностей изготовления и монтажа. По-этому для быстроходных ответственных валов предусматривают баланси-ровку (статическую и динамическую). В немалой степени колебания вала зависят от его жесткости с (Н/м):

еFс , (1)

где F – поперечная сила; е – прогиб вала (измеренный в ходе эксперимен-та). Теоретический прогиб 0е вала можно определить по формуле

ЕI48Fе 30 , (2)

где – длина ( расстояние между опорами) вала; Е – модуль упругости

(для стали Е = 2.1 ⋅105 МПа); I – момент инерции сечения ( I π =d4 64 ); d–диаметр вала (d = 12мм).

19

СибАДИ

Page 20: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Критическую частоту вращения кn вала (собственную частоту колеба-ний) определяют по формуле

кк 30n , (3)

где к – критическая угловая скорость, равная

mск , (4)

где m – масса трансмиссионного вала с закрепленными на нем деталями. Итак, при равенстве 1к nn , т.е. при совпадении частоты колебаний

кn собственной и частоты колебаний 1n вынужденной наступает резонанс.

Для исключения вероятности резонанса рабочую частоту вращения вn ва-ла следует назначать из соотношения

0,7nк nв 1,3 nк, (5)

Частоты вращения nв 0,7nк называют дорезонансными; частоты вращения nв 1,3 nк – зарезонансными.

Экспериментальная часть

Для изучения резонансных явлений в трансмиссионных валах имеется стенд, схема которого изображена на рисунке 1.

Стенд содержит: электродвигатель 1 с регулируемой частотой враще-ния 1n ; неподвижную опору 2; диск 3, жестко закрепленный на испытуе-мом трансмиссионном вале 7; съемные диски 5,6; подвижную опору 8. Съемный груз обеспечивает поперечную силу F; индикатор 4 служит для измерения прогиба е вала.

Определение характеристик вала. Стенд отключён от сети! 3.1 Вращением рукоятки подвижной опоры 8 установить длину вала

= 500 мм.3.2 С помощью съемного кронштейна закрепить индикатор 4 и выста-

вить его стрелку на нулевое значение. 3.3 Приподняв ручку сменного груза, ввести в расточку диска 3 зацеп

груза с силой тяжести F=71,6 Н. Плавно опуская ручку, нагрузить вал си-лой F. Зафиксировать показание индикатора 4. Вывести зацеп груза из рас-точки.

3.4 Установить сменный диск 5. 3.5 Выполнить действия по пункту 3.3.

20

СибАДИ

Page 21: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Рисунок 1 - Схема стенда

М

F

l

1 2 3 4 5 6 7 8

3.6 Установить сменный диск 6 (действия по пунктам 3.4 и 3.6 целесо-образно объединить).

3.7 Выполнить действия по пункту 3.3. 3.8 Установить длину вала = 550 мм (или = 525 мм) по пункту 3.1. 3.9 Выполнить действия по пунктам 3.3...3.7 (вместо навинчивания

дисков 5,6 – свинчивать их). 3.10 Снять индикатор и вывести зацеп груза из расточки. 3.11 Выполнить вычисления по формулам (1) – (4), имея в виду, что

321 mzmmm ,

где 1m – масса вала ( 1m = 0,88 кг); 2m – масса несъемного диска ( 2m =

1,3 кг); 3m – масса съемного диска ( 3m = 0,35 кг); z – количество съем-

ных дисков. 3.12 Расчетные и экспериментальные данные занести в таблицу 1.

Таблица 1 Экспериментальные и расчетные данные

№ п/п

Длина вала, мм

Количество дисков*, шт.

Прогиб вала, мм

Статистическая жесткость вала,

Н/м

Собственная критиче-ская частота вращения,

мин -1 теор. экс.

1234

* – несъемного и съемных.

21

СибАДИ

Page 22: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Изучение резонансных явлений

3.13 Выполнить действия по пункту 3.1. 3.14 Включить стенд в сеть. Закрыть кожух. Ручку регулирования час-

тоты вращения поставить в крайнее левое положение. Кнопкой «Пуск» включить электродвигатель. Вращением ручки плавно увеличивать часто-ту вращения вала, наблюдая при этом за показаниями тахометра. Визуаль-но зафиксировать начало резонансной зоны. Этому будет соответствовать начальное значение вынужденной критической частоты вращения 1Н1n . Увеличивая частоту вращения, зафиксировать по тахометру значение час-тоты, при котором исчезнут резонансные явления (шум, вибрация). Этому будет соответствовать конечное значение критической частоты вращения

1к1n . Вращением рукоятки против часовой стрелки уменьшать частоту вра-

щения. Зафиксировать частоту вращения, при которой возникнут резо-нансные явления. Это будет критическая частота 2Н1n . Уменьшать частоту вращения. Зафиксировать частоту вращения, при которой исчезнут резо-нансные явления. Это будет критическая частота 2к1n . Данные занести в таблицу 2.

3.15 Выполнить действия по пункту 3.4. 3.16 Выполнить действия по пункту 3.14. 3.17 Выполнить действия по пункту 3.6. 3.18 Выполнить действия по пункту 3.14. 3.19 Выполнить действия по пункту 3.8. 3.20 Выполнить действия по пункту 3.14. 3.21 Дважды выполнить действия по пункту 3.9 (в части свинчивания

дисков 5, 6). 3.22 После каждой смены дисков выполнить действия по пункту 3.14

(при парной замене дисков – действия по пункту 3.14 – один раз). 3.23 Оценить расхождение (погрешность) между расчетной собствен-

ной критической частотой 1n (см. таблицу 1) и среднеарифметической

экспериментальной вынужденной частотой вращения кn по формуле

%100

n

nnn

к

1к , (6)

Результаты занести в таблицу 2.

22

СибАДИ

Page 23: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Таблица 2 Экспериментальные и расчетные данные

№ п/п

Вынужденная критическая частота вращения, мин-1

Среднее значение критической частоты,

мин-1

Относительная по-грешность, %

1Н1n 1к1n 2Н1n 2к1n1234

Контрольные вопросы

1. Что такое жесткость вала?2. Конструктивные мероприятия по увеличению жесткости вала.3. Назначение приборов стенда.4. Что такое резонанс? Его отрицательные последствия.5. Конструктивные мероприятия по исключению вероятности резо-

нанса.

Лабораторная работа № 5

Гибкий подвес груза

Основной особенностью грузоподъемных кранов является гибкий под-вес груза. Для этого используют канатно-блочные системы-полиспасты. Полиспаст содержит подвижные и неподвижные блоки, соединенные гиб-ким элементом (стальным канатом).

Цель работы

Изучить конструктивные разновидности блоков, получить навыки в определении потерь на блоках и коэффициента полезного действия блоков.

Расчетная часть

Схемы подвеса груза изображены на рисунке 1 (а – груз закреплен (подвешен) неподвижно; б – груз можно поднимать (опускать) с помощью блока; в – груз можно поднимать (опускать) с помощью полиспаста).

Блоки 1 – неподвижные; 2 – подвижные. Все блоки (см. рисунки 1,б;

23

СибАДИ

Page 24: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

1,в) – вращаются, но к подвижным относят только блоки 2 – они переме-щаются в пространстве.

Рисунок 1 - Схемы гибкого подвеса груза

а) б) в)

1

2

1

2

Основной задачей расчета гибкого подвеса груза считают определение натяжения гибкого элемента бF (H).

Для схемы по рисунку 1,а: QgFб , (1)

где Q – масса груза, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2. Для схемы по рисунку 1, б:

бб /QgF , (2)

где б – КПД блока ( б = 0,99).

Таким образом, блок не дает выигрыша в силе. Его используют для из-менения направления действия силы.

Для схемы по рисунку 1, в:

ппнб UZQgF , (3)

где нZ – коэффициент типа полиспаста ( нZ = 1 – полиспаст одинар-

ный); пU – кратность полиспаста; п – КПД полиспаста. Полиспасты используют для уменьшения потребного тягового усилия

(силовой полиспаст) бF . Выигрышу в силе сопутствует проигрыш в рас-

стоянии. Исходя из схемы (см. рисунок 1, б), можно принять, что п < 1 обу-

словлен потерями, которые возникают: а) в опоре блока; б) при изгибе ка-ната, обладающего жесткостью.

Опора блока может быть выполнена в виде подшипника скольжения или подшипника качения – рисунок 2, каждый из которых характеризуется коэффициентом трения cf – скольжения; кf – качения.

24

СибАДИ

Page 25: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Жесткость каната, т.е. способность сопротивляться деформации, оце-нивают коэффициентом жесткости С (Н/м).

Для определения потерь на трение в опоре и на жесткость каната, а тем самым и КПД блока, используют экспериментальную установку, схема ко-торой изображена на рисунке 3. Установка содержит грузы массой 1Q

и 2Q , сменные блоки разной конструкции и диаметра, гибкий элемент (ка-проновый и стальные канаты разного диаметра), фиксатор 1, рычаг 2, за-мыкающий при касании груза контакт 3 и электронный секундомер 4. В установке действует следующая система сил:

QaaQQF 21д , (4)

где дF – движущая сила; a – ускорение.

21DСFFF 2б1б1с , (5)

fFFF 2б1б2c , (6)

где 1cF – сила сопротивления от жесткости каната (сила, необходимая для

его деформации-изгиба по дуге радиуса 2/D ); 2cF – сила сопротивления

(трения) в опоре; f – коэффициент трения в опоре ( 1,0fc или 015,0f к

соответственно). Силы 1бF и 2бF определяют по формуле (1). Сумма этих сил в форму-

ле (5) представляет натяжение каната; в формуле (6) – реакцию в опоре блока.

Уравнение моментов относительно оси, проходящей через центр бло-ка:

2/DF2/DF2/DF 2c1cд ,

2dfFF4/DCFF2/QaD 2б1б

22б1б , (7)

Решение уравнения (7) относительно коэффициента жесткости C по-сле преобразования будет иметь вид:

2

2б1б

2б1б

DFF785,0

fdFFQaD5,0C

. (8)

Коэффициент полезного действия блока

дтб Е/Е , (9)

где: Ед – действительная работа; Ет – теоретическая работа. 1бт FЕ ; б2бд /FЕ , (10)

где – путь (расстояние), проходимый грузами при эксперименте.

25

СибАДИ

Page 26: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Рисунок 2 - Конструктивные разновидности блоков:а) - на подшипнике скольжения;б) - на подшипниках качения.

Dd

а) б)

Dd

Рисунок 3 – Схема экспериментальной установки

26

СибАДИ

Page 27: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Из уравнений (9) и (10) после преобразований:

DdfС1

, (11)

Ускорение a , входящее в формулу (4), определяют из выражения:2tа , (12)

где t – время прохождения расстояния; = 0,1 м. Как видно из рисунка 2, условный расчетный диаметр D, входящий в

формулы (5), (7), (8), равен:

к1 dDD , (13)

где D1 – диаметр блока по дну канавки; dк – диаметр каната.

Экспериментальная часть

3.1 Экспериментальная установка по схеме (рисунок 3) должна быть снабжена элементами, характеристику которых необходимо указать в таб-лице 1.

Таблица 1 Характеристика экспериментальной установки

Тип блока 1Q , кг Q2, кг D1, мм D, мм dк, мм , мм

Подшипник скольжения

100

Подшипник качения

100

3.2 Привести систему грузов в движение и для каждого сочетания «тип блока – диаметр каната» определить время t как среднее арифметическое трех замеров.

3.3 Выполнить вычисления по формулам (1), (12), (8), (11) с учетом данных таблицы 1. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2 Экспериментальные и расчетные данные

Тип блока 1бF ,

Н 2бF ,

Н

t, с а,м/с2

С б Примечание,

dк , ммПодшипник скольжения Подшипник качения

27

СибАДИ

Page 28: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Контрольные вопросы

1. Конструктивные разновидности блоков.2. Сущность потерь на блоках.3 Назначение блока. 4. Назначение полиспаста.5. Как уменьшить коэффициент жесткости каната? Что такое жест-

кость? 6. Как увеличить КПД блока?

Лабораторная работа № 6

Колодочный тормоз с электрогидротолкателем

Для управления тормозами ис-пользуют электромагниты и электро-гидротолкатели (в дальнейшем, гид-ротолкатели – ТГ).

Цель работы

Изучить конструкцию ТГ, полу-чить навыки настройки тормоза на различные тормозные моменты и расчета колодочного тормоза с ТГ.

Оборудование и инструмент

Двухколодочный тормоз, гидро-толкатель, электронный секундомер, штангенциркуль.

Устройство и принцип действия ТГ

Схему и устройство колодочного тормоза - см. ЛР №2. Как уже отме-чалось, замыкание тормоза (прижа-тие колодок к шкиву) осуществляетпружина через рычажную систему.

ТГ служит для размыкания тормоза (тогда возможны подъем–опускание груза). Устройство ТГ показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема одноштокового элек-трогидравлического толкателя типа ТЭГ

1

2

3

4

5

6

7

6

28

СибАДИ

Page 29: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

ТГ представляет собой устройство комбинированного действия. Элек-трическая энергия преобразуется в гидродинамический напор жидкости, который, в свою очередь, преобразуется в механическое усилие на штоке.

ТГ содержит обмотки электродвигателя: 1– ротора; 2 – статора. На ва-лу электродвигателя, вращающегося в шарикоподшипниках, закреплено колесо 3 центробежного насоса. Напор жидкости 7, создаваемый насосом, действует на поршень 4. Усилие, развиваемое поршнем 4, через шток 5, проушину 6 передается на пружинно-рычажную систему тормоза. Вторая проушина 6 служит для крепления ТГ. Жидкость 7 заполняет внутреннюю полость корпуса, включая электродвигатель. Для обеспечения работоспо-собности ТГ в интервале температур 060 С используют специальные мар-ки жидкостей (АМГ-10, ПГ-271 и др.). ТГ должны эксплуатироваться в вертикальном положении (допускаемое отклонение от вертикали не более

015 ). Современные ТГ оснащают обратным клапаном в поршне, что позво-ляет регулировать скорость нарастания тормозного момента в пределах 6...8 секунд с плавным торможением. Последнее особенно актуально для механизмов передвижения кранов. Расчетная схема тормоза ТГ изображе-на на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема двухколодочного тормоза с ТГ.

l

D

12

3 4

5 6

l1

l p

l 3l2

F1

Fp

Fп

2

29

СибАДИ

Page 30: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Усилие 1F , развиваемое пружиной 5, через рычаги 3,4 прижимает ко-лодки 2 к шкиву 1. Тормоз замкнут, вращение невозможно. При включе-нии ТГ 6 усилие pF , развиваемое ТГ 6, через рычаг 4 отжимает колодки 2

от шкива 1. Тормоз разомкнут, возможно, вращение шкива 1 (подъем-опускание груза или другое движение, например, перемещение крана).

Расчетная часть

4.1 Определение усилия 1F , приложенного к рычагам

1

ш

т1 fD

TF

, (1)

где Тт – необходимый тормозной момент; f – коэффициент трения (f =

0,35); D – диаметр тормозного шкива; ш – КПД шарниров ( ш = 0,95);

1, – длины рычага (плеч).

4.2 Определение усилия пF пружины

321п /FF , (2)

где 32 , – длины рычагов (плеч).

4.3 Определение усилия рF размыкания

р2пр /F15,1F , (3)

С другой стороны,

4dpF 2р , (4)

где р – давление жидкости в ТГ, Па; d – диаметр поршня ТГ. 4.4 Проверка тормоза по удельному давлению кр :

кт

к рfDA

Тр 4105 Па, (5)

где А – площадь колодки.

B360

DA

0

0 , (6)

где В – ширина колодки; – угол обхвата шкива колодки ( 070 ).

Экспериментальная часть

5.1. Непосредственным измерением определить размеры , 1 , 2 , 3 ,

р и d на образце ТГ в разрезе. Данные занести в таблицу 1 (форму разра-

ботать самостоятельно).

30

СибАДИ

Page 31: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

5.2. Вращением гайки установить длины пружины 3n2n1n ;; (по

указанию преподавателя). 5.3. По тарировочному графику (рисунок 3) определить усилия пF , раз-

виваемые пружиной ( 1пF , 2пF , 3пF ).

Рисунок 3 - Характеристики пружин:1 - тормоза лебедки; 2 - тормоза ГТ

0

100

200

300

400

500

600

185 190 195 200 205 210

Н

мм

1

2

Усилие пруж

ины

, Н

Длина пружины, мм

5.4. Из формулы (2) найти усилия 1312111 F,F,FF .

5.5. Из формулы (1) найти значения тормозного момента 3т2т1тт Т,Т,ТТ .

5.6. Определить теоретические значения усилий т3p

т2p

т1pр F,F,FF раз-

мыкания по формуле (3). 5.7. Включая ТГ, определить значения давлений 321 р,р,рр жидко-

сти и время t срабатывания.

5.8. Определить экспериментальные значения усилий э3p

э2p

э1pр F,F,FF

по формуле (4). 5.9. Определить расхождение теоретических и экспериментальных

значений pF по формуле

31

СибАДИ

Page 32: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

%100FF

FFэp

тp

эp

тp

. (7)

Из большего значения вычесть меньшее и разделить на большее. 5.10. Произвести проверку тормоза по давлению кp по формулам (5) и

(6). 5.11. Результаты расчетов занести в таблицу 2.

Таблица 2 Экспериментальные и расчетные данные

№ п/п п ,

м пF ,

Н тТ ,

Нм 32 , ,

Н

р, Па

t, с

эpFН

,

% кp ,

Па

1 2 3

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип действия ТГ.2. Достоинства и недостатки TГ.3. В чем смысл проверки тормоза по удельному давлению?4. Как можно увеличить тормозной момент, развиваемый тормозом?

Лабораторная работа № 7

Электролебедка

Лебедкой называют механизм, тяговое усилие которого передается по-средствам гибкого элемента (канат, цепь), наматываемого на барабан или другой тяговый орган.

Для лебедок характерно горизонтальное тяговое усилие. Их назначение – перемещать (подтаскивать) грузы в пределах строительной (монтажной)площадки. При использовании обводных блоков не исключено вертикаль-ное перемещение грузов (людей).

Лебедки бывают с ручным и машинным приводами; канатные и цеп-ные; рычажные, зубчатые, червячные, планетарные и комбинированные; одностороннего действия и реверсивные; стационарные и переносные; од-но- двух- и многобарабанные; одно- и двухдвигательные.

32

СибАДИ

Page 33: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Различают лебедки строительных подъемников, лифтовые, монтируе-мые на транспортных средствах.

К лебедкам могут быть отнесены шпили и кабестаны. По кинематиче-ской схеме лебедки идентичны крановым механизмам: подъема груза, стрелоподъемного, перемещения тележки с канатной тягой.

Цели работы

1.1 Изучить назначение, область применения, конструктивные разно-видности лебедок.

1.2 Получить навыки в составлении кинематических схем и выполне-нии расчетов лебедок и их деталей.

Оборудование, приборы и инструмент

Натурный образец лебедки, штангенциркуль, ваттметр, гаечные клю-чи.

Расчетная часть

Крутящий момент сТ на валу электродвигателя зависит от мощности

двигателя 1Р и частоты вращения 1n :

11с n/Р9550Т . (1)

Крутящий момент на валу барабана бТ :

0рсб UТТ , (2)

где pU – передаточное число редуктора; 0 – общий КПД.

Тяговое усилие бF , развиваемое лебёдкой:

ббб DZТ2F , (3)

где D – расчетный диаметр барабана; бZ – количество барабанов.

к1 dDD , (4)

где 1D – диаметр барабана по дну канавки; кd – диаметр каната. Передаточное число редуктора

б1p nnU , (5)

где бn – частота вращения барабана (может быть определена эксперимен-

тально).

33

СибАДИ

Page 34: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Экспериментальная часть

4.1. Используя конспект лекций изобразить кинематическую схему лебедки. Определить диаметр кd и тип каната. Изобразить эскиз крепления конца каната.

4.2. Изобразить эскиз рамы лебедки с указанием основных размеров (габа-ритных, присоединительных и установочных).

4.3. Используя данные фирменных табличек, записать характеристики элек-тродвигателя и редуктора.

4.4. Изобразить эскиз барабана с указанием основных длинновых и диамет-ральных размеров (в т. ч. t,D – шаг нарезки и т. д.). Исходя из соотношения

кd/D , определить группу режима.

4.5. Используя формулы (1) – (5), определить тяговое усилие бF лебед-

ки. Общий КПД 0 полагать равным:

1хх10 РРР , (6)

где ххР – мощность холостого хода. Работы по п. 4.1 – 4.5 выполнять на лебедке, отключенной от сети! 4.6. Определить мощность холостого хода. Подсоединить разъем ватт-

метра. Включить напряжение сети (эту операцию выполняет преподава-тель). Включить электродвигатель, зафиксировать показания ваттметра (мощность, показываемую ваттметром, необходимо умножить на три). По отклонениям стрелки прибора оценить время пуска и пусковую мощность.

4.7. Установит длину пружины тормоза 200...205 мм. Включить элек-тродвигатель. Отключить питание электрогидротолкателя (на 10 - 15 се-кунд). Зафиксировать по показаниям ваттметра ( 3 ) мощность эР . Вклю-

чить гидротолкатель и выключить электродвигатель. 4.8. Используя расчетную схему к лабораторной работе «Колодочный

тормоз с электрогидротолкателем», определить тормозной момент TT , раз-виваемый тормозом:

)/(DfFТ ш1ш1т , (7)

где 1F – усилие, приложенное к рычагам; f – коэффициент трения (f =

0,35); шD – диаметр тормозного шкива (измерить).

32п1 /FF , (8)

где пF – усилие пружины (см. рис. 3 лаб. раб. №6).

Размеры рычагов 321 ,,, определить непосредственным измерением

на тормозе лебедки. 4.9. Сопоставить значения моментов сТ и тТ , определенных по форму-

лам (1) и (7). В формулу (1) взамен 1P подставлять xxэ PPP .

34

СибАДИ

Page 35: ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕbek.sibadi.org/fulltext/esd870.pdfЭлектроталь – грузоподъёмная машина, собранная

Контрольные вопросы

1. Назначение и область применения электролебедок.2. Конструктивные разновидности лебедок.3. Основные параметры (техническая характеристика) лебедок.4. Как увеличить тяговое усилие лебедки?5. Назначение редуктора в лебедке.

Библиографический список

1. Белецкий, Б.Ф. Строительные машины и оборудование. [Электронныйресурс] : учеб. пособие / Б.Ф. Белецкий, И.Г. Булгакова. – СПб. : Лань, 2012. –Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/2781.

2. Коротких, П.В. Строительные машины и оборудование : учебное посо-бие / П.В. Коротких. – Омск : СибАДИ, 2013. – 99 с.

3. Кобзев, А.П. Специальные краны : допущено УМО вузов в области авто-матизированного машиностроения в качестве учебного пособия для вузов по на-правлению "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств" / А.П. Кобзев, Р.А. Кобзев. – Старый Оскол : ТНТ, 2014. – 472 с.

4. Кирнев, А.Д. Организация в строительстве. Курсовое и дипломное про-ектирование [Электронный ресурс] : учеб. пособие – Санкт-Петербург : Лань, 2012. – Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/4547.

5.Вайнсон, А.А. Строительные краны / А.А. Вайнсон. – М. Альянс, 2017. – 450 с.6. Вайнсон, А.А. Подъемно-транспортные машины строительной про-

мышленности: Атлас конструкций : учебное пособие для технических вузов / А.А. Вайнсон. – Изд. 3-е., перераб. и доп. – М. : Альянс, 2017. – 152 с.

35

СибАДИ