門座起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)兩級(jí)制動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

第23 第419998

Vol.23No.4August門座起重幅機(jī)構(gòu)兩級(jí)制動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)郭燕(交通科技大學(xué)港口機(jī)械工 430063):分析了變幅機(jī)構(gòu)動(dòng)能在變幅制動(dòng)過程中的變化規(guī)律,導(dǎo)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度隨制動(dòng)時(shí)間變化的關(guān)系,以及兩級(jí)制動(dòng)總制動(dòng)時(shí)間與各級(jí)制動(dòng)力矩的關(guān)系式,進(jìn)而確定變幅機(jī)構(gòu)兩級(jí)制動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn):兩級(jí)制動(dòng);變幅機(jī)構(gòu);門座起重中圖法分類號(hào):TH213.制動(dòng)時(shí),

統(tǒng)的動(dòng)能顯然也是逐漸減小的.對(duì)于四連桿臂架的門座起重機(jī),E主要由臂架、E=1[G(1L2+l2)2+G(1L2+l2)2作狀態(tài)及非工作狀態(tài)均能可靠地制動(dòng),

b

x12 動(dòng)平穩(wěn)的要求.近年來,在門座起重機(jī)的變幅機(jī)

1GlL22+GdL2 (中,多采用兩級(jí)制動(dòng),以獲得較好的制動(dòng)效果.

l d進(jìn)行制動(dòng),制動(dòng)力矩較大的第二級(jí)制動(dòng)器作為工作制動(dòng),它滯后于第一級(jí)制動(dòng)器1～3s后動(dòng)作在以往的兩級(jí)制動(dòng)計(jì)算中僅保證兩級(jí)制動(dòng)力動(dòng)阻力矩,而未考慮第一級(jí)制動(dòng)器作用若干時(shí)間后系統(tǒng)動(dòng)能的降低,因而對(duì)制動(dòng)力矩的確定與分配具有一定的盲目性;時(shí)間的確定未考慮對(duì)機(jī)構(gòu)總制動(dòng)時(shí)間的要求以及機(jī)構(gòu)阻力的變化情況而具有一定的經(jīng)驗(yàn)性;對(duì)總

式中:Gb,Gx,Gd分別為臂架、象鼻梁、大拉桿和活桿的長(zhǎng)度;Ld為活對(duì)重至平衡點(diǎn)的距離;lb為臂架重心至其下鉸點(diǎn)的距離;lx為象鼻梁重心至其轉(zhuǎn)動(dòng)瞬心的距離;o,,d分別為臂架、大拉;x為缸以下分析以齒條為例)的移動(dòng)速vZ作圖(見圖1)求出:制動(dòng)時(shí)間的校核亦無正確可靠的計(jì)算公式針對(duì)上述缺陷,本文將從變幅制動(dòng)過程分析入手,確定

lEHvolEKoL L在各級(jí)制動(dòng)過程中 臂架系統(tǒng)動(dòng)能、機(jī)構(gòu)運(yùn)行 l= o=lAPlEKlOHvxl LblBPxl

(系,進(jìn)而建立兩級(jí)制動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算原則 O1=l

Lll lAPEKOH臂架系統(tǒng)動(dòng)能的變化及慣性阻力

lOClD d lO1Dd

lOClDFlEHvlO1lCFlEK的確 則臂架系統(tǒng)動(dòng)能可表示E 1GZv (當(dāng)變幅機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí),機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)部件的速 收稿日期99906郭燕女,37歲,講將逐漸降低,直收稿日期99906郭燕女,37歲,講第4 燕等:門座起 幅機(jī)構(gòu)兩級(jí)制動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì) 式中:GZ為臂架系統(tǒng)折算到齒條上的重量,可由式(1),(2)所確定.該折算重量雖然與臂架的幅度位置有關(guān),但由于在制動(dòng)過程中,臂架系統(tǒng)動(dòng)能的

MZ1,MjWg轉(zhuǎn)換到制動(dòng)輪軸上的力矩的共同作用下,制動(dòng)輪從穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的角速度在延時(shí)tZ后變化到1,由定理可知:變化主要由速度降低所引起,因此在計(jì)算中可按若干幅度位置折算重量的平均值確定GZ值.在變幅制動(dòng)過程中,齒條的運(yùn)動(dòng)可按勻

-Mj-Wg×i

×=J

11( 運(yùn)動(dòng)考慮.根據(jù)功能原理,t0t1的制動(dòng)時(shí)間內(nèi),系統(tǒng)慣性所引起的齒條力Wg所作的功等于系統(tǒng)動(dòng)能的變化vZ0vZ1分別為對(duì)應(yīng)時(shí)間t0,t Wg×2(vZ0+vZ1)(t1-t0)=2gGZ(vZ0-vZ1

式中:rC為小齒輪半徑;i,為小齒輪軸至制動(dòng)輪軸的傳動(dòng)比與傳動(dòng)效率;J為傳動(dòng)裝置中的回轉(zhuǎn)部件折算到制動(dòng)輪軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,當(dāng)制動(dòng)器裝于機(jī)構(gòu)高速軸上時(shí),Jg的1.設(shè)齒條穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)速度為vZ,對(duì)應(yīng)的齒條速度由上式即可確定變幅制動(dòng)過程中的慣性阻力 為vZ.以t0=0作為時(shí)間起點(diǎn),則由式(4)可得 vZ-v Wg × 一級(jí)制動(dòng)過程中的慣性力矩gt1-t

Wg

GZg

vZ-v1

Gz=g=

t

×ri(將式(6)代入式(5),從而確定第一級(jí)制動(dòng)結(jié)束時(shí) (1

(MZ-Mj)×GZ×r2C×+1.15× M Z滯后于第一M2t1Z后作用于機(jī)構(gòu)在兩級(jí)制動(dòng)器的共同作用下,機(jī)構(gòu)在tZ2時(shí)被完全制動(dòng).對(duì)此過程進(jìn)行與圖 求解各部件轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的計(jì)算簡(jiǎn) 1 (MZ1+MZ2-Mj)×tZ

(GZ×

×+1.15×兩級(jí)制動(dòng)過程中機(jī)構(gòu)的速度與制

聯(lián)立式(7),(8)可確定第二級(jí)制動(dòng)時(shí)間與兩級(jí)制r2tZ2r2變幅機(jī)構(gòu)的兩級(jí)制動(dòng)器是分級(jí)作用的.

(GZ×

×+1.15×JG (M Mj)×一級(jí)制動(dòng)過程中,當(dāng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)阻力較大時(shí),該程結(jié)束后機(jī)構(gòu)并未被完全制動(dòng).的末了狀態(tài)和第二級(jí)制動(dòng)的初始狀態(tài),分析第一級(jí)制動(dòng)結(jié)束后機(jī)構(gòu)的速度以及制動(dòng)時(shí)間與兩級(jí)制

(MZ1+M Mj

(動(dòng)力矩的關(guān)系,是合理確定兩級(jí)制動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的

Mj,阻力矩;貨物不完全水平位移所引起的變幅阻力矩;貨物偏擺所引起的變幅阻力矩;風(fēng)載荷所引起的變幅阻力矩;臂架系統(tǒng)中的摩擦引起的變幅阻力矩,力矩由于有利于制動(dòng)而應(yīng)取負(fù)值.取制動(dòng)輪或制動(dòng)盤進(jìn)行分析,在第一級(jí)制動(dòng)器的制

確定兩級(jí)制動(dòng)器制動(dòng)力矩與延時(shí)時(shí)間的第一級(jí)制動(dòng)器的主要作用是保證制動(dòng)平穩(wěn),的振動(dòng),其制動(dòng)力矩的確定應(yīng)使在工作狀態(tài)正常載荷下制動(dòng)時(shí)間適中,可按在2.5～3.5s時(shí)間內(nèi)將機(jī)構(gòu)制動(dòng)作為初選.設(shè)第Ⅰ類載荷組合換算到制動(dòng)輪軸上的靜力矩為MJI,則第一級(jí)制動(dòng)器的 交通科技大學(xué)學(xué) 1999年第232

再對(duì)工作狀態(tài)最大載荷作用時(shí)的總制動(dòng)時(shí)MZ=

+(GZ×rC×+1.15×J)

∑tZ t(

∑tZ=tZ1(GZ×rC2×+1.15×J) (M MJ)×確定MZ1后應(yīng)驗(yàn)算在無風(fēng)無吊重的載荷狀態(tài)下的1制動(dòng)時(shí)間不宜過短.設(shè)僅由臂架系統(tǒng)自重的不平MJN,對(duì)應(yīng)該狀態(tài)的制動(dòng)時(shí)間tZN應(yīng)滿足下式,否則應(yīng)對(duì)MZ1進(jìn)行調(diào)整.1

(MZ+M M ≤5～6 (或取∑tZ=5～6s按下式確定第一級(jí)制動(dòng)的作MZ1+MZ2-MJtZ1N=

)MZ1-MJ

tZ1

×∑tZ ×

×+1.15×J) ((g×i2+1.15×JG)≥1～1.15

(

i 多臺(tái)門座起重幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)踐表明下均能使變幅機(jī)構(gòu)可靠地制動(dòng),且在工作狀態(tài)最大載荷時(shí)總制動(dòng)時(shí)間不宜過長(zhǎng).第二級(jí)制動(dòng)器制制動(dòng)阻力時(shí)的安全制動(dòng)要求,并留有一定的裕量.設(shè)第Ⅱ,Ⅲ類載荷組合換算到制動(dòng)輪軸上的最大

上述設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是較為合理的.本文所建立的有關(guān) .港口起重機(jī).大連:大連海事大學(xué) 靜力矩為MJ,MI,則 1995. MZ2>1.25MJⅡ-MMZ≥1.15MI- (

,.起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算.:科學(xué)技術(shù),1989.412～422DesignandCalculationofTwo-stagedBrakingfortheLuffingMechanismofaPortalCraneGuo Li(DepartmentofPortMachineryEngineering,WTU,WuhanInthispaper,theregulationthattheluffingmechanismskineticenergyvariesintheprocessofluffingbrakinghasbeenyzed.Therelationshipthatthespeedofthemechanismvarieswithbrak-ingtimehasbeeninferred.Italsodeducesaequationabou