Обоснование структуры и силовых параметров дифференциальной системы торможения крана пролетного типа на рельсовом ходу

• Автор: Стрельцов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Влияние эксплуатационных факторов работы тормозов механизма передвижения на динамические нагрузки в металлоконструкции крана
1.2. Влияние торможения крана на состояние колес и
подкранового пути
1.3. Анализ конструкций тормозов механизма передвижения
крана
1.4. Влияние конструктивных и технологических факторов
на величину тормозного усилия, действующего на кран
1.5. Выводы и постановка задач исследования
2. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ТОРМОЖЕНИЯ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ КРАНА
2.1. Основные задачи исследования
2.2. Расчетная схема нагрузок
2.3. Определение нагрузок в металлоконструкции крана
при торможении
2.4. Исследование напряженного состояния металлоконструкции крана при торможении с перекосом
2.4.1. Определение максимально нагруженного узла металлоконструкции
2.4.2. Влияние неравномерности тормозных усилий на
нагрузки в металлоконструкции крана при торможении
2.4.3. Влияние эксплуатационных факторов на
нагрузки в металлоконструкции крана при торможении
2.4.4. Влияние геометрических характеристик крана на
нагрузки в металлоконструкции крана при торможении
2.5 Выводы по главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ КРАНА
3.1. Постановка задачи
3.2. Разработка системы торможения крана
3.3. Принятые ограничения и допущения
3.4. Расчет основных параметров тормозной системы
3.5. Математическая модель тормозной системы
3.6. Моделирование переходных процессов системы торможения крана на ЭВМ
3.7. Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ
ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ КРАНА
4.1. Основные задачи экспериментальных исследований
4.2 Выбор критериев подобия
4.3. Модельная установка
4.4. Методика проведения испытаний
4.5. Результаты экспериментальных исследований
4.6. Результаты производственных испытаний системы торможения крана
4.7. Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Основным перегрузочным оборудованием предприятий промышленности в настоящее время являются мостовые и козловые краны. От их надежной работы зависит обеспечение нормального технологического процесса на предприятии. Работа посвящена решению актуальной задачи повышения надежности и безопасной эксплуатации кранов. Особую роль в этом играет повышение надежности тормозных устройств.
При торможении кранов в механизме передвижения срабатывают тормоза, выполненные в виде колодок, взаимодействующие с тормозными шкивами. Краны с большим пролетом имеют индивидуальный привод, установленный на каждой стороне моста для мостовых кранов и на опорах - для козловых кранов.
Из-за наличия ряда факторов, таких как неодинаковые усилия затяжки тормозной пружины, неравномерный износ тормозных колодок, наличие загрязняющих веществ сила трения является непостоянной и изменяется в широких пределах. Вследствие этого возникает различный тормозной момент на приводных колесах крана. Это приводит к заносу одной из сторон крана, распору приводных колес при упоре реборд в подкрановый рельс и перекосу всей металлоконструкции.
Резкое торможение приводит к появлению дополнительных нагрузок, которые передаются на металлоконструкцию, что снижает надежность крана в работе.
В связи с вышесказанным актуальными являются задачи исследования влияния разности тормозных моментов на динамические нагрузки в металлоконструкции. Кроме того, необходимой является задача разработки нового тормозного устройства, способного обеспечить равенство тормозных моментов на обеих сторонах крана.
Работа выполнена на кафедре «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии» Шахтинского института (филиала) Южно-Российского государственного политехнического университета (Новочеркасского

коэффициента трения колебания тормозного момента при одинаковом тормозном режиме происходят от одного цикла торможения к другому [66]. Однако существует зависимость коэффициента трения в тормозе от числа циклов торможения при неизменных условиях. Разброс характеристик происходит вследствие неодинаковости свойств одного и того же фрикционного материала разных партий [67], что также может сыграть неблагоприятную роль в практике.
Случайность коэффициента трения - объективная реальность и в ближайшее время вряд ли возможно создание фрикционного материала с безусловно постоянным коэффициентом трения. В таком случае создание тормозных устройств, которые будут способны учитывать случайную природу фрикционных сил и позволят обеспечивать требуемое постоянство тормозного момента, является самым перспективным путем повышения параметрической надежности.
В таком случае попытки полностью отказаться от фрикционных тормозов становятся вполне логичными. Есть несколько типов тормозов, использующих нефрикционные силы для поглощения кинетической энергии механизма: порошковые тормоза, гидравлические тормоза, электромагнитные силы при торможении электродвигателем, рекуперативные (запасающие энергию). Электрическое торможение можно использовать для торможения крановых механизмов [68], но для него необходимо поступление энергии из электросети, что не дает возможности удержания механизма передвижения крана в заторможенном состоянии при ее отключении, в том числе случайном. К тормозам, регулирующим скорость, но не способным совершить полную остановку механизма, относятся порошковые тормоза и тормоза, обеспечивающие гидродинамическое торможение [39]. Тормозной момент этих тормозов зависит от скорости затормаживаемого объекта. Только тормоза на основе объемных гидромашин, при соответствующем управлении ими, могут остановить механизм и удержать его в остановленном состоянии.
Нестабильность результирующей величины силы нормального давления также оказывает влияние на величину тормозного усилия. Сила нормального