Отчет по работе в обязательном порядке предъявляется преподавателю перед началом очередного занятия (в противном случае студенты к занятиям не допускаются)

• Название: Отчет по работе в обязательном порядке предъявляется преподавателю перед началом очередного занятия (в противном случае студенты к занятиям не допускаются)
• Анкор: na_russkom_Metodichka_MOZ.doc
• Дата: 16.08.2018
• Размер: 1.37 Mb.
• Имя файла: na_russkom_Metodichka_MOZ.doc
• Тип: Отчет; #23068
• страница: 2 из 4

Лабораторная работа 2
Исследование крутящих моментов на валу двигателя механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидивателя

Цель работы - научиться строить фактические нагрузочные диаграммы

электродвигателей, работающих в повторно-кратковремен­ном режиме работы (графики крутящих моментов, приве­денных к валам электродвигателей, в функции времени).
Общие указания
Башенный вагоноопрокидыватель предназначен для разгрузки полу­вагонов грузоподъёмность» 60 и 93 т [I]. Вагоноопрокидыватель состоит из опорной металлоконструкции (см.рис.1,а), люльки, механиз­ма опрокидывания (кантования), подвижней платформы на люльке, сис­темы больших и малых противовесов, зажимов с приводным механизмом, ходовых тележек, механизма перемещения предохранительного щита и наклонных съездов. С вагоноопрокидывателем тесно связан толкатель, служащий для подачи вагонов на платформу вагоноопрокидывателя ме­таллоконструкция толкателя выполнена в виде портала, установленного на ходовых тележках.

Люлька (рис.6), являющаяся основной частью вагоноопрокидывате­ля, состоит из U-образных поперечных балок, скрепленных продольными балками. Внутренние стенки люльки обшиты стальными листами, вертикальная стенка снабжена приварочными брусьями. Цапфами люлька шарнирно присоединена к опорной металлоконструкции. Угол поворота люльки 160˚. На нижней её части расположена платформа с рельсовыми путями для разгружаемых вагонов. Платформа установлена на катках, она служит для перемещения вагона к привалочной стенке. На верти­кальных участках двух крайних балок люльки I закреплены при помощи балансирной траверсы подъёмные канаты 2, которые, огибая секторы и балку люльки, а затем блок, навивается на барабан 3. Б углу край­них образных балок люльки закреплены канаты 4, огибающие секторы, балку


Рис.6. Схема механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидывателя: 1 - люлька; 2 - приводные канаты; 3 - барабан; 4 - канаты малых противовесов; 5 - малые противовесы; 6 - канаты больших противовесов; 7 - .под­вижный блок полиспаста; 8 - большие противовесы.
ублоки и идущие к малым противовесам 5. Канаты больших про­тивовесов 6, закрепленные в углу крайних балок, огибают систему бло­ков (в том числе блоки 7, поддерживающие большие противовесы 8). В верхнем положении люльки канаты 4 и с удерживают ееот падения и возвращают из верхнего положении в исходное.

Привод механизма кантования двухсторонний (рис.7). Каждая сторо­на привода имеет электродвигатели постоянного тока 1 и переменного тока 2, тормоза 3 и зубчатые передачи 4, колеса которых жестко со­пряжены с коническими шестернями дифференциального редуктора 5. На обоих концах водила 6 смонтированы шестерни 7, которые входят зацепление с зубчатыми венцами 8 барабанов 9. Двигатели перемен­ного тока работают в период разгона и установившегося движения, а двигатели постоянного тока - при движении с ползучей скоростью на конечных участках траектории и при окончательном торможении. Диф­ференциальный редуктор 5, расположенный между двумя приводами, по­зволяет механизму кантования работать с меньшей скоростью в случае выхода из строя двигателей одной стороны [4].

Рис.7. Схема привода механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидывателя
Материальное обеспечение работы

1. 
   Лабораторная установка башенного вагоноопрокидывателя.
   
2. 
   Секундомер.
   
3. 
   Динамометры.
   
4. 
   Тензостанция.
   
5. 
   Осциллограф.
   
6. 
   Штангенциркуль.
   
7. 
   Линейка.
   

8. Амперметр (2 шт.).
Порядок выполнения работы
1. Изучить устройство и работу механизма кантования люльки башенного вагоноопрокидывателя. Осуществить кантование люльки на угол 160° при помощи электродвигателя правой и левой сторон при­вода. Обратить внимание на особенности работы дифференциального редуктора. Определить угловую скорость люльки. Вернуть люльку в исходное положение.

Осуществить повторное кантование люльки на угол 160° при по­мощи электродвигателей левой стороны привода (валы электродвигате­лей правой стороны привода должны быть заторможены) и для этого случая определить угловую скорость люльки, а также обратить внима­ние на работу дифференциального редуктора. Вернуть люльку в исход­ное положение.

2. Поместить в люльку груженый вагон, произвести поворот люльки на углы 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160°.. Для каждого из углов поворота определить усилия в приводных канатах S, в канатах больших противовесов S₁, в канатах малых противовесов S₂, (см.рис.6). Определить плечи h₃, h_S1, h_S2,вышеуказанных сил. Определить статический момент сопротивления вращению люльки

где - коэффициент, учитывающий момент сил трения в цапфах люльки, k = =1,02; знак "+" относится к кантованию, знак "-" - к возврату люльки;

n - число направляющих блоков, знак "-" относится к подъёму, а знак "+" - к опусканию противовесов;

η - коэффициент полезного действия блока;

- статический момент сопротивления вращению люльки.

Полученные данные ввести в табл. 2.

Таблица 2

Параметр	Угол поворота люльки, град
	0	20	40	60	80	100	120	140	160
S, Н S1, Н S2, Н hS, м hS1, м hS2, м МСТ, Н·м Мδ, Н·м

Построить график зависимости статического момента сопротивле­ния вращению люльки от её угла поворота, М_СТ.Л = f (α).

Построить график зависимости момента на барабане от угла по­ворота барабана, М_δ = f (φ_δ).

3. 
   Учитывая, что время пуска электродвигателя t_n = 4 с, время торможения t_r = = 3 с, время движения люльки с "ползучей" скоростью t_min = 5 с, определив время движения люльки с установившейся ско­ростью, построить график зависимости угловой скорости барабана от времени (рис.8). Используя вышеуказанный график, построить график зависимости угла поворота барабана от времени (рис.9).
   
4. 
   Используя графики М_δ = f (φ_δ) и φ_δ = f (t), построить график изменения момента на барабане привода механизма кантования в функции времени.
   

5.Необходимо учитывать, что M_дв= M_s/i η_пр, где M_дв - момент на валу двигателя; i- передаточное отношение ре­дуктора; η_пр - коэффициент полезного действия передач, соединяю­щих барабан с валом электродвигателя.


Рис.8. График изменения угловой скорости барана во времени

Рис.9. Зависимость угла поворота барабана от времени
Содержание отчета
Отчет должен включать:

1. 
   Цель работы.
   
2. 
   Краткие теоретические сведения.
   
3. 
   Таблицу с экспериментальными и расчетными данными.
   
4. 
   Графики зависимостей ω_δ = f(t), φ_δ = f(t), М_СТ.Л = f (α), М_δ = f (φ_δ), М_δ = f (t),
   

M_дв = f(t).

5. Анализ результатов работы.

Правила техники безопасности при выполнении работы

1. 
   При изучении конструктивных особенностей механизма кантования люльки его привод должен быть обесточен. На рубильнике необхо­димо повесить табличку "Не включать - работают люди".
   
2. 
   Включать привод механизма кантования можно только с разре­шения преподавателя.
   
3. 
   Запрещается производить измерения геометрических параметров при работающем приводе.
   
4. 
   Перед включением привода механизма кантования люльки необ­ходимо убедиться, что тормоза находятся в "открытом" положении.
   

Контрольные вопросы

1. 
   В чем заключаются преимущества передвижных вагоноопрокиды-
   вателей по сравнению со стационарными?
   
2. 
   Как определяется момент сопротивления вращению люльки башенного
   

вагоноопрокидывателя?

3. Как устроен механизм кантования, люльки башенного вагоноопрокидывателя?

4. 
   Каковы конструктивные особенности привода механизма канто­вания люльки?
   
5. 
   Как определить момент на барабане привода механизма кантования?
   
6. 
   Как устроен механизм фиксации вагонов в люльке вагоноопро-
   кидывателя?
   

7. Каково назначение дифференциального редуктора привода механизма кантования люльки вагоноопрокидывателя?

8. Как построится график зависимости момента на барабане в функции

времени?
Лабораторная работа 3
Исследование усилий в канатах и статического момента на барабане скиповой лебедки

Цель работы - ознакомиться с устройством скипового подъёмника на модели, опытным и аналитическим путем опреде­лить усилия в канатах и статический момент на барабане скиповой ледебки.
Общие указания
Для работы доменной печи требуется бесперебойная подача шихтовых материалов к загрузочному устройству; масса этих материалов, по­даваемых на высоту более 70 м от уровня земли, достигает 20-25тыс.т в сутки [i].

В настоящее время применяют два основных способа подачи шихто­вых материалов: скиповый и конвейерный.

В СССР все доменные печи объемом до 3200 м³ оборудованы скипо­выми подъемниками со скипами вместимостью до 20 м³ каждый и скипорч-ни лебедками грузоподъемностью до 39 т.

Доменные подъемники должны:

• 
  обеспечивать бесперебойную загрузку печи с учетом возможна роста ее производительности;
  
• 
  быть надежными и долговечными в эксплуатации, так как любая внеплановая их остановка влечет за собой остановку печи;
  
• 
  четко выдерживать скоростной режим и положение скипов при разгрузке;
  
• 
  быть простыми по конструкции и удобными для обслуживания и ремонта.
  

Скиповый подъемник - это транспортное устройство, предназна­ченное для подачи шихтовых материалов из скиповой ямы на колошник доменной печи. На рис. 10 показана схема скипового подъемника, а на рис. 11 - устройство скипа.

Скиповой подъемник состоит яз наклонного моста I, который в поперечном сечении представляет раму со сплошным настилом по нижним поперечным балкам [2] .

Наклонный мост опирается на фундамент скиповой ямы и пилон 2. По нижнему поясу наклонного моста проходят два рельсовых пути (се­чение А-А), которые в нижней части опускаются в скиповую яму, где производится загрузка скипов шихтовыми материалами. В верхней час­ти моста рельсовые пути переходят в разгрузочные кривые 3. Разгру­зочные кривые, кроме основного (нижнего) пути, имеют вспомогательный (верхний) путь с более широкой колеей. Передние колеса скипа дви­жутся по основному пути, задние, имеющие две поверхности катания, на разгрузочном участке переходят на вспомогательный путь наружной поверхностью катания, в результате чего при наклоне скипа материал выгружается в приемную воронку загрузочного устройства.

По наклонному посту одновременно в противоположных направлени­ях перемещается два скипа 5. Порожний скип загружается шихтовыми материалами в скиповой яме. В это время другой скип находится на колошнике доменной печи и высыпает материал в приемную воронку доменной печи. После загрузки скипа включается скиповая лебедка 4, груженый скип поднимается вверх на колошник

Рис. 10. Кинематическая схема скипового подъемника

1 - мост; 2 - пилон; 3 - разгрузочные кривые;

4 - скиповая лебедка; 5 – скип

Рис. 11. Скип доменного подъемника 10,5 м³:

1 - кузов; 2 - передние колеса; 3 - задние колеса;

4 – упряхь
груженый скип поднимается вверх на колошник доменной печи, а порож­ний опускается в скиповую яму.

Скипы перемещаются лебедкой 4, управление которой осуществ­ляется командоаппаратами, а контроль скорости и аварийная останов­ка при превышении скорости - центробежным ртутным выключателем. Лебедка в случае обрыва или провисания канатов выключается при по­мощи выключателя слабины каната. На рис. 12 показана схема скиповой лебедки модели ЛС-39-210 (лебедка скиповая грузоподъемностью 39 т. скорость передвижения скипов равна 210 м/мин).

Рис.12. Кинематическая схема скиповой лебедки:

I - электродвигатель; 2 - тормоз; 3 - быстроходный редуктор;

4 -тихоходный редуктор; 5 - барабан; б - камандоаппарат;

7- центробежный ртутный выключатель; 8 - выключатель слабины каната

Описание лабораторной установки
Исследование усилий в канатах и статического момента на бара­бане скиповой лебедки производится на модели скипового подъёмника (рис.13), состоящего из наклонного моста 1, разгрузочных кривых 2, головных и направляющих шкивов 3 и 4, канатов 5, двух скипов б, однобарабанной лебедки 7 и бункера 8.


Рис.17. Схема к расчету момента на барабане скиповой лебедки
Материальное обеспечение работы

1. 
   Лабораторная установка скипового подъёмника.
   
2. 
   Штангенциркуль.
   
3. 
   Амперметр.
   
4. 
   Рулетка.
   
5. 
   Весы.
   

Порядок выполнения работы

1. 
   Изучить устройство и работу скипового подъёмника.
   
2. 
   Определить угол наклона моста α, путь перемещения скипов, углы наклона канатов α₁, α₂, α₃, диаметр ходовых колес, диаметр цапф ходовых колес.
   
3. 
   Определить массу материала, загружаемого в скип.
   
4. 
   Вычислить натяжение канатов в точках крепления к скипам при движении скипов по прямолинейному участку наклонного моста [5]:
   

при подъёме груженого скипа

при опускании порожнего скипа

где Q - масса скипа;

G- масса материала;

α - угол наклона моста к горизонтали;

d - диаметр цапфы оси ходовых колес;

µ =0,15 - коэффициент трения для подшипников скипа;

D_X.K - диаметр ходовых колес;

K = 0,9 - 1,0 мм - коэффициент трения качения;

β = 1,5-2,5 - коэффициент, учитывающий трение реборд ходовых колес скипа о рельсы.

5. Определить натяжение канатов S₆, S´₆на барабане лебедки: для набегающей ветви каната (подъём груженого скипа) для сбегающей ветви каната (опускание порожнего скипа)






для сбегающей ветви каната (опускание порожнего скипа)





где q = 0,15 кг - масса одного метра каната;

l_1.2.;l_3.4. - длина канатов на соответствующих участках..

6. Определить теоретическое значение статического момента набарабане лебедки:

где D – диаметр барабана, мм.

Полученные данные занести в табл. 3.

4. 
   Определить экспериментальное значение статического момента на барабане лебедки:
   

мощность на барабане

момент на барабане
,
где I - значение тока электродвигателя, А;

U- напряжение, В;

cosφ= 0,67;

η = 0,6 – коэффициент полезного действия механических передач;

ω – угловая скорость барабана, рад/с.

Полученные данные занести в табл. 4.

8. Построить графики статических усилий в канатах и момента на барабане лебедки в зависимости от положения скипа на наклонном мосту.

9. Дать оценку результатам опытного и аналитического определе­ния усилий в канатах и статического момента на барабане лебедки.

10. Вычислить относительную ошибку при определении момента на барабане лебедки


где М_р - значение момента, полученное аналитически;

М_экс - экспериментальное значение момента.

Таблица 3

Положение скипа	S1, H	S´1, H	S6, H	S´6, H	l12	l´12	Mp
1 2

Таблица 4

Положение скипа	I, A	U, В	Nв, кВт	Мэкс, H·м	ωб, рад/с
1 2 3 4 5 6

Содержание отчета
Отчет должен включать:

1. 
   Цель работы.
   
2. 
   Краткие теоретические сведения.
   
3. 
   Результаты теоретических и экспериментальных исследований усилий в канатах и моментов на барабане скиповой лебедки.
   
4. 
   Графики зависимости усилий в канатах и моментов на барабане в функции перемещения скипа.
   
5. 
   Выводы по работе.
   

Правила техники безопасности при выполнении работы
1. Установку скипового подъемника можно включать только с разрешения преподавателя.

2. Загрузку скипа шихтовыми материалами производить при отклю­ченном приводе скиповой лебедки.

3. 
   Измерение геометрических параметров установки скипового подъемника производить при отключенном рубильнике. При этом на рас­пределительном щите необходимо вывесить указатель - "Не включать - работают люди".
   
4. 
   В процессе работы установки не допускать провисания каната. В случае зависания скипа в разгрузочных кривых необходимо включить привод скиповой лебедки.
   

Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляют к машинам, предназначенным для подачи шихтовых материалов на колошник доменной печи?

2. Какова схема скипового подъемника?

3. 
   Какова схема скиповой лебедки?
   

3. 
   Какие преимущества и недостатки характерны доя криволиней­ных и прямолинейных разгрузочных направляющих?
   
4. 
   На какие типы в зависимости от конструкции подразделяют скиповые лебедки?
   
5. 
   Какова принципиальная схема центробежного ручного выклю­чателя?
   

7. Какова принципиальная схема выключателя слабины каната?

8. 
   Как определить усилие в точке крепления канатов к скипу при прохождении скипа по наклонному мосту?
   
9. 
   Как определить усилия в точке крепления канатов к скипу при прохождении скипа по разгрузочным кривим?
   

10. 
    Как определить статический момент на барабане скиповой лебедки?
    
11. 
    Как определить мощность двигателя скиповой лебедки?