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1、精品学习资源大扭矩范畴制动器动态试验台地设计摘要 :本文介绍了一种大扭矩范畴制动器动态试验台地试验原理，阐述了试验台地设计依据，以及飞轮组转动惯量地确定与安排方法，并用实例具体说明设计过程.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 :1005-8354202105-0034-04Design of the Brake Dynamic Torque Test-bed ZHANG Hai-bo ， LIU Yi ， XIAO Chuan-fang ， LI JiNo.704 Research Institute ， CSIC， Shangh
2、ai 200031， ChinaAbstract:This article describes the experiment principle of a dynamic torque test-bed.The design basis and themethod for determining and allocating the rotary inertia of flywheel are present， and the design process is intro-duced with instance.Key words:brake ；test-bed；flywheel ；rota
3、ry inertia of flywheel欢迎下载精品学习资源0 概述随着世界经济全球化愈演愈烈，商品地贸易愈发富强，各国地港口机械设备也越来越多，对其安全性能地要求也越来越高.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地安全和人地生命与财产安全.制动器最重要地性能是设备在运行中，它地动制动力矩是否达到设计值.为了保证制动器地制动性能，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地试验方法，本文介绍地大扭矩范
4、畴制动器动态试验台就是基于上述国家制定地规范标准设计地，用于对各类制动器包括鼓式和盘式 进行动态制动力矩地测试. 1 试验原理试验原理 : 依据能量守恒原理，制动能量与机构运动能量相等.制动器动态试验台通过调剂飞轮组地不同组合和转速，模拟起重机械机构地运动能量，当制动器动作 后，制动器地制动能量与制动器动态试验 台地运动能量相等.因此，通过试验台上地转矩转速传感器和运算机系统，从而测量 出制动器地动态制动力矩.依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75
5、0r/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 地设备 2000Nm 制动器试验台 ；另一套用来检测制动盘 轮直径大于 400mm 地设备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畴为 80 2000Nm 地制动器，初制动转速为 1000r/min欢迎下载精品学习资源收稿日期 :2021-08-09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欢迎下载精品学习资源图 235000Nm制动器动态试验台测试范畴为 1500 35000Nm地制动器
6、， 初制动转速为750r/min2 设计依据规范标准规定 :1) 依据给定地制动器地规格挑选表1 中也就只能靠飞轮地转动惯量来确定.要测试不同型号地制动器，就需要设计成转动惯量可以依据要求来进行组合地机械结构， 以满意测试地要求.1) 1确定测试设备地最大转动惯量Jmax:依据要求得知设备测试地制动器最大制动力矩 M d max ，依据该力矩运算最大单次制动60Wn1 M d max欢迎下载精品学习资源对应制动初始转速并运算许用单次制动功 max，再依据最大单次制动功运算欢迎下载精品学习资源功，运算公式如下 :出相应地模拟总转动惯量Jmin182 Wmaxn1.该转欢迎下载精品学习资源Wn1M
7、 d60式中:1动惯量就是设备地最大转动惯量.2) 2确定测试设备地最小转动惯量J min欢迎下载精品学习资源W 为许用单次制动功，单位J； n1 为制动初转速，单位r/min ； M d 为额定制动力矩，单位 N.m.2) 运算确定出被试制动器对应模拟转动依据要求得知设备测试地制动器最小制动力矩 M d max ，依据该力矩运算最小单次制动Wn1 M d max欢迎下载精品学习资源J惯量，运算公式如下 :功， max60再依据最小单次制动功计欢迎下载精品学习资源n2J182 W12算出相应地模拟转动惯量min182Wminn21. 该欢迎下载精品学习资源式中 :J为 制 动 轴 上 模 拟
8、总 转 动 惯 量 ， 单 位转动惯量就是设备地最小转动惯量.J3) 确定测试设备固有地转动惯量固欢迎下载精品学习资源kg. m2 ；n1 为制动初转速，单位r/min ；W在设计完成后需要对设备进行固有转动欢迎下载精品学习资源为许用单次制动功，单位J.3) 依据运算地模拟总转动惯量为试验台惯量J固 进行运算，假如J固Jmin ，欢迎下载精品学习资源配备转动惯量，实际配置转动惯量时可在只要对固有地转动惯量进行修正即可；如欢迎下载精品学习资源运算所需地转动惯量地20% 范畴内浮动 .4) 将制动器调整至额定弹簧工作力和额果J固Jmin ，并且J固JminJmin20%，该欢迎下载精品学习资源定制
9、动瓦退距状态，依据以上确定地模拟 总转动惯量和制动轴地制动初始转速进行 三次制动试验，每次试验取平均值作为实 验结果，也可按式3 验算每次试验地实际平均制动力矩 .Mn1Jd设计也满意要求；否就就要进行重新设计，或者确认方案不合理.4) 确定设备飞轮组地设计运用组合地方法我们可以设计成不同转动惯量地飞轮， 然后将它们进行组合就可以得到我们运算地模拟转动惯量最为接近地转动惯量.依据欢迎下载精品学习资源9.55t s3需要我们可以确定n 组飞轮盘，并依据欢迎下载精品学习资源式 中 ，为 动 态 制 动 力 矩 ， 单 位N.m ；ts 为有效制动时间，单位s.20:21:22: :2比n 例安排飞
10、轮盘地转动惯nCi n欢迎下载精品学习资源3 转动惯量地确定与安排不同型号地制动器有不同地额定制动力矩，也就要求有不同地许用单次制动功.在制动初转速确定地情形下，单次制动功量，这样就可以得到J到转动惯量级差为i 1Jmax ni 1种组合 .也可以得J固Ci n欢迎下载精品学习资源J台 固 有 地 转 动 惯 量 地 重 新 计 算 得 到欢迎下载精品学习资源固然后验算J固 20%即可 .JJ0. 8 70. 7 6欢迎下载精品学习资源4 设计实例J0. 8 7 kmg2. 固Jm i nm i n0.761 4. 5 %2 0 %欢迎下载精品学习资源下面以2000Nm 制动器动态试验台地飞轮
11、转动惯量安排为例进行说明.该设备主要用于测试小制动力矩地制动器即:制动盘或轮 直 径 小 于 400mm ， 制 动 初 转 速 为，满意标准规范要求 .4 5确定设备飞轮组地设计2000Nm 制动器动态试验台采纳6 个惯性盘，并按 1:2:4:8:16:32地比例进行惯性转6欢迎下载精品学习资源n1=1000 r/min.1) 确定最大转动惯量 Jmax:矩地组合，这样可以得到i64C6i0种包括欢迎下载精品学习资源该制动器动态试验台测试地最大制动力矩空转 制动力矩地组合.惯性盘惯性地级差欢迎下载精品学习资源J minJ固19.11 0.872欢迎下载精品学习资源为 M dmax2000 N
12、.m ，依据式1 可得最大J为:64 1630.29kg.m欢迎下载精品学习资源Wn1 M d max1000 20001.05 105 J除开飞轮全加载与全不加载空转 两种情形欢迎下载精品学习资源单制动功 :max6060外，假设其中任意一种加载情形下地转动欢迎下载精品学习资源依据式 2，由上面运算地最大单次制动功， 可得最大模拟转动惯惯 量 为 J， 都 可 以 根 据 公 式Jn1M d0.33欢迎下载精品学习资源Jmax量:182Wmaxn211.05 1051821000219.11 该公式由 1， 2 推导出 来确定该转动惯量测试地扭矩范畴.测试扭矩下限欢迎下载精品学习资源23确定
13、最小转动惯量Jmin:该制动器动态试验台测试地最小制动力矩为 M d max80N .m，依据式 1 可得最小单次制M d min为 :0.330.29J2750；测 试扭矩 下欢迎下载精品学习资源Wn1M d max1000804.19 103 JM d min0.33J0.297502欢迎下载精品学习资源动功 :min6060限为 :欢迎下载精品学习资源依据式 2，由上面运算地最小单次制动功， 可得最小模拟转动惯具体分配如下表:欢迎下载精品学习资源J min量:182Wminn214.19 103218220.76kg.m1000欢迎下载精品学习资源34校核固有地转动惯量经设计完成后对20
14、00Nm 制动器动态试验表 2 各飞轮组地转动惯量和制动转矩安排欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5 结语目前已在使用地制动器动态扭矩测试设备中，由于基于不同地目地而有不同地测试方法 .比如常州某制动器厂家在测试制动器地动态制动力矩时，采纳大功率地电机经过减速机减速后，供应足够大地转矩， 使制动器在制动地状态下，制动盘或轮仍旧转动，然后通过传感器测出制动器地动态制动力矩；又或者武汉某科研高校地制动器动态试验台是依据制动时间为2s 而设计地储能装置，让制动器在2s 地时间内制动，从而测出制动器地动态制动力矩.这些测试设备虽然也能考核制动器地制动性能，但没有完全符合国家标准地规范要求，不能用
15、统一标准考核制动器地动态制动力矩地性能 .我们研制地大扭矩范畴制动器动态试验台符合国家对制动器动态制动力矩地统一考核标准，能检测地制动力矩范畴掩盖广泛.它既能测试各类鼓式制动器，也能测试各类盘式制动器，制动力矩掩盖范畴达到80 35000N.m.我们研制地大扭矩范畴制动器动态试验台已在上海特种设备技术讨论院得到了实际应用，使用成效较好 .参考文献 : 1 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标准 .JB/T7020-2006电 力 液 压 盘 式 制 动 器 S .2006. 2 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标准 .JB/T6406-2006电 力 液 压 鼓 式 制
16、动 器 S .2006. 3 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标准 .JB/T7865-2006电 磁 鼓 式 制 动 器 S .2006. 4韦树宝，徐长生.惯性负载制动器 试验台设计及虚拟样机仿真分析J .武汉理 工 大 学 学 报 : 交 通 科 学 与 工 程 版 ，20066:988-990. 5成大先 .机械设计手册其次卷 M .北京:化学工业出版社， 2021.欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源上接第 19 页装、保护 .机械性能设计需要满意电气性能和环境性能地要求，电气性能和环境性能需要靠机械性能来保证.船用光伏接线盒产品要综合考虑了上述设计要点进行设计 .目
17、前我国光伏接线盒生产厂家参差不齐 ， 国 内 仍 没 有 相 应 地 标 准 规范.CNCA/CTS 0003-2021 地面用太阳电池组件主要部件技术条件第1 部分:接线盒于 2021 年 5 月正式发文，这是我国目前第 一个在国家主管部门批预备案地光伏组件用接线盒地认证技术规范，为国内开展光伏组件用接线盒认证工作供应了标准和依据 .随着我国船用太阳能技术地进展和利用，船用光伏接线盒标准规范也需要尽快制定 .参考文献 :1 童忠良，张淑谦，杨京京.新能源材料与应用 M .北京 :国防科技高校出版社，2021.2 肖慧杰，王凯，刘颀颖.浅析太阳能发电技术 J .内蒙古石油化工， 20213:93-94.3 宋泽新，李新伟，赵成军.增安型高压电机接线盒地设计J .电气防爆， 20042:22-23.4 李大勇，陈如亮，崔岩等.基于 Pspice 地光伏组件热斑现象仿真J .哈尔滨工业高校学报， 200611:1888-18905 Martin A.Green著，狄大卫，曹昭阳， 李秀文等译，太阳.电池工作原理、技术和系统应用 M .上海 :上海交通高校出版社， 2021.欢迎下载