Оцінка стабільності величини часу розімкнення колодкового гальма

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОЦІНКА СТАБІЛЬНОСТІ ВЕЛИЧИНИ ЧАСУ РОЗІМКНЕННЯ КОЛОДКОВОГО ГАЛЬМА

Бойко Г.О., Ковтанець М.В., Яровий М.В.

Анотація

колодковий гальмо розімкнення електрогідравлічний

В статті розглядається питання експериментальної оцінки стабільності величини часу розімкнення колодкового гальма на прикладі гальма типу ТКТГ-200 з електрогідравлічним штовхачем ТЭ-30. Оцінено вплив структурних параметрів колодкового гальма, таких як величина зусилля (установочної довжини) затискної пружини та маси робочої рідини (мастила) електрогідравлічного штовхача на величину часу розімкнення колодкового гальма. Експериментальні дослідження із застосуванням математичної теорії планування експериментів виконано на дослідному стенді лабораторії технічної діагностики. Дослідний стенд складається з електродвигуна, махової маси з 18 дисків, колодкового гальма, встановленого на рамі, що гойдається, а також із системи датчиків, які дозволяють контролювати такі параметри гальма, як величина гальмівного моменту, частоту обертання гальмівного шківа, величину зусилля затискної пружини, температури контакту пари тертя: фрикційна накладка - гальмівний шків, величину часу спрацьовування та розімкнення колодкового гальма. За результатами експерименту із застосуванням методів регресійного аналізу отримано рівняння, яке встановлює залежність величини часу розімкнення колодкового гальма від структурних параметрів та визначає їх силу впливу на величину часу розімкнення.

Ключові слова: гальмо колодкове, час розімкнення, гальмівний момент, затискна пружина, електрогідравлічний штовхач, мастило, стенд, експеримент, план, рівняння регресії.

Annotation

The article considers the issue of experimental evaluation of the stability of the value of the opening time of the shoe brake on the example of the brake type TKTG-200 with electrohydraulic pusher TE-30. The influence of structural parameters of the shoe brake, such as the amount of force (installation length) of the clamping spring and the mass of the working fluid (oil) of the electrohydraulic pusher on the value of the opening time of the shoe brake is estimated. Experimental research using the mathematical theory of experimental planning was performed at the experimental stand of the laboratory of technical diagnostics. The test bench consists of an electric motor, a flywheel of 18 discs, a shoe brake mounted on a rocking frame, as well as a system of sensors that allow you to control brake parameters such as brake torque, brake pulley speed, clamping spring force, friction pair contact temperature: friction lining - brake pulley, the amount of time of operation and opening of the shoe brake. According to the results of the experiment using the methods of regression analysis, the equation is obtained, which establishes the dependence of the value of the opening time of the pad brake on the structural parameters and determines their strength of influence on the opening time.

Keywords: pad brake, opening time, braking moment, clamping spring, electrohydraulic pusher, oil, stand, experiment, plan, regression equation.

Вступ

Загально відомо, що під часом розімкнення колодкового гальма розуміють час, який відраховується з моменту подачі живлення до електрогідравлічного штовхача колодкового гальма до моменту початку відходу фрикційних накладок гальмівних колодок від поверхні гальмівного шківа. Час розімкнення колодкового гальма є одним із діагностичних параметрів колодкового гальма, величина якого впливає на безпечну та ефективну експлуатацію вантажопідйомних кранів. Час розімкнення, як параметр технічного стану колодкового гальма, передусім повинен бути мінімальної величини, повинен забезпечувати своєчасність розімкнення гальма чим гарантувати відсутність додаткових навантажень зі сторони гальма на привід механізму крану в період пуску. У разі експлуатації кранів мостового типу з розділеним приводом механізму пересування крану, величина часу розімкнення колодкових гальм на сторонах крану повинна бути однаковою, тобто розімкнення гальм повинно бути синхронним, щоб забезпечити синхронний пуск механізму пересування крану. Несинхронний пуск електродвигунів механізму пересування крану може призвести до формування умов пересування моста крану з перекосом.

Багаторічний досвід діагностування (експертного обстеження) технічного стану вантажопідйомних кранів свідчить про незадовільний технічний стан колодкових гальм механізмів кранів, який характеризується, в тому числі, станом затискних пружин та електрогідравлічних штовхачів. Затискні пружини колодкових гальм часто мають втрату форми (циліндричність), надмірне затиснення, або повне розпущення, корозійне пошкодження, поломку. Характерним дефектом електрогідравлічних штовхачів є витікання робочої рідини з порожнини корпусу, рівень якої неможливо проконтролювати через конструктивні недоліки електрогідравлічних штовхачів (наявність отвору і щупа для контроля рівня не передбачено конструкцією).

Згідно апріорної інформації можна стверджувати, що зусилля затискної пружини та маса робочої рідини електрогідравлічного штовхача, які є структурними параметрами, є визначальними з параметрів, які впливають на величину часу розімкнення колодкового гальма.

Мета статті. Дослідити вплив структурних параметрів (зусилля затискної пружини та маси робочої рідини електрогідравлічного штовхача колодкового гальма) на величину часу розімкнення колодкового гальма.

Основна частина

Експериментальні дослідження по визначенню впливу структурних параметрів на величину часу розімкнення колодкового гальма

Експериментальні дослідження по визначенню впливу структурних параметрів (чинників) на величину часу розімкнення колодкового гальма виконані згідно методики [1] на спеціальному стенді [3].

Вибір об'єкту дослідження

У якості об'єкту дослідження вибрано колодкове гальмо типу ТКТГ-200 як найбільш поширене у застосуванні на механізмах пересування та підіймання вантажопідіймальних кранів вантажопідіймальністю 5-10 т. Паспортними характеристиками колодкового гальма ТКТГ -200 є: гальмівний момент найбільший - 300 Нм; відхід колодки від шківа найбільший - 1,3 мм; тривалість розгальмування найменша - 0,2 с; тривалість загальмування найменша - 0,4 с; номінальне зусилля на штокові електрогідравлічного штовхача типу ТЭ30 становить - 300 Н.

Рисунок 1 Фото колодкового гальма ТКТГ-200 на дослідному стенді

Вибір чинників (структурних параметрів), визначення області їх зміни

В якості чинників (структурних параметрів) вибрані: зусилля затискної пружини F (код Xi); маса робочої рідини електрогідравлічного штовхача M (код Х₂).

У таблиці 1 представлені чинники і області їх визначення.

Таблиця 1

Чинники і їх рівні

Кодовані значення чинників (Xi) пов'язані з натуральними співвідношеннями

Область визначення чинника X₁ (зусилля затискної пружини) обмежена значеннями гальмівних моментів, що допускаються [1] для гальма ТКТГ200, а область визначення чинника Х₂ (маса робочої рідини) отримана експериментальним шляхом по визначенню працездатності електрогідравлічного штовхача, згідно якого втрата робочої рідини у обсязі 20 % від її максимальної маси згідно паспортних даних, робить електрогідравлічний штовхач практично непрацездатним.

Вибір плану експерименту, проведення експерименту і обробка результатів

Для експерименту було прийнято центральний варіант плану [2] і поставлено досліди згідно наведеної у таблиці 2 матриці планування.

План і результати експерименту по дослідженню впливу вказаних вище двох чинників на час розімкнення гальма, наведені в таблиці 2.

Таблиця 2

У відповідності з вибраним планом реалізовано 9 дослідів.

За результатами реалізації наведеного у таблиці 2 плану і статистичної обробки результатів експерименту методами регресійного аналізу [2] було отримане адекватне рівняння регресії:

Т = 0,06 - 0,0108 Хі - 0,0035 Х₂ - 0,00225 Хі Х2 (2)

Аналіз рівняння регресії

Аналіз рівняння регресії свідчить, що найбільший вплив на час розімкнення гальма має зусилля затискної пружини F(X₁) про що свідчить значення коефіцієнта при ньому. Маса робочої рідини електрогідравлічного штовхача М (Х₂) виходячи з величини коефіцієнта при чиннику свідчить про менший його вплив на час розімкнення гальма, а знак “мінус” при ньому свідчить, що зі збільшенням маси робочої рідини у електрогідравлічному штовхачі час розімкнення буде зменшуватися. Слід зазначити, що усі викладені вище міркування про напрям і силу впливу структурних параметрів (чинників) на величину часу розімкнення гальма ТКТГ - 200 справедливі тільки для вибраних інтервалів варіювання.

На рисунку 2 наведена діаграма сили впливу на час розімкнення Т гальма зусилля F затискної пружини та маси М робочої рідини електрогідравлічного штовхача.

Висновки

Для забезпечення працездатного стану колодкового гальма, а саме гарантованого його розімкнення:

- затискна пружина колодкового гальма повинна бути у технічно справному стані та відрегульована у відповідності з паспортними даними колодкового гальма;

- рівень мастила (робочої рідини) електрогідравлічного штовхача повинен бути максимальним, бо втрата мастила у обсязі 20 % призводить до втрати працездатності колодкового гальма;

- для безперервного контроля за рівнем мастила в електрогідравлічному штовхачі необхідно виконати конструктивні зміни у конструкції останнього.

Рисунок 2 Діаграма сили впливу чинників на час розімкнення гальма

Література

1. Бойко Г.О., Либа А.О. Оцінка стабільності величини гальмівного моменту колодкового гальма. [Електронний ресурс]. Наукові вісті Далівського університету, Сєвєродонецьк: СНУ ім. В. Даля, 2020. №18.

2. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение, София: Техника, 1980. 304 с.

3. Бойко Г. А., Будиков Л. Я. Стенд для диагностирования тормозов подъемно-транспортных машин // Экспрессинформация. Конструирование и эксплуатация оборудования. Сер. 6. Вып.9. М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1988. 6 с.

References

1. Boyko G.O, Liba A.O Estimation of stability of the value of the braking moment of the shoe brake. [Electronic resource]. Scientific news of Daliv University, Severodonetsk: SNU named after W. Dahl, 2020. №18.

2. Novik FS, Arsov Ya.B. Optimization of metal technology processes by experiment planning methods. M.: Mechanical Engineering, Sofia: Engineering, 1980. 304 p.

3. G. Boyko, L. Budikov, “A Stand for Diagnosis of Brakes of Lifting and Transport Machines,” Express Information. Design and operation of equipment. Avg. 6. Issue 9. M.: TSNIITIETYAZHMASH, 1988. 6 p.

Размещено на Allbest.ru