ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ

4.1 Цель работы: Теоретически и экспериментально определить

развиваемый тормозной момент тормозом ТКТ-100.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Рассмотрим расчетную схему двухколодочного короткоходового тормоза типа ТKT-100, работающего на переменном токе.

Расчетная схема

Рис. 4.1.

Для создания тормозного момента Т_т  усилие главной пружины 1 определяется по формуле / 1 /

    (4.1)          

где l₁, D, l -  размеры по рис. 4,1; μ - коэффициент трения между фрикционной накладкой и шкивом; η – КПД рычажной системы.    

Для отвода от шкива левой колодки на допускаемый зазор требуется преодолеть силы трения в шарнире крепления рычага и момент сопротивления от эксцентрично (по отношению к атому шарниру) закрепленной колодки.

Указанные два сопротивления преодолевает вспомогательная пружина 2 с усилием 20..60 Н. При торможении главная пружина преодолевает сопротивление вспомогательной, поэтому

                  (4.2)

К правой колодке прикреплен электромагнит, якорь 3 которого поворачивается при торможении и на эту работу расходуется усилие главной пружины, следовательно, расчетная сила

                    (4.3)

где F_я  - сила на штоке тормоза, зависящая от момента М якоря магнита, т.е. F_я =M/l_2.

Среднее удельное давление между колодкой и шкивом

                  (4.4)

где А_фр - расчетная площадь Поверхности соприкосновения колодки со шкивом.

Площадь А_фр находится по формуле

              (4.5)

где в_к - ширина колодки (обычно на 5 мм меньше ширины шкива); β - угол обхвата колодкой шкива (в данной конструкции β=70°).

Максимально допустимый установочный зазор между колодкой и шкивом

                (4.6)

где h₁- половина максимально допустимого хода штока тормоза, определяемая ходом якоря электромагнита (для создания запаса на ком­пенсацию износа, деформации обкладок и прогиба рычагов); для рассматриваемой конструкции тормоза δ=0,6мм. Потребный тормозной момент

     (4.7)

где Т_дик – динамический момент вращающихся масс; Т_ст – статический момент сопротивления при торможении.

Динамический момент

                            (4,8)

где - моменты инерции ротора, муфты, тормозного шкива, диска; n - количество дисков; n₁ - частота вращения ротора электродвигателя; t_Т -  время торможения; η - КПД стенда.

Остановка для испытания тормозов изображена на рис. 4.2. и представляет одномассовую динамическую модель, вкоторой вращающиеся и поступательные массы заменены эквивалентной вращающейся массой_.

На литой чугунной плите 1 установлен электродвигатель 2, ко­торый соединен с валом тормозного шкива 4 при помощь муфты 3. На одном валу с тормозным шкивом установлены диски 6, с изменением их количества изменяется момент инерции вращающихся массустановки. С помощью гаек 9 регулируемся тормозной момент. Подсчет числа обо­ротов в период торможения производится после обработки ленты. Контактный датчик оборотов даёт за 1 оборот вала 4 импульса напря­жением около 7 В.

Дли контроля работы установки и управления ею на плите установлен пульт управления 7.

Таким образом, с помощью установки можно изменять динамический момент, формула (8), изменяя n можно изменять усилие главной пружины, изменяя ее длину. Жёсткость пружины

где G -  модуль сдвига (для пружинной стали G=8*10⁴ МПа);

d - диаметр проволоки; D_np - средний диаметр витка;

I -  количество рабочих витков, исключая по 1,5 витка с  каждого торца, т.к. при изготовлении пружины эти витки сжаты. Усилие главной пружины

 где х - рабочий ход пружины.

4.2. Порядок проведения лабораторной работы

4.2.1. Переключатель "скорость" (рис.2)  устанавливается в заданное положение 1 или 2.

4.2.2. Гайки 9 тормоза поворачивают в сторону полного ослабления глав­ной пружины (тормозной момент станет равным нулю).

4. 2.3. Выключатель «выбег» устанавливается в положении "вил".

4. 2.4. Включается напряжение питания выключателем "сеть", при этом загорается сигнальная лампа.

4.2.5. Выключателем «Двигатель-тормоз» включается электродвигатель 2.

4.2.6. После того, как частота вращения дисков станет установившейся, измеряют ее тахометром и выключают двигатель 2, фиксируя секундомером полное время остановки дисков tоc.

С использованием формулы (7), в которой Тт=0, и формулы 8 определяется статический момент (для одного, двух, трех дисков, при которых зафиксированы tос.₁, tос.₂, tос.₃)

    (4.11)

Используя технические данные (рис.2), формулу (2) можно упростить, поскольку для экспериментального стенда дан приведенный момент инер­ции всех вращающихся масс (без дисков) момент инерции одного диска .

Установка для испытания тормозов

4 2.7. Гайку 9 закручивают, создавая предварительное натяжение глав­ной пружины, и по мерной линейке фиксируют длину пружины; затем гайки закручивают далее, создавая усилие пружины, достаточные для обеспечения тормозного момента Тт. С использова­нием формул(9),(10) находится усилие главной пружины, а с учётом (1)...(3) определяется создаваемый тормозной момент (здесь )

4.2.8. Выключателем "Двигатель-тормоз" включаемся электродвигатель.

4.2.9. Послетого, как частота вращения дисков достигнет установившегося значения, предварительно включив механизм протяжки ленты, выключают двигатель выключателем "Двигатель-тормоз",  время торможения фиксируется электросекундомером.

4.2.10. Из записи выбега на пленке определяется время торможения и корректируется с учётом данных по секундомеру.

4.2.11. Определяется разливаемый тормозной момент с учётом формул (7) и (8) и сравнивается с расчётным по п. 2.7.

4.2.12. По описанной методике в п. 2.1…2.11 опыты приводятся с комплектом дисков-грузов, (повторяются некое количество раз) и обрабатываются согласно методических указаний. Результаты могут быть приве­дены вформе таблиц или графиков.

4.2.13. С использованием формул (4)и (5) определяются удельные давления для указанной серии экспериментов.

 4.3. Содержание отчета

В отчете необходимо привести схематично тормоз и испытательный стенд, описать работу тормоза, методику эксперимента и результаты его согласно п.4.2.1…4.2.13. В заключении приводятся выводы на основании теоретических и экспериментальных данных, анализ причин расхождения между ними.

Вопросы

1. Расскажите действие силового потока в тормозе при размыкании
колодок, при замыкании колодок.

2. От каких параметров зависит усилие главной пружины, вспомогательной
пружины?

3. Как определяется суммарный момент инерции вращающихся масс ус­тановки?

4. По какой методике определяется статический момент при торможении?

5.От каких величин зависит тормозной момент? Нагрев фрикционных накладок тормоза?

6.Как определяется удельное давление между колодкой и шкивом? От каких параметров оно зависит?

Рекомендуемая литература

1. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их дета­ли и узлы. Техническая эксплуатация кранов/ М.П. Александ­ров, М.М. Гохберг, АД. Ковин и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, 1988.- 569 с.

Лабораторная работа №6