手動葫蘆制動機構(gòu)的設(shè)計之受力分析
手動葫蘆制動機構(gòu)的設(shè)計之受力分析
編輯:北京凌鷹起重 瀏覽:7048 時間:2014-11-24
圖2為手動葫蘆制動機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。由于制動機構(gòu)起升重物時不起制動作用,只有在停止和下降時才起作用,因此分別分析停止和下降時制動機構(gòu)的受力情況。
(a)手拉葫蘆 (b)手扳葫蘆
1.長軸 2.制動器座 3.棘輪
4.摩擦片 5.手鏈輪 6.制動螺母
2.1 停止時
當重物提升停止后,由重物作用使長軸受到一旋轉(zhuǎn)力矩MJ,該力矩在螺紋副中產(chǎn)生摩擦力矩M1,其值為Pr0tg(A+Q)。螺紋摩擦力矩M1所產(chǎn)生的軸向力P即為制動器座與手鏈輪(制動螺母)間的夾緊力,該夾緊力在制動器座與棘輪間產(chǎn)生了摩擦制動力矩M2其值為LPR1。旋轉(zhuǎn)力矩MJ由螺旋摩擦力矩M1和制動力矩M2平衡。即:
MJ=M1+M2
=Pr0tg(A+Q)+LPR1 (1)
P=MJr0tg (A+Q)+LR1 (2)
制動機構(gòu)的大制動力矩M2等于兩塊摩擦片可能產(chǎn)生的大摩擦制動力矩,即:M2=LPR1+LPR2(3)
通常用制動機構(gòu)的大制動力矩M2與重物的旋轉(zhuǎn)力矩MJ的比值來反映制動機構(gòu)的制動安全程度,該比值稱為 K=MZMJ=LR1+LR2r0tg(A+Q)+LR1(4)式中 A—螺紋升角
Q—螺紋當量摩擦角
L—摩擦片的摩擦系數(shù)
ro—螺紋平均半徑
R1—制動器座與棘輪間的有效摩擦半徑,取R1=(Q1+D2) /4
R2—手鏈輪(制動螺母)與棘輪間的有效摩擦半徑,取R2=(D1+D3) /4
由式(4)可見,手動葫蘆制動機構(gòu)的制動安全性與螺紋(r0、A、Q),摩擦材料(L)和制動零件尺寸(R1、R2)有關(guān)。
2.2 下降時
要使重物下降,必須在手鏈輪(制動螺母)上施加一旋松力矩Ms,該力矩與重物的旋轉(zhuǎn)力矩MJ之和應當?shù)扔诖笾苿恿豈Z,即:
MS+MK=MZ
MS=MZ-MJ=(K-1) MJ(5)
由式(5)可以看出,旋松力矩MS依K值大小而定, K值越大,旋松力矩MS越大。
(a)手拉葫蘆 (b)手扳葫蘆
1.長軸 2.制動器座 3.棘輪
4.摩擦片 5.手鏈輪 6.制動螺母
2.1 停止時
當重物提升停止后,由重物作用使長軸受到一旋轉(zhuǎn)力矩MJ,該力矩在螺紋副中產(chǎn)生摩擦力矩M1,其值為Pr0tg(A+Q)。螺紋摩擦力矩M1所產(chǎn)生的軸向力P即為制動器座與手鏈輪(制動螺母)間的夾緊力,該夾緊力在制動器座與棘輪間產(chǎn)生了摩擦制動力矩M2其值為LPR1。旋轉(zhuǎn)力矩MJ由螺旋摩擦力矩M1和制動力矩M2平衡。即:
MJ=M1+M2
=Pr0tg(A+Q)+LPR1 (1)
P=MJr0tg (A+Q)+LR1 (2)
制動機構(gòu)的大制動力矩M2等于兩塊摩擦片可能產(chǎn)生的大摩擦制動力矩,即:M2=LPR1+LPR2(3)
通常用制動機構(gòu)的大制動力矩M2與重物的旋轉(zhuǎn)力矩MJ的比值來反映制動機構(gòu)的制動安全程度,該比值稱為 K=MZMJ=LR1+LR2r0tg(A+Q)+LR1(4)式中 A—螺紋升角
Q—螺紋當量摩擦角
L—摩擦片的摩擦系數(shù)
ro—螺紋平均半徑
R1—制動器座與棘輪間的有效摩擦半徑,取R1=(Q1+D2) /4
R2—手鏈輪(制動螺母)與棘輪間的有效摩擦半徑,取R2=(D1+D3) /4
由式(4)可見,手動葫蘆制動機構(gòu)的制動安全性與螺紋(r0、A、Q),摩擦材料(L)和制動零件尺寸(R1、R2)有關(guān)。
2.2 下降時
要使重物下降,必須在手鏈輪(制動螺母)上施加一旋松力矩Ms,該力矩與重物的旋轉(zhuǎn)力矩MJ之和應當?shù)扔诖笾苿恿豈Z,即:
MS+MK=MZ
MS=MZ-MJ=(K-1) MJ(5)
由式(5)可以看出,旋松力矩MS依K值大小而定, K值越大,旋松力矩MS越大。
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