Расчет тяговой способности канатоведущего шкива

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Тяговое усилие канатоведущего шкива определяется силой трения канатов о шкив. Если кабину лифта начать постепенно перегружать, то при определенном значении массы груза сила трения окажется недостаточной, и канаты начнут скользить по шкиву. Причем начало скольжения канатов происходит при совершенно определенном соотношении между усилиями в левой и правой ветвях каната.

Во избежание полного проскальзывания каната относительно шкива необходимо выполнить условие формулы Эйлера

,

где – коэффициент трения между канатом и ручьем шкива, [11];

– угол обхвата шкива, рад,

Так для канавки с углом В = 45^о - , при В = 90^о - , [11].

Величина называется тяговым коэффициентом или тяговым фактором, и чем она больше, тем большее тяговое усилие может создавать канатоведущий шкив. Как следует из формулы, величина тягового фактора шкива зависит от величины коэффициента трения каната о шкив и угла обхвата шкива канатом .

При проектировании лифтов с канатоведущими шкивами необходимо проводить проверку тяговой способности шкива. Для расчета выбирается такой режим работы, когда усилие в более загруженной ветви достигает максимума, а в менее загруженной ветви - минимума. Обычно это соответствует периоду пуска полностью груженной кабины с первого этажа

В этом случае усилие в точке набегания канатов на шкив [11]

,

где Q, Q_к, Q_тк - масса груза, кабины и тяговых канатов, кг;

– ускорение пуска. В соответствии с [4] максимальное ускорение пуска для лифтов, в которых допускается транспортировка людей.

g – ускорение свободного падения,

– коэффициент трения башмаков (для металлических башмаков принимается равным 0,12);

, – ширина и глубина кабины соответственно, м;

– расстояние между башмаками по вертикали, м.

Усилие в точке сбегания

,

где – сила инерции противовеса в период пуска, направленная в сторону, противоположную направлению движения противовеса, кг.

где Q_пр – масса противовеса, получаем

Подставим полученные значения в формулу Эйлера и проверим неравенство.

Выбор электродвигателя

Потребная мощность двигателя лебедки для обычных лифтов выбирается по условию движения полностью груженой кабины с первого этажа без учета инерционных нагрузок:

где – КПД передачи (для червячной передачи η = 0,6…0,8; КПД возрастает с увеличением числа заходов червяка);

– КПД шкива или барабана (η_шк = 0,94…0,98; меньшие значения относятся к шкивам на подшипниках скольжения, большие – к шкивам на подшипниках качения).

В лифтах с противовесом окружное усилие составляет:

где - сопротивление на отклоняющем блоке [11]

где S_бл – усилие при набегании на отклоняющий блок, Н; S_бл =S_сбg

w – коэффициент сопротивления, для блоков на подшипниках качения 0,02, на подшипниках скольжения 0,04 [11];

- угол обхвата шкива канатами, исходя из кинематической схемы.

Выбираем двигатель со следующими параметрами:

, N (kВт), .

Электродвигатели для приводов лифтов серий 5АН, АНП, 5АФ, 5АНФ.

Двигатели для привода лифтов представляют собой трехфазные двухскоростные асинхронные малошумные двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначенные для привода лебедок пассажирских, грузопассажирских и грузовых лифтов жилых, административных и промышленных зданий.

В условном обозначении двигателей для лифтов дополнительные символы обозначают:

* после обозначения серии базового двигателя, перед обозначением оси вращения:

· Н - защищенное исполнение с самовентиляцией;

· Ф - защищенное исполнение с принудительной вентиляцией;

· П - пристроенное исполнение.

* после обозначения числа полюсов, перед обозначением климатического исполнения (УХЛ4):

· Н - малошумное исполнение;

· Л - двигатель для привода лифтов;

· Б - двигатель со встроенными датчиками температурной защиты.

Расчетная скорость кабины

Скорость кабины при подъеме Н.Г. равна:

Отклонение расчетной скорости движения кабины от номинальной при подъеме Н.Г.:

.

Выбор редуктора

В редукторах лифтовых лебедках преимущественное распространение получили червячные передачи в силу ряда очевидных преимуществ: возможность получения больших передаточных чисел в одной паре, а также плавность и бесшумность работы [3].

Недостатком червячной передачи является сравнительно низкий КПД, повышенный износ в связи с большими скоростями скольжения в зацеплении, склонность к задирам и заеданию контактирующих поверхностей.

В нашей стране отдается предпочтение глобоидным передачам. Глобоидные червячные передачи обладают повышенной нагрузочной способностью, так как в зацеплении с зубом червяка одновременно находится несколько зубьев, и линии контакта зубьев с червяком располагаются практически перпендикулярно вектору скорости скольжения, что способствует образованию непрерывной масляной пленки на трущихся поверхностях. Благоприятные условия смазки способствуют устранению заедания в червячном зацеплении.

Наряду с очевидными достоинствами, глобоидные передачи имеют весьма существенные недостатки.

Значительно сложнее технология изготовления глобоидных передач. Практическое отсутствие оборудования для шлифовки глобоидного червяка исключило возможность его термической обработки, что в свою очередь, привело к снижению усталостной прочности, уменьшению КПД и повышенному износу зубьев колеса в связи с наличием существенных микронеровностей на поверхности червяка. Отсутствие аналитической теории и использование экспериментальных зависимостей существенно усложняет процесс проектирования.

К недостатку глобоидной передачи следует отнести и наличие небольших кинематических колебаний окружной скорости червячного колеса, которые могут служить одной из причин вибрации кабины.

Выбираем редуктор с передаточным числом U.

После выбора редуктора лебедки производится уточнение диаметра барабана (КВШ) по кинематическому условию, гарантирующему обеспечение номинальной скорости движения кабины с погрешностью не превышающей 15%.

м,

где V_р – рабочая скорость кабины, равная номинальной или отличающейся на 15 %, м/с;

U_р – табличное значение передаточного числа редуктора лебедки;

– номинальное значение частоты вращения вала двигателя, об/мин.

Расчет тормоза лебедки

Тормоз предназначен для замедления движения машины или механизма, полной остановки и надежной фиксации неподвижного состояния.

Тормоза лифтовых лебедок должны удовлетворять следующим требованиям:

– высокая надежность и безопасность работы;

– наличие механизма ручного выключения тормоза с самовозвратом в исходное состояние;

–низкая виброактивность и уровень шума;

– технологичность изготовления и малая трудоемкость технического обслуживания;

– обеспечение необходимой точности остановки кабины в лифтах с нерегулируемым приводом.

В лифтовых лебедках используются колодочные тормоза нормально-замкнутого типа с электромагнитной растормаживающей системой. Тормоз замкнутого типа характеризуется тем, что затормаживает систему при выключенном приводе и растормаживает ее при включении привода.

Правила ПУБЭЛ исключают возможность применения ленточных тормозов в связи с их недостаточной надежностью.

Роль тормоза лифтовой лебедки зависит от типа привода. В лебедках с нерегулируемым приводом тормоз используется для обеспечения необходимой точности остановки и надежного удержания кабины на уровне этажной площадки, тогда как в лебедках с регулируемым приводом - только для фиксации неподвижного состояния кабины.

Расчетный тормозной момент определяется по формуле

где – коэффициент запаса торможения;

W_ок – окружное усилие на шкиве при удержании испытательного груза, кг;

D – диаметр шкива, м;

i – передаточное отношение редуктора;

- КПД лебедки.

По таблице определяем .

Коэффициент запаса торможения R_Т.

Окружное усилие на шкиве при статическом испытании

где – коэффициент уравновешивания груза;

R_п – коэффициент перегрузки (по ПУБЭЛ R_п =1,5 для грузового малого лифта, барабанных лебедок и лебедок со звездочкой, в которых не допускается транспортировка людей, R_п=2,0 у всех остальных).

По величине тормозного момента выбираем колодочный тормоз со следующими параметрами:

– расчетный тормозной момент Н·м;

– диаметр тормозного шкива мм;

– потребная мощность Вт;

– ток В, Гц;

– тип привода;

– масса, не более кг.

В нормальном рабочем режиме тормоз должен обеспечивать необходимую точность остановки кабины при заданных величинах замедления. Однако тормозной путь кабины с грузом и без него будет различным. Например, при спуске тормозной путь пустой кабины будет меньше, чем тормозной путь груженой кабины, при подъеме - наоборот.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману