【摘要】：永磁渦流制動結(jié)構(gòu)簡單,制動平穩(wěn)可靠,節(jié)能環(huán)保,是渦流制動的主要模式之一。為了將永磁渦流制動技術(shù)應(yīng)用于施工升降機以及起重機安全防墜領(lǐng)域,本論文結(jié)合施工升降機與起重機的結(jié)構(gòu)特點及其防墜制動需求,對施工升降機以及起重機無接觸式永磁渦流防墜裝置進行了總體方案設(shè)計。并對制動過程進行了有限元仿真,對無接觸式永磁渦流防墜裝置參數(shù)進行了設(shè)計,研究了施工升降機和起重機無接觸式永磁渦流防墜制動特性。首先,研究了環(huán)形永磁渦流制動與旋轉(zhuǎn)型永磁渦流制動制動力與制動力矩的解析計算。針對施工升降機以及起重機的性能參數(shù)和制動需求,提出了改變空氣間隙的永磁渦流防墜制動控制方式。利用該控制方式分別對施工升降機與起重機起升機構(gòu)的永磁渦流防墜制動方案進行總體設(shè)計。其次,結(jié)合施工升降機吊籠墜落的動力學(xué)模型,通過Comsol有限元軟件對其進行有限元仿真,確定出永磁渦流防墜制動參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計施工升降機永磁渦流防墜裝置參數(shù),并對永磁渦流防墜制動特性進行分析。結(jié)果表明論文所設(shè)計的無接觸式永磁渦流防墜落裝置可在吊籠超載墜落時達到制動效果,通過控制磁鐵組與導(dǎo)體管之間的空氣間隙可以滿足不同載重量的吊籠墜落制動需求。再次,結(jié)合起重機起升機構(gòu)負(fù)載墜落的動力學(xué)模型,通過Ansoft有限元軟件對其進行有限元仿真,確定出永磁渦流防墜制動參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計起重機起升機構(gòu)永磁渦流防墜裝置參數(shù),并對永磁渦流防墜特性進行分析。結(jié)果表明論文所設(shè)計的無接觸式永磁渦流防墜裝置能在負(fù)載無初速墜落與以額定速度超載墜落時達到預(yù)期制動效果。通過控制永磁體陣列與感應(yīng)盤之間的空氣間隙,可使制動力矩連續(xù)任意可調(diào)。最后,結(jié)合施工升降機無接觸式永磁渦流防墜裝置的設(shè)計,建立了環(huán)形磁鐵組無初速墜落實驗平臺,分別對不同工況下的環(huán)形磁鐵組進行無初速墜落實驗。實驗結(jié)果與Comsol有限元仿真結(jié)果相對誤差皆在6.67%以內(nèi),驗證了無接觸式永磁渦流防墜裝置制動的準(zhǔn)確性和可行性。
【圖文】：

起重機械是現(xiàn)代生產(chǎn)過程中合理組織生產(chǎn)必不可少的生產(chǎn)設(shè)備。在物料運輸，裝卸等工作中使用頻繁，可以提高工業(yè)生產(chǎn)效率，極大的減少人力勞動，在整經(jīng)濟中有著至關(guān)重要的地位。在全國建筑業(yè)大規(guī)模、快速、全面發(fā)展的同時，依賴的起重運輸機械，特別是橋門式起重機、施工升降機等特種設(shè)備，一旦發(fā)事故，后果難以想象，因此確保其運行過程安全可靠十分必要。1 施工升降機防墜安全器局限性施工升降機是常用于建筑工地上的垂直運輸機械，主要擔(dān)負(fù)運送作業(yè)人員、機具設(shè)備和施工用材料等。施工升降機在運行中，由于拽引力不足，制動器失靈或不足以及超載拖動會引起吊籠超速甚至斷繩墜落，防墜落裝置是施工升降機上安全防護裝置裝置，能在吊籠超速或墜落時緊急制動，保證乘員的生命安全，減少設(shè)備損壞。目前，防墜落安全器大多通過摩擦原理來實現(xiàn)機構(gòu)制動，當(dāng)發(fā)時，防墜落裝置的摩擦部件以一定的作用力壓向標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，兩者接觸產(chǎn)生摩擦力籠以及負(fù)載的機械能轉(zhuǎn)化為熱能，達到減速制動。其中以楔塊形漸進式防墜安齒輪錐鼓形漸進式防墜安全器應(yīng)用最廣，如圖 1-1 所示。

起重機起升機構(gòu)摩擦制動局限性起重機是現(xiàn)代生產(chǎn)中十分重要的一種物料搬運設(shè)備，其廣泛應(yīng)用于各種物料吊中，極大地減少了人力勞動強度，提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。起重機具有經(jīng)常啟動以及間歇式工作的工作特點，其作業(yè)范圍廣泛，工作環(huán)境復(fù)雜，吊運的物品種，工作過程中存在較多危險因素，稍有疏忽就容易引發(fā)事故。所以為了保證起安全，通常在起重機械工作機構(gòu)的傳動裝置中配用各類制動器，其中起重機起的制動器除了保證起吊負(fù)載能在任意位置停留外，還用于防止懸吊的負(fù)載、吊墜落[1-4]。目前起重機起升機構(gòu)所采用的制動器結(jié)構(gòu)形式各有不同， 但其原理基本都是依片壓迫制動輪（盤），通過接觸時產(chǎn)生的摩擦力矩實現(xiàn)制動，即摩擦制動。這種式通過制動部件產(chǎn)生摩擦力矩，，將制動對象的機械能轉(zhuǎn)換為熱能形式消耗。此方式對摩擦材料的耐磨性以及摩擦系數(shù)穩(wěn)定性要求很高，此外，溫升速度和工對摩擦材料的制動性能也有較大影響。如圖 1-2 所示，電動液壓塊式制動器和式制動器在目前的起重機起升機構(gòu)制動器中應(yīng)用最廣。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH21

【參考文獻】

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本文編號：2598025