Стенд для исследования работоспособности сопряжения "Протяженная цилиндрическая направляющая – полиуретановый ролик" фрикционных подъемников

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стенд для исследования работоспособности сопряжения «Протяженная цилиндрическая направляющая - полиуретановый ролик» фрикционных подъемников

С.Г. Бишутин, И.Л. Шупиков

Представлена конструкция, описан принцип функционирования, приведены основные технические характеристики испытательного стенда, а также методики для контроля характеристик работоспособности сопряжения «протяженная цилиндрическая направляющая - полиуретановый ролик» фрикционных подъемников.

Ключевые слова: стендовые испытания, работоспособность пары трения, протяженная цилиндрическая направляющая, полиуретановый ролик, фрикционный подъемник.

В настоящее время подъемники стали самым массовым видом вертикального транспорта в жилых и административных зданиях. Поэтому на сегодняшний день является актуальным вопрос создания более совершенных подъемных устройств с более высокими потребительскими свойствами, техническими характеристиками и показателями качества.

Известно техническое решение [1], согласно которому подъёмник содержит вертикально закрепленную цилиндрическую направляющую (грузонесущую штангу), грузовую платформу, соединённую с кареткой, содержащей цилиндрические ролики, наклонно расположенные относительно оси грузонесущей штанги и прижимающиеся к ней. При вращении каретки от привода её ролики обкатываются по цилиндрической поверхности грузонесущей штанги по винтовой линии. При этом каретка и грузовая платформа перемещаются вверх или вниз.

Для создания такого фрикционного подъемника необходимо установить основные параметры его привода движения в ходе предварительных испытаний. Для проведения таких испытаний необходимо создать стенд для исследования работы основного узла фрикционного подъемника - привода движения. По результатам экспериментальных исследований можно определить грузоподъемность фрикционного подъемника в зависимости от качества поверхности грузонесущей штанги, усилия прижатия роликов к грузонесущей штанге, а также потребную мощность электродвигателя, что позволит улучшить технические характеристики и показатели качества фрикционных подъемников с исследуемым приводом движения.

Объектом исследования на создаваемом стенде является сопряжение «стальная цилиндрическая грузонесущая штанга - ведущий полиуретановый ролик» привода движения фрикционного подъемника. Данный стенд позволяет определить работоспособность исследуемого сопряжения и оценить его долговечность. Данные, полученные в результате исследования, будут использованы для выработки рекомендаций конструктивно-технологического характера по совершенствованию указанного сопряжения.

Технические характеристики стенда:

- габариты стенда (ВхШхГ) - 2600х1700х1500 мм;

- мощность приводного электродвигателя - 1,1 кВт;

- частота вращения вала электродвигателя - 715 мин-1;

- диаметр ведущего шкива - 71…120 мм;

- диаметр ведомого шкива - 224 мм;

- диапазон частот грузонесущей штанги - 224…420 мин-1;

- диапазон скоростей платформы - 0,25…0,5 м/с;

- грузоподъемность - 20…500 кг;

- угол наклона роликов - 11°;

- диапазон регулирования натяга роликов - 0…3 мм.

Стенд представляет собой разборную рамную конструкцию (рис. 1). Рама 1 состоит из вертикальных стоек таврового сечения, верхней горизонтальной поперечины и основания. На основании рамы устанавливаются пульт управления 6, электротормоз 7 и электродвигатель 10 на специальном креплении 8, позволяющем регулировать натяжение ремней 12.

Грузонесущая штанга 4 представляет собой трубу из стального проката и устанавливается в двух подшипниковых узлах, один из которых закреплен на основании рамы, а другой - на поперечине (при помощи болтов). На поперечине имеются приваренные державки со стальными направляющими роликами, через которые перекидываются канаты 11. Одни концы канатов соединены с платформой 2, а к другим концам прикреплены противовесы 13. Максимальный груз противовесов составляет 250 кг. Указанные противовесы позволяют исключить энергозатраты на преодоление сил тяжести, что даёт возможность дополнительно снизить требуемую мощность приводного электродвигателя. Каретка 3 представляет собой стальную трубу большего диаметра, чем грузонесущая штанга, и содержит наклонно расположенные полиуретановые ролики.

Рис. 1. Схема стенда: 1 - рама; 2 - платформа; 3 - каретка; 4 - грузонесущая штанга; 5 -конечный выключатель; 6 -пульт управления; 7 - тормозной механизм; 8 - кронштейн; 9 - ведущий шкив; 10 - электродвигатель; 11 - канат; 12 - клиновой ремень; 13 - противовес; 14 - центральный груз

фрикционный мощность электродвигатель грузоподъёмность

Ролики устанавливаются в специальных опорах, позволяющих регулировать их натяг, посредством которого и обеспечивается усилие прижатия роликов к поверхности грузонесущей штанги. Платформа 2 прямоугольной формы выполняется из уголка. По краям платформы устанавливаются направляющие ролики, которые обеспечивают её движение без перекосов вдоль направляющих вертикальных стоек. Платформа нагружается центральными грузами 14, с помощью которых и определяется грузоподъемность привода. При проведении испытаний следует учитывать, что платформа нагружается центральными грузами постепенно, а противовесы устанавливаются пропорционально нагруженной платформе. На вертикальных стойках устанавливаются конечные выключатели. При контакте платформы с конечным выключателем происходит реверсивное вращение вала электродвигателя, соответствующее направлению движения платформы.

Стенд работает следующим образом. При включении электродвигателя нажатием кнопки «Пуск» на пульте управления ведущий шкив приходит во вращение. Через ременную передачу вращение передается к ведомому шкиву, установленному на грузонесущей штанге. Указанная штанга начинает вращаться вокруг своей оси, а ролики каретки начинают обкатываться по её поверхности по винтовой линии. Установленная на грузонесущей штанге каретка привода движения и жестко связанная с ней платформа начинают перемещаться вертикально вдоль оси указанной штанги. При достижении верхнего положения происходит контакт конечного выключателя и платформы, в результате чего электродвигатель переключается на реверсивное вращение, грузонесущая штанга начинает вращаться в обратном направлении и платформа перемещается вниз. При достижении нижнего положения срабатывает нижний конечный выключатель, изменяется направление вращения грузонесущей штанги, а платформа снова перемещается вверх. Так происходит вращение грузонесущей штанги и перемещение платформы. В крайних положениях платформы (в момент реверса электродвигателя) мгновенно срабатывает электротормоз, который не позволяет грузонесущей штанге прийти в самопроизвольное вращение под действием сил тяжести груза платформы. Движение происходит до тех пор, пока оператор не выключит электродвигатель кнопкой «Стоп» на пульте управления.

В ходе проведения испытаний контролю подлежат параметры:

1) грузоподъемность;

2) натяг роликов;

3) ускорение платформы в момент начала движения;

4) скорость перемещения платформы;

5) перемещение платформы вдоль направляющей под действием груза в нерабочем состоянии;

6) уровень шума каретки;

7) линейный износ роликов.

Грузоподъёмность привода определяется весом центральных грузов. При этом вес противовесов должен составлять половину от веса нагруженной платформы. При таком варианте нагружения время перемещения нагруженной платформы от крайнего верхнего до крайнего нижнего положения и наоборот должно совпадать. При этом необходимо сравнивать движение ненагруженной платформы и поэтапно нагружаемой грузами до тех пор, пока не будут исчерпаны возможности увеличения нагрузки. Данные этапы испытаний должны проводиться за равные промежутки времени. При выполнении этих условий платформа будет перемещаться с одинаковой скоростью и без проскальзывания роликов каретки.

Натяг роликов регулируется с помощью специально созданного на каретке приспособления (рис. 2). Ось ролика установлена в бобышках. В малой бобышке имеется паз. При затягивании винта 6 ролик прижимается к поверхности грузонесущей штанги. Зная шаг резьбы, по углу поворота винта определяют смещение оси ролика, а натяг в зоне контакта будет равен половине величины смещения оси. Описанным способом натяг регулируется на всех роликах.

Рис. 2. Схема регулирования натяга: 1 - грузонесущая штанга; 2 - стенка каретки; 3 - ось; 4 - большая бобышка; 5 - контргайка; 6 - винт; 7 - малая бобышка; 8 - циферблат

Ускорение платформы в момент начала движения определяется с помощью акселерометра. Портативный прибор устанавливается на платформу и закрепляется. Перед началом испытаний прибор включается и в момент начала движения платформы регистрирует показания. При достижении стабильного перемещения платформы движение прекращается. Величина ускорения в момент начала движения фиксируется в памяти прибора и выводится на экран.

Скорость перемещения платформы определяется по известной зависимости: как частное от деления пройденного пути на время его преодоления. На грузонесущей штанге выбирается отрезок пути, после чего определяется время на его преодоление с помощью секундомера.

Натяг, обеспечивающий отсутствие перемещения платформы вдоль направляющей под действием груза в нерабочем состоянии, проверяется с помощью индикаторной стойки с магнитным основанием. Указанная стойка устанавливается на раму под платформой. При смещении платформы вследствие слабого натяга роликов происходит смещение штока индикатора, которое свидетельствует о величине сползания платформы. Такая проверка осуществляется при каждом новом нагружении и смене изношенных роликов.

Уровень шума каретки определяют с помощью шумомера, который устанавливается вблизи каретки. При этом проводятся два варианта испытаний. При первом варианте испытаний изолируются (по возможности) все шумоиздающие механизмы. При втором варианте испытаний каретка снимается и определяется величина шума от действия тех же изолированных механизмов. При этом желательно отказаться от применения противовесов. Данные операции позволят выявить шумы от всех механизмов и определить шум, издаваемый именно кареткой.

Линейный износ роликов определяется разностью диаметров роликов до и после работы. По истечении определенного промежутка времени работы стенда ролик снимается и измеряется его диаметр (рис. 3), который сравнивается с первоначальным размером ролика. Диаметр роликов измеряется с помощью микрометра или индикаторной скобы.

Рис. 3. Схема измерения диаметра ролика: 1 - индика-торная скоба; 2 - полиуретановое покрытие ролика

Разработанный стенд позволит определить работоспособность сопряжения «протяженная цилиндрическая направляющая - полиуретановый ролик» в заданном диапазоне силовых и скоростных характеристик работы фрикционных подъемников.

Список литературы

1. Пат. RU 2 271 328 С1 В66В 9/02. Подъемник / Карпенков А.И. - опубл. 10.03.06, Бюл. №7. - 12 с.

Размещено на Allbest.ur