Гидравлические лифты - конструкция и расчет ограничителя скорости с инерционным роликом

Конструкция ограничителя скорости с инерционным роликом давно применяется в зарубежной практике. Такими ограничителями оборудуются лифты фирмы КОНЕ (Финляндия), ОТИС ( США), СМУ(Италия) и других производителей лифтов. В нашей стране они не применялись, так как ПУБЭЛ требовал наличия контрольного шкива, который в этой конструкции отсутствовал. В настоящее время положение меняется в связи с развитием рыночной экономики и расширением сферы использования лифтов зарубежных фирм.

Конструкция ограничителя отличается простотой, удобством доступа ко всем его частям и надежностью работы. Её основу составляет шкив, свободно вращающийся на оси, закрепленной в опорной раме. На задней стороне шкива имеется многогранник со скругленными вершинами, по поверхности которого катится тяжелый ролик с резиновым ободом.

Устройство и принцип действия ограничителя наглядно демонстрируется его расчетной схемой (Рис.11.13 ). На расчетной схеме приняты следующие обозначения: Рр, Ри - сила тяжести и сила инерции ролика, направление которой определяется фазой колебания ролика; Рп - сила сжатия пружины; ^уЛпЛр постоянные расстояния от оси рычага; - плечо силы тяжести ролика от оси вращения рычага; гьг2- максимальное и минимальное значение радиуса положения ролика на поверхности четырехгранника;

- длина пружины в состоянии начального сжатия и упругое ее сжатие, соответствующее моменту сцепления зуба рычага с упором шкива.

На Рис.11.13 не показан концевой выключатель и кронштейн для проверки сил сцепления. Все остальные элементы в полной мере отражают особенности конструкции ограничителя скорости.

Основу конструкции составляет шкив 1, свободно вращающийся на оси, закрепленной в опорной раме 11.

Гидравлические лифты - конструкция и расчет ограничителя скорости синерционным роликом

Рис. 11.13 Расчетно-конструктивная схема ограничителя скорости с инерционным роликом: 1 - канат; 2 -шкив; 3 - четырехгранный кулачок; 4 - упор кулачка; 5 -ролик; 6 - рычаг; 7 - зуб рычага; 8 - винт регулировочный; 9 - опора с гайкой винта; 10 - пружина с направляющим стержнем; 11 - рама опорная

На задней стороне шкива имеется четырехгранник 3 со скругленными вершинами, по поверхности которого катится тяжелый ролик 5 с резиновым ободом.

Ролик установлен на конце равноплечего качающегося рычага 6, противоположный конец которого выполнен в форме зуба 7.

На торцевой части четырехгранного кулачка 3 имеются упоры 4 клиновидной формы, расположенные в одной плоскости с внутренним квадратом жесткости.

Ролик прижимается к ободу четырехгранного кулачка усилием предварительно сжатой пружины 10 так, что при вращении шкива с номинальной скоростью он следит за его поверхностью, совершая вынужденные кинематические колебания относительно оси рычага.

Сила начального натяжения пружины уравновешивает действие силы тяжести ролика и действие инерционной силы при номинальной частоте вращения.

При аварийном превышении скорости, под действием сил инерции, ролик 5 отрывается от поверхности кулачка и зуб 7 сцепляется с упором 4, останавливая шкив.

Работа ограничителя контролируется выключателем, который приводится в действие в момент сцепления зуба 7 с упором 4.

Контроль достаточности сил сцепления каната с ободом шкива ограничителя скорости осуществляется путем нажатия на специальный кронштейн, закрепленный на рычаге со стороны ролика. Зуб 7 сцепляется с упором 4 и останавливает шкив. Все происходит так, как и при нажатии на подвижный упор ограничителя скорости центробежного типа.

На схеме рис. 11.13 приведен график изменения пути Sp скорости Vp и ускорения Эр движения ролика 5 по поверхности кулачка 3.

При равномерном вращении шкива ограничителя скорости ролик совершает кинематические колебания перекатываясь по поверхности четырехгранника. Рычаг совершает угловые колебания относительно неподвижной точки О.

Благодаря скругленным вершинам четырехгранника закон изменения перемещения ролика близок к гармоническому и описывается формулой

Рассмотрение приведенных зависимостей и соответствующих графиков позволяет установить, что максимальное значение силы инерции, отрывающей ролик от поверхности четырехгранника имеет место в момент максимальной амплитуды перемещения ролика. Следовательно сила предварительного сжатия пружины для номинальных оборотов шкива должна определяться для момента, когда ролик находится на вершине четырехгранника с учетом уравновешивания силы тяжести ролика. При этом, будем исходить из предположения, что плечи рычага взаимно уравновешены.

Силу предварительного сжатия пружины определим из уравнения равновесия рычага при амплитудном значении силы инерции

Дополнительное сжатие пружины Д„, при изменении инерционной силы от номинального до предельного значения, определяется из чертежа.

Момент отрыва ролика от поверхности четырехгранника, вероятно, будет соответствовать точке К графика изменения перемещения ролика, когда и инерционная сила, и скорость ролика имеют одно направление. При этом величина инерционной силы и скорости будет составлять 0,707 максимальной величины амплитуды, а ролик не дойдет до вершины четырехгранника на 11° 15’ угла поворота шкива.

Приведенные выше соображения могут быть положены в основу расчета ограничителя скорости с инерционным роликом.

По чертежу определить величину сжатия пружины Д„, соответствующую изменению силы сжатия пружины от номинального до предельного значения.

Пружина подбирается и рассчитывается по жесткости: