Влияние сопротивлений качению на динамику механизмов подъема транспортирующих машин
Loading...
Date
2018
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
RUS: Цель. Коэффициент трения качения в подшипниках определяет величину сопротивления вращению канатных барабанов механизмов подъема транспортирующих машин, что влияет на значение коэффициента полезного действия таких машин и, соответственно, на их динамику. Для уточнения величин коэффициента полезного действия (КПД) и скорости движения груза в работе необходимо аналитическим способом определить величину приведенного к цапфе коэффициента трения качения для шариковых подшипников барабана механизма подъема, а также оценить его влияние на динамику такого механизма. Методика. В работе применяются зависимости для определения коэффициента сопротивления шарикового подшипника канатного барабана механизма подъема при вращении его как внутренней, так и наружной обойм, а также расчетные схемы подшипника и барабана. Результаты. По итогам исследований приведены зависимости для
определения скорости движения груза и коэффициента полезного действия механизма подъема транспортирующих машин с уточненным значением коэффициента сопротивления движению. Построены соответствующие графические зависимости для конкретного примера. Анализ полученных зависимостей и графиков позволяет сделать следующие выводы: 1) скорость опускания груза зависит от положения каната по длине барабана, уменьшаясь при приближении к середине; 2) приведенный к цапфе коэффициент трения подшипников барабана увеличивается с приближением каната к середине барабана; 3) КПД канатного барабана зависит от положения каната на барабане, уменьшаясь с приближением каната к середине барабана; 4) КПД подшипника зависит от того, какая обойма вращается: внутренняя или наружная, и разница зависит как от нагрузки на подшипник, так и от смазки, достигая более 3 % при ее отсутствии и 2 % – при жидкой смазке. Научная новизна. Авторы получили уточненные зависимости скорости подъема груза и КПД механизмов подъема, используя при этом зависимости по определению коэффициента сопротивления движения в подшипниках барабана. Практическая значимость. Полученные значения сопротивлений могут быть применены для уточненных расчетов механизмов подъема транспортирующих машин.
UKR: Мета. Коефіцієнт тертя кочення в підшипниках визначає величину опору обертанню канатних барабанів механізмів підйому транспортуючих машин, що впливає на значення коефіцієнта корисної дії (ККД) таких машин та, відповідно, на їх динаміку. Для уточнення величин коефіцієнта корисної дії та швидкості руху вантажу необхідно аналітичним способом визначити величину приведеного до цапфи коефіцієнта тертя кочення для кулькових підшипників барабана механізму підйому, а також оцінити його вплив на динаміку такого механізму. Методика. В роботі наводяться залежності для визначення коефіцієнта опору кулькового підшипника канатного барабана механізму підйому при обертанні його як внутрішньої, так і зовнішньої обойм, а також розрахункові схеми підшипника і барабана. Результати. В роботі наведені залежності для визначення швидкості руху вантажу і коефіцієнта корисної дії механізму підйому транспортуючих машин із уточненим значенням коефіцієнта опору руху. Побудовано відповідні графічні залежності для конкретного прикладу. Аналіз отриманих залежностей та графіків дозволяє зробити наступні висновки: 1) швидкість опускання вантажу залежить від положення каната по довжині барабана, зменшуючись при наближенні до середини; 2) приведений до цапфи коефіцієнт тертя підшипників барабана збільшується з наближенням каната до середини барабана; 3) ККД канатного барабана залежить від положення каната на барабані, зменшуючись із наближенням каната до середини барабана; 4) ККД підшипника залежить від того, яка обойма обертається: внутрішня або зовнішня, і різниця залежить як від навантаження на підшипник, так і змащення, досягаючи більш 3 % при її відсутності та 2 % – при рідкому мастилі. Наукова новизна. Автори отримали уточнені залежності швидкості підйому вантажу і ККД механізмів підйому, використавши при цьому залежності по визначенню коефіцієнта опору руху в підшипниках барабана. Практична значимість. Отримані значення опорів можуть бути використані для уточнених розрахунків механізмів підйому транспортуючих машин.
ENG: Purpose. Coefficient of rolling friction in bearings determines the amount of resistance to rotation of rope drumsthe lifting mechanisms of transporting machines, which affects the value of the efficiency of such machines and their dynamics accordingly. To clarify the values of the efficiency and the speed of cargo, it is necessary to determine analytically the amount of rolling friction coefficient for the ball bearings of the lifting mechanism drum, reduced to a pin, and also to evaluate its influence on the dynamics of such a mechanism. Methodology. In the paper, dependences are given for determining the coefficient of resistance of the ball bearing of the cable drum of the lifting mechanism when it is rotated by both the inner and outer cages, as well as the design schemes of the bearing and drum. Findings. According to the results of research the dependences for definition of cargo movement speed and efficiency of the lifting mechanism of transporting cars with the specified value of movement resistance coefficient are presented. The corresponding graphical dependencies for a concrete example are constructed. Analysis of the obtained dependencies and graphs allows us to draw the following conclusions: 1) the rate of lowering the load de pends on the position of the rope along the length of the drum, decreasing as it approaches its middle; 2) the coefficient of friction of the bearings of the drum reduced to the pin increases as the rope approaches the middle of the drum; 3) the efficiency of the rope drum depends on the position of the rope on the drum, decreasing as the rope approaches the middle of the drum; 4) the efficiency of the bearing depends on whether the holder rotates: internal or external, and the difference depends on both the load on the bearing and the lubricant, reaching more than 3% in its absence and 2% - with liquid lubrication. Originality. The authors obtained more accurate dependences of the lifting speed of the load and the efficiency of the lifting mechanisms, using, in this case, the dependences determined by the drag coefficient in the drum bearings. Practical value. The obtained values of resistances can be used for refined calculations of the lifting mechanisms of transporting machines.
UKR: Мета. Коефіцієнт тертя кочення в підшипниках визначає величину опору обертанню канатних барабанів механізмів підйому транспортуючих машин, що впливає на значення коефіцієнта корисної дії (ККД) таких машин та, відповідно, на їх динаміку. Для уточнення величин коефіцієнта корисної дії та швидкості руху вантажу необхідно аналітичним способом визначити величину приведеного до цапфи коефіцієнта тертя кочення для кулькових підшипників барабана механізму підйому, а також оцінити його вплив на динаміку такого механізму. Методика. В роботі наводяться залежності для визначення коефіцієнта опору кулькового підшипника канатного барабана механізму підйому при обертанні його як внутрішньої, так і зовнішньої обойм, а також розрахункові схеми підшипника і барабана. Результати. В роботі наведені залежності для визначення швидкості руху вантажу і коефіцієнта корисної дії механізму підйому транспортуючих машин із уточненим значенням коефіцієнта опору руху. Побудовано відповідні графічні залежності для конкретного прикладу. Аналіз отриманих залежностей та графіків дозволяє зробити наступні висновки: 1) швидкість опускання вантажу залежить від положення каната по довжині барабана, зменшуючись при наближенні до середини; 2) приведений до цапфи коефіцієнт тертя підшипників барабана збільшується з наближенням каната до середини барабана; 3) ККД канатного барабана залежить від положення каната на барабані, зменшуючись із наближенням каната до середини барабана; 4) ККД підшипника залежить від того, яка обойма обертається: внутрішня або зовнішня, і різниця залежить як від навантаження на підшипник, так і змащення, досягаючи більш 3 % при її відсутності та 2 % – при рідкому мастилі. Наукова новизна. Автори отримали уточнені залежності швидкості підйому вантажу і ККД механізмів підйому, використавши при цьому залежності по визначенню коефіцієнта опору руху в підшипниках барабана. Практична значимість. Отримані значення опорів можуть бути використані для уточнених розрахунків механізмів підйому транспортуючих машин.
ENG: Purpose. Coefficient of rolling friction in bearings determines the amount of resistance to rotation of rope drumsthe lifting mechanisms of transporting machines, which affects the value of the efficiency of such machines and their dynamics accordingly. To clarify the values of the efficiency and the speed of cargo, it is necessary to determine analytically the amount of rolling friction coefficient for the ball bearings of the lifting mechanism drum, reduced to a pin, and also to evaluate its influence on the dynamics of such a mechanism. Methodology. In the paper, dependences are given for determining the coefficient of resistance of the ball bearing of the cable drum of the lifting mechanism when it is rotated by both the inner and outer cages, as well as the design schemes of the bearing and drum. Findings. According to the results of research the dependences for definition of cargo movement speed and efficiency of the lifting mechanism of transporting cars with the specified value of movement resistance coefficient are presented. The corresponding graphical dependencies for a concrete example are constructed. Analysis of the obtained dependencies and graphs allows us to draw the following conclusions: 1) the rate of lowering the load de pends on the position of the rope along the length of the drum, decreasing as it approaches its middle; 2) the coefficient of friction of the bearings of the drum reduced to the pin increases as the rope approaches the middle of the drum; 3) the efficiency of the rope drum depends on the position of the rope on the drum, decreasing as the rope approaches the middle of the drum; 4) the efficiency of the bearing depends on whether the holder rotates: internal or external, and the difference depends on both the load on the bearing and the lubricant, reaching more than 3% in its absence and 2% - with liquid lubrication. Originality. The authors obtained more accurate dependences of the lifting speed of the load and the efficiency of the lifting mechanisms, using, in this case, the dependences determined by the drag coefficient in the drum bearings. Practical value. The obtained values of resistances can be used for refined calculations of the lifting mechanisms of transporting machines.
Description
В. Богомаз: ORCID 0000-0001-5913-2671; Л. Бондаренко: ORCID 0000-0002-2212-3058; О. Богомаз: ORCID 0000-0002-6400-3230; М. Брылёва: ORCID 0000-0001-6331-0880
Keywords
барабан, трение, сопротивление, подшипник, КПД – коэффициент полезного действия, тертя, опір, підшипник, ККД – коефіцієнт корисної дії, drum, friction, resistance, bearing, efficiency, КВПС, КПММ
Citation
Влияние сопротивлений качению на динамику механизмов подъема транспортирующих машин / В. М. Богомаз, Л. Н. Бондаренко, О. В. Богомаз, М. Г. Брылёва // Наука та прогрес транспорту. – 2018. – № 2 (74). – С. 124–132. DOI: 10.15802/stp2018/130441.