亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        起升機(jī)構(gòu)多制動(dòng)工況下制動(dòng)性能分析與研究

        2024-01-06 05:33:46卜旭陽王全偉郭仝興
        重型機(jī)械 2023年6期
        關(guān)鍵詞:重物制動(dòng)器力矩

        卜旭陽,王全偉,周 城,郭仝興,楊 恒,文 豪

        (太原科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院,山西 太原 030024)

        0 前言

        起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)方式主要包括電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)[1]。電氣制動(dòng)是通過電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生一個(gè)非接觸式的制動(dòng)力矩(電磁力矩),從而使機(jī)構(gòu)(系統(tǒng))減速運(yùn)動(dòng),常見的有能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)等。機(jī)械制動(dòng)[1]是通過摩擦副接觸產(chǎn)生制動(dòng)力矩消耗系統(tǒng)能量,從而使機(jī)構(gòu)(系統(tǒng))減速、停止并維持(支持)不動(dòng),常見的為機(jī)械摩擦制動(dòng)器。

        電氣制動(dòng)技術(shù)主要電磁機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理,產(chǎn)生一個(gè)與電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩(制動(dòng)力矩),常伴有明顯的電磁過渡過程和機(jī)械過渡過程。Moshkin V I等人[2]分析電流激勵(lì)和電磁牽引力對(duì)其機(jī)電特性的影響,建立機(jī)械-電機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)模型。陳蕾蕾等人[3]為提高電機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性,建立了基于FPGA的變頻調(diào)速策略。

        機(jī)械制動(dòng)技術(shù)主要為摩擦副接觸的制動(dòng)技術(shù),并伴有熱輻射、熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流的能量熱轉(zhuǎn)換過程。Amol A. Apte等[4]使用順序耦合方法進(jìn)行了循環(huán)溫度場(chǎng)仿真得到了熱力相互的耦合制動(dòng)溫度場(chǎng)。劉瑩等人[5]對(duì)重型機(jī)械制動(dòng)盤壽命研究分析,建立了三維熱結(jié)構(gòu)耦合模型。

        工業(yè)制動(dòng)技術(shù)多采用電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)組合的復(fù)合制動(dòng)。綜合利用電氣制動(dòng)的減速功能與機(jī)械制動(dòng)的減速停止并維持(支持)的優(yōu)勢(shì),既發(fā)揮電氣非接觸制動(dòng)不產(chǎn)生額外的易損件消耗,又充分利用機(jī)械接觸制動(dòng)維持穩(wěn)定的功能,發(fā)揮最佳的制動(dòng)效果,有利于延長工業(yè)制動(dòng)器易損件的壽命。

        鑒于此,本文以橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,擬采用MATLAB Simulink+ADAMS和Ansys仿真工具,分別進(jìn)行電氣制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)的仿真分析,并進(jìn)行多制動(dòng)工況下的綜合制動(dòng)性能的分析和研究。

        1 起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)技術(shù)

        1.1 制動(dòng)技術(shù)

        橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)主要有電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒等組成,如圖1所示。從制動(dòng)技術(shù)而言,驅(qū)動(dòng)裝置常采用三相異步電動(dòng)機(jī),并通過接線形式的改變可形成能耗制動(dòng)或反接制動(dòng)的電氣減速制動(dòng),工業(yè)制動(dòng)器為通過上閘(或松閘)形成制動(dòng)副摩擦的常閉式制動(dòng)器。

        圖1 起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)示意圖

        1.2 電氣制動(dòng)技術(shù)

        電氣制動(dòng)[6]是指在電機(jī)切斷電源后,產(chǎn)生一個(gè)和電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩(制動(dòng)力矩),使電機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。能耗制動(dòng)是斷開三相對(duì)稱電源,通入直流電,串入限流電阻;反接制動(dòng)是改變?nèi)嘞嘈蛉我鈨上?,串入限流電阻。電氣制?dòng)原理圖如圖2所示。

        圖2 電氣制動(dòng)原理圖

        曲線1為三相異步電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性曲線,曲線2為能耗制動(dòng)接線條件的人為機(jī)械特性曲線,曲線3為反接制動(dòng)接線條件的人為機(jī)械特性曲線。當(dāng)進(jìn)入能耗制動(dòng)過程時(shí),A→B為電磁過渡過程,B→O為機(jī)械過程過程。當(dāng)進(jìn)入反接制動(dòng)過程時(shí),A→B為電磁過渡過程,B→O為機(jī)械過程過程。

        1.3 機(jī)械制動(dòng)技術(shù)

        機(jī)械制動(dòng)是上閘裝置,上閘使摩擦副和制動(dòng)盤面接觸并壓緊,產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)力矩完成機(jī)械制動(dòng)過程。以常用盤式制動(dòng)器為例,是指通過摩擦副產(chǎn)生制動(dòng)力矩,使得制動(dòng)盤停止轉(zhuǎn)動(dòng),通常使用盤式制動(dòng)器,如圖3所示。

        圖3 盤式制動(dòng)器示意圖

        利用制動(dòng)器間接熱機(jī)耦合分析方法[7],把熱流轉(zhuǎn)化為熱流密度施加于盤上與襯塊接觸區(qū)域上來代替摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),熱流密度是制動(dòng)盤上單位面積通過的熱量總和與制動(dòng)時(shí)間的比值。如圖4所示的部分制動(dòng)盤模型中,通過研究盤表面半徑r處微小轉(zhuǎn)動(dòng)弧度dr(對(duì)應(yīng)為轉(zhuǎn)動(dòng)角dθ)的接觸dA有:

        圖4 機(jī)械制動(dòng)示意圖

        dA=r·dθ·dr

        (1)

        公式推導(dǎo)如下

        dF=updA=uprdθdr

        (2)

        摩擦力做的功公式為

        (3)

        式中,u為摩擦因數(shù);p為制動(dòng)比壓;dr為半徑r制動(dòng)盤處的微小轉(zhuǎn)動(dòng)弧度,對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)角為dθ;vt為起吊物品速度;R為卷筒半徑;在Cartesian坐標(biāo)系的瞬態(tài)非穩(wěn)定熱傳導(dǎo)的微分方程為

        (4)

        摩擦副最高溫度為

        (5)

        式中,Q為熱源強(qiáng)度;c為比熱容大小,J/(kg·℃);λ為制動(dòng)盤的導(dǎo)熱系數(shù)值大小,J/(m·℃·s);ρ為密度值,kg/m。

        2 工業(yè)制動(dòng)仿真

        2.1 電氣制動(dòng)仿真

        研究起升機(jī)構(gòu)的多工況電氣制動(dòng),提出聯(lián)合仿真的思路,并運(yùn)用了一種包含轉(zhuǎn)速控制器ASR、磁鏈控制器AΨR、轉(zhuǎn)矩控制器ATR的三個(gè)閉環(huán)控制策略進(jìn)行控制[8]。具體流程圖如下5所示。

        圖5 電氣制動(dòng)流程圖

        當(dāng)采用三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)入能耗制動(dòng)或反接制動(dòng)的電氣制動(dòng)過程時(shí),可采用Simulink工具包進(jìn)行仿真。為便于數(shù)值分析和求解,將數(shù)據(jù)傳入到ADAMS進(jìn)行運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析。如圖6為Simulink仿真設(shè)置。

        圖6 Simulation仿真工具設(shè)置

        2.2 機(jī)械制動(dòng)仿真

        在ADAMS中可建立機(jī)械制動(dòng)模型,通過對(duì)模型施加制動(dòng)力矩,實(shí)時(shí)顯示制動(dòng)盤速度和角位移。模型圖如圖7所示。為了反映實(shí)際制動(dòng)過程中溫度效應(yīng)的影響,采用Workbench進(jìn)行熱力學(xué)分析,如圖8所示。

        圖7 機(jī)械制動(dòng)模型

        圖8 制動(dòng)盤溫升結(jié)果

        2.3 多制動(dòng)工況聯(lián)合仿真

        起升機(jī)構(gòu)在實(shí)際工作中常常采用能夠?qū)崿F(xiàn)特定控制策略的減速及停車制動(dòng)方式,多為電氣制動(dòng)或機(jī)械制動(dòng)的一種或多種組合制動(dòng)。根據(jù)實(shí)際制動(dòng)工況,可將制動(dòng)過程分為三種工況進(jìn)行研究。

        工況1—電氣制動(dòng)+機(jī)械維持制動(dòng):在滿載滿速的情況下使用電氣制動(dòng)將重物速度降低到0速。

        工況2—機(jī)械減速維持制動(dòng):在滿載滿速的情況下使用機(jī)械制動(dòng)將重物速度降低到0速。

        工況3—電氣+機(jī)械復(fù)合制動(dòng):在滿載滿速的情況下先使用電氣制動(dòng)將重物速度降低到滿速的1/3,再進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。

        為了能夠?qū)崿F(xiàn)工況1、工況2、工況3,需要建立聯(lián)合仿真模型,模型圖如圖9所示[10-13]。

        圖9 SIMULINK和ADAMS聯(lián)合模型圖

        3 制動(dòng)工況分析

        3.1 實(shí)例仿真設(shè)置

        本文采用的研究對(duì)象為通用型橋式起重機(jī),額定起重量為10 t、起升速度為7.5 m/min、起升高度10 m,經(jīng)過計(jì)算負(fù)載折算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為445 N·m,選用型號(hào)為YZR-180L-15W的三相異步電動(dòng)機(jī),工作制為S3-40%[14],并且相應(yīng)的制動(dòng)器參數(shù)如表1所示,材料特性參數(shù)如表2所示[15]。

        表1 制動(dòng)器參數(shù)

        表2 材料特性參數(shù)

        3.2 多工況制動(dòng)結(jié)果

        在滿載滿速的情況下對(duì)起升系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行的結(jié)果示意圖,如圖10所示。

        圖10 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行結(jié)果圖

        工況1—電氣制動(dòng)+機(jī)械維持制動(dòng),如圖11所示。

        圖11 電氣制動(dòng)結(jié)果圖

        圖11結(jié)果顯示,在90 s時(shí)電氣制動(dòng)開始工作,在95.03 s時(shí)重物達(dá)到0速,之后加入機(jī)械制動(dòng)使得重物停止。

        工況2—機(jī)械減速維持制動(dòng)如圖12所示。

        圖12 機(jī)械制動(dòng)

        圖12結(jié)果顯示,在90 s時(shí)機(jī)械制動(dòng)開始工作,在91.4 s時(shí)重物達(dá)到0速并維持重物靜止?fàn)顟B(tài)。

        工況3—電氣+機(jī)械復(fù)合制動(dòng),如圖13所示。

        圖13 復(fù)合制動(dòng)

        圖13結(jié)果顯示,在滿載滿速的情況下電氣制動(dòng)將重物速度降低到滿速的1/3需要1.7 s,機(jī)械制動(dòng)需要0.7 s將速度減小為0速。

        4 結(jié)果與分析

        表3為工況1、工況2、工況3的制動(dòng)時(shí)間、溫升參數(shù)。

        表3 制動(dòng)工況參數(shù)

        工況1電氣制動(dòng)減速到0速后加入機(jī)械制動(dòng),依靠襯片和制動(dòng)盤之間的靜摩擦力來維持重物靜止?fàn)顟B(tài),制動(dòng)盤溫升很小,幾乎為0。

        通過對(duì)比工況1、2,說明機(jī)械制動(dòng)需要的時(shí)間更短,但是機(jī)械制動(dòng)引起制動(dòng)盤的溫升遠(yuǎn)大于電氣制動(dòng)。

        通過對(duì)比工況2、3,說明復(fù)合制動(dòng)所需時(shí)間為2.696 s,機(jī)械制動(dòng)所需時(shí)間為1.4 s,相差1.296 s,但是復(fù)合制動(dòng)后制動(dòng)盤溫升為4 ℃,機(jī)械制動(dòng)后制動(dòng)盤溫升為19.3 ℃,相差15.3 ℃。

        綜上所述,復(fù)合制動(dòng)所需時(shí)間遠(yuǎn)小于電氣制動(dòng),略大于機(jī)械制動(dòng),但是制動(dòng)的溫升遠(yuǎn)小于機(jī)械制動(dòng)。相比較而言,復(fù)合制動(dòng)的效果最佳。

        猜你喜歡
        重物制動(dòng)器力矩
        單元制動(dòng)器停放制動(dòng)不緩解改進(jìn)
        鼓式制動(dòng)器安全隱患排查與消除
        由一起自動(dòng)扶梯制動(dòng)器失效而引發(fā)的思考
        超重失重演示器
        搬運(yùn)重物時(shí)怎樣才能不傷腰
        發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩計(jì)算和起動(dòng)機(jī)介紹
        山東青年(2016年12期)2017-03-02 18:22:48
        小型力矩電機(jī)波動(dòng)力矩的測(cè)量
        彈性負(fù)載力矩下舵偏轉(zhuǎn)角度的測(cè)量方法
        為什么吸盤能掛重物
        基于D-最優(yōu)化理論的陀螺儀力矩反饋測(cè)試法
        在线观看国产精品91| 亚洲av一区二区在线| 97人妻精品一区二区三区免费 | 国产三级国产精品三级在专区 | 久久亚洲乱码中文字幕熟女| 又色又爽又黄的视频软件app| 婷婷午夜天| 呦泬泬精品导航| 国产美女高潮流白浆免费观看| 国产一区二区黄色的网站| 天堂资源中文网| 97午夜理论片影院在线播放| 午夜AV地址发布| 人妻丰满少妇一二三区| 日本一区二区三区视频免费观看| 少妇性饥渴无码a区免费| 久久国产精品二国产精品| 一本久道久久综合五月丁香| 中文字幕一区二区三区四区久久| 变态调教一区二区三区女同| 久久久久久久综合综合狠狠| 亚洲色欲在线播放一区| 国产亚洲午夜高清国产拍精品不卡 | 在线视频免费自拍亚洲| 97精品人妻一区二区三区在线| 大地资源中文第3页| 亚洲福利视频一区| 日韩一区二区三区天堂| 2021国产精品视频网站| 黑人玩弄漂亮少妇高潮大叫| 激情五月天伊人久久| 日韩精品有码在线视频| 亚洲综合久久中文字幕专区一区 | 性视频毛茸茸女性一区二区| 97人妻人人揉人人躁九色| 9lporm自拍视频区| 色999欧美日韩| 在线观看视频国产一区二区三区| 91伦理片视频国产精品久久久 | 无码人妻丰满熟妇区免费| 成人欧美一区二区三区a片|