Запчасти для лифтов +7 903 968-99-38
Разработка

5.2.

Динамика нагрузки металлоконструкций каркаса в режимах «подскока» и «затягивания» противовеса лифта



По правилам ПУБЭЛ конструкция противовеса должна быть рассчитана на нагрузки в рабочем режиме, в режиме посадки противовеса и кабины на буфер и ловители. Нагрузки при посадке на ловители должны определятся при максимальной расчетной скорости срабатывания ограничителя скорости.

Практика эксплуатации лифтов показала, что наиболее тяжелым режимом нагрузки конструкции противовеса является подскок противовеса при посадке кабины на ловители.

При наличии КВШ с клиновой формой канавок обода отмечались случаи затягивания противовеса с последующем его падением при посадке кабины на ловители, когда не срабатывал контакт контроля ловителей и лебедка продолжала работать на опускание кабины. Динамические нагрузки при этом были так велики, что происходил обрыв канатной подвески и падение противовеса.

Явление затягивания противовеса крайне редко случается на практике, однако чреваты серьезными последствиями, заслуживающими детального рассмотрения.

В случае, если при расчетном превышении скорости, кабина тормозится ловителями до полной остановки, а контакт контроля ловителей по аварийной причине не сработал и привод лебедки продолжает вращать КВШ в сторону опускания кабины, то ослабляется натяжение канатов подвески кабины и тяговые канаты скользят в канавках обода шкива.

Трение скольжения вызывает разогрев и температурное расширение каната, приводящее к его заклиниванию в канавке и подъему противовеса до момента, когда на ободе КВШ не окажется холодная их часть. В этот момент канаты проскальзывают и противовес стремительно срывается вниз. Кинетическая энергия свободного падения при этом преобразуется в потенциальную энергию растяжения канатов с последующим разрушением подвески и падением противовеса в приямок.

Рассмотрим явление подскока и затягивания противовеса в целях получения количественных характеристик динамики нагрузки канатной подвески и конструкция каркаса противовеса.

Данная задача относится к области нелинейной механики с односторонними упругими связям между движущимися массами и фрикционным взаимодействием с концевым звеном механизма привода.

При строгом аналитическом подходе здесь следует учитывать динамические характеристики привода и силы трения между башмаками и направляющими. Однако чрезмерное усложнение задачи часто не приводит к существенному повышению точности результатов расчета.

Можно существенно упростить решение поставленной задачи, рассматривая конечный результат развития динамических процессов при некоторых вполне корректных допущениях, так как последующие колебательные процессы носят затухающий характер и практического интереса не представляют. В связи с этим отпадает необходимость в составлении и решении соответствующих дифференциальных уравнений движения[6].

Поэтому решение задачи можно получить более простым способом на основе энергетического подхода.

Явление подскока и затягивания противовеса рассмотрим при следующих допущениях: привод лебедки заторможен и канат неподвижен на ободе КВШ; противовес по инерции движется вверх с начальной скоростью, равной скорости кабины в момент срабатывания ловителей; тяговые канаты сжимающих усилий не передают; внутреннее трение в канатах не учитывается; сопротивление движения противовеса по направляющим не учитывается, так как составляет весьма малую долю динамической нагрузки канатной подвески; канаты жестко закреплены на раме противовеса без применения пружинной подвески. Последнее условие принято для рассмотрения наиболее жесткого режима нагружения несущего каркаса противовеса.

Рассмотрим отдельные этапы динамики подскока (рис.5.3). На рис.5.3 приняты следующие обозначения: Уп - предельная величина скорости посадки кабины на ловители; Xq - упругое статическое удлинение канатов подвески противовеса; Х{ - высота подскока противовеса с момента полной разгрузки канатов подвески; X - дополнительная динамическая деформация канатов подвески; А - путь падения противовеса с крайней верхней точки подскока до момента его остановки; 5nmax - максимальная величина динамической нагрузки канатной подвески противовеса.

Первый, начальный этап подскока (рис.5.3 а) включает период движения противовеса по инерции до предельной верхней точки, где его скорость достигает нулевого значения. С этого момента зависания начинается второй этап движения противовеса под действием сил тяжести с последующим динамическим нагружением подвески.

Рассмотрим первый этап движения противовеса с целью определения высоты подскока (рис.5.3 а).

Противовес движется вверх со скоростью, равной предельной скорости (Кп) кабины в момент включения ловителей. Канаты растянуты на величину определяемую их жесткостью и нагрузкой. Потенциальная энергия рястяжения канатов, по мере движения, преобразуется в кинетическую.

Динамика нагрузки металлоконструкций каркаса в режимах подскока изатягивания противовеса лифта

Рис.5.3. Расчетная схема работы канатной подвески при подскоке противовеса а) первый начальный этап подскока противовеса: б) падение противовеса после подскока; 1,4- направляющие кабины и противовеса, 2 - ловители кабины, 3 - кабина лифта; 5 - противовес

Второй этап движения противовеса включает свободное падение вниз до момента начала натяжения канатов и дальнейшее движение к нижней предельной точке их максимального удлинения (рис.5.3б).
 

При затягивании противовеса качественная картина динамики нагружения канатов противовеса будет аналогична рассмотренной, однако количественные показатели степени перегрузки могут оказаться более серьезными, так как высота свободного падения противовеса может быть существенно большей, чем при подскоке.

Рассмотрим явление затягивания противовеса более детально.

Предположим, для определенности, что при вращении КВШ и скольжении канатов происходит их значительный нагрев и температурное расширение в пределах длины дуги обхвата.

Канаты заклиниваются в ручьях КВШ и начинается затягивание (подъем) противовеса на высоту, вероятно не превышающую длины дуги обхвата (определенную роль при этом может играть молекулярное схватывание между канатом и поверхностью обода). Как только разогретая часть каната перейдет на ка-бинную ветвь, на ободе окажется более холодная его часть. Произойдет срыв заклинивания и противовес начнет падать вниз (рис.5.36).
 

Таким образом, режим подскока создает перегрузку подвески противовеса примерно той же величины, что и режим аварийного заклинивания на направляющих.

Фактическая величина перегрузки подвески не превысит значения КД1, определяемого формулой 5.15 или 5. 17 с учетом особенностей процесса снятия кабины с ловителей.

Содержание