大扭矩范围制动器动态试验台的设计.doc

37大扭矩范围制动器动态试验台的设计摘要:本文介绍了一种大扭矩范围制动器动态试验台的试验原理，阐述了试验台的设计依据，以及飞轮组转动惯量的确定与分配方法，并用实例详细说明设计过程.关键词:制动器;试验台;惯性飞轮;转动惯量中图分类号:TH133.31文献标识码:A文章编号:1005-8354(2010)05-0034-04DesignoftheBrakeDynamicTorqueTest-bedZHANGHai-bo，LIUYi，XIAOChuan-fang，LIJi(No.704ResearchInstitute，CSIC，Shanghai200031，China)Abstract:Thisarticledescribestheexperimentprincipleofadynamictorquetest-bed.Thedesignbasisandthemethodfordeterminingandallocatingtherotaryinertiaofflywheelarepresent，andthedesignprocessisintro-ducedwithinstance.Keywords:brake;test-bed;flywheel;rotaryinertiaofflywheel0概述随着世界经济全球化愈演愈烈，商品的贸易愈发繁荣，各国的港口机械设备也越来越多，对其安全性能的要求也越来越高.各类制动器被广泛地运用在港口起重设备中，其制动性能如何，直接影响到港口起重设备的安全和人的生命与财产安全.制动器最重要的性能是设备在运行中，它的动制动力矩是否达到设计值.为了保证制动器的制动性能，国家制定了《JB/T7020-2006电力液压盘式制动器》、《JB/T6406-2006电力液压鼓式制动器》、《JB/T7865-2006电磁鼓式制动器》等规范标准，其中明确规定了制动器动态制动力矩的试验方法，本文介绍的大扭矩范围制动器动态试验台就是基于上述国家制定的规范标准设计的，用于对各类制动器(包括鼓式和盘式)进行动态制动力矩的测试.1试验原理试验原理:根据能量守恒原理，制动能量与机构运动能量相等.制动器动态试验台通过调节飞轮组的不同组合和转速，模拟起重机械机构的运动能量，当制动器动作后，制动器的制动能量与制动器动态试验台的运动能量相等.因此，通过试验台上的转矩转速传感器和计算机系统，从而测量出制动器的动态制动力矩.根据规范标准规定检测制动器动态制动力矩时，制动盘(轮)直径小于或等于400mm时，测试设备测试初始转速为1000r/min;制动盘(轮)直径大于400mm时，测试设备测试初始转速为750r/min(见表1).所以我们设计了两套设备，一套用来检测制动盘(轮)直径小于或等于400mm的设备(2000Nm制动器试验台);另一套用来检测制动盘(轮)直径大于400mm的设备(35000Nm制动器试验台).设备视图如下：:图12000Nm制动器动态试验台测试范围为(80～2000)Nm的制动器，初制动转速为1000r/min收稿日期:2010-08-09作者简介:张海波(1976-)，男，工程师，从事机械设计工作表1测试动态制动力矩时制动初始转速规定图235000Nm制动器动态试验台测试范围为(1500～35000)Nm的制动器，初制动转速为750r/min2设计依据规范标准规定:根据给定的制动器的规格选择表1中对应制动初始转速并计算许用单次制动功，计算公式如下:(1)式中:W为许用单次制动功，单位J;为制动初转速，单位r/min;为额定制动力矩，单位N.m.计算确定出被试制动器对应模拟转动惯量，计算公式如下:(2)式中:∑J为制动轴上模拟总转动惯量，单位kg.;为制动初转速，单位r/min;W为许用单次制动功，单位J.根据计算的模拟总转动惯量为试验台配备转动惯量，实际配置转动惯量时可在计算所需的转动惯量的±20%范围内浮动.将制动器调整至额定弹簧工作力和额定制动瓦退距状态，根据以上确定的模拟总转动惯量和制动轴的制动初始转速进行三次制动试验，每次试验取平均值作为试验结果，也可按式3验算每次试验的实际平均制动力矩.(3)式中，为动态制动力矩，单位N.m;ts为有效制动时间，单位s.3转动惯量的确定与分配不同型号的制动器有不同的额定制动力矩，也就要求有不同的许用单次制动功.在制动初转速确定的情况下，单次制动功也就只能靠飞轮的转动惯量来确定.要测试不同型号的制动器，就需要设计成转动惯量可以按照要求来进行组合的机械结构，以满足测试的要求.[]童忠良，张淑谦，杨京京.新能源材料与应用［M］.北京:国防科技大学出版社，2008.确定测试设备的最大转动惯量∑Jmax:根据要求得知设备测试的制动器最大制动力矩，根据该力矩计算最大单次制动功，再根