用于下降的制动(即滑摩式也称垂直制动)或在较高环境温度下频繁工作的制动器需要进行发热验算,主要是计算摩擦面在制动过程中的温度是否超过许用值。摩擦面温度过高时,摩擦系数会降低,不能保持稳定的制动力矩,并加速摩擦元件的磨损。
1.热平衡通式
对于滑摩式制动器和高温频繁工作的制动器,热平衡按下式计算:
Q≤Q1+Q2+Q3 (7-3)
式中 Q——制动器工作一小时所产生的热量(kJ/h);
Q1——每小时辐射散热量(kJ/h),;
Q2——每小时自然对流散热量(kJ/h),Q2=a1A3(t1-t2)(1-JC);
Q3——每小时强迫对流散热量(kJ/h),Q3=a2A(t1-t2)JC;
β1——制动轮光亮表面的辐射系数,通常取β1=5.4kJ/(m2·h·℃);
β2——制动轮暗黑表面的辐射系数,通常取β2=18kJ/(m2·h·℃);
A1——制动轮光亮表面的面积(m2);
A2——制动轮暗黑表面的面积(m2);
a1——自然对流系数,a1=20.9kJ/(m2·h·℃);
a2——强迫对流系数kJ/(m2·h·℃),a2=25.7v0.73;
v——散热圆环面的圆周速度(m/s);
A3——扣除制动带(块)遮盖后的制动轮外露面积(m2);
A——散热圆环面的面积(m2);
JC——接电持续率;
t1——摩擦材料的许用温度(℃);
t2——周围环境温度的最高值,一般可取30~35℃。
2.提升设备和平移机构制动器的发热量
1)提升设备制动器的发热量(kJ/h)为
Q1——每小时辐射散热量(kJ/h),;
Q2——每小时自然对流散热量(kJ/h),Q2=a1A3(t1-t2)(1-JC);
Q3——每小时强迫对流散热量(kJ/h),Q3=a2A(t1-t2)JC;
β1——制动轮光亮表面的辐射系数,通常取β1=5.4kJ/(m2·h·℃);
β2——制动轮暗黑表面的辐射系数,通常取β2=18kJ/(m2·h·℃);
A1——制动轮光亮表面的面积(m2);
A2——制动轮暗黑表面的面积(m2);
a1——自然对流系数,a1=20.9kJ/(m2·h·℃);
a2——强迫对流系数kJ/(m2·h·℃),a2=25.7v0.73;
v——散热圆环面的圆周速度(m/s);
A3——扣除制动带(块)遮盖后的制动轮外露面积(m2);
A——散热圆环面的面积(m2);
JC——接电持续率;
t1——摩擦材料的许用温度(℃);
t2——周围环境温度的最高值,一般可取30~35℃。
2.提升设备和平移机构制动器的发热量(www.daowen.com)
1)提升设备制动器的发热量(kJ/h)为
2)平移机构制动器的发热量(kJ/h)为
2)平移机构制动器的发热量(kJ/h)为
式中 W1——平均提升重力(N);
W2——直线运动部分的重力(N);
S——平均制动行程(m);
η——机械效率;
J——电动机转子及其同轴上制动轮、联轴器等相关零件的转动惯量之和(kg·m2);
n——电动机转速(r/min);
式中 W1——平均提升重力(N);
W2——直线运动部分的重力(N);
S——平均制动行程(m);
η——机械效率;
J——电动机转子及其同轴上制动轮、联轴器等相关零件的转动惯量之和(kg·m2);
n——电动机转速(r/min);
A——热功当量,;
Z0——制动器每小时的工作次数;
Fx——运行阻力(N);
t——制动时间(s);
g——重力加速度,g=9.8m/s2;
v——运行速度(m/min)。
3)对于某些设备,还应按下式校核制动轮一次制动的温升是否超过许用值,即
A——热功当量,;
Z0——制动器每小时的工作次数;
Fx——运行阻力(N);
t——制动时间(s);
g——重力加速度,g=9.8m/s2;
v——运行速度(m/min)。
3)对于某些设备,还应按下式校核制动轮一次制动的温升是否超过许用值,即
式中 φ——制动过程转角(rad);
m——制动轮质量(kg);
Tt——负载力矩(N·m);
c——制动轮材料的比热容,对钢和铸铁取c=0.523kJ/(kg·℃),对硅铝合金取c=0.879kJ/(kg·℃)。
式中 φ——制动过程转角(rad);
m——制动轮质量(kg);
Tt——负载力矩(N·m);
c——制动轮材料的比热容,对钢和铸铁取c=0.523kJ/(kg·℃),对硅铝合金取c=0.879kJ/(kg·℃)。
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