电梯安全钳钳块表面设计及制动温升研究
发布时间：2021-08-03 13:34
伴随着高楼不断往天际延伸,相应作为运输工具的电梯其速度不断提高,使得电梯安全钳在制停过程中的摩擦温升现象开始得到关注,因为高温会使钳块材料制动性能退化而造成危险。然而,目前关于安全钳制动过程的研究主要集中于动力学领域理论分析、钳块本身性能及利用热流密度作为边界条件进行仿真分析,而在钳块表面设计、制动过程动力学仿真分析、制动过程热-结构直接耦合分析及制动温升测量实验方面的研究相对较少。本文的主要工作内容及成果如下:（1）阐述了本文研究的背景及意义,对比国内外在安全钳方面的研究历史与现状,分析了国内在安全钳钳块表面设计及制动温升数值仿真计算和实验测量方面存在不足,研究了传热与热-结构耦合的数值计算方法,推导出了热-结构耦合方程,为后续的仿真计算提供了理论基础。（2）概述了安全钳制动工作原理,结合生活中所见的纹路及现有钳块表面的缺点,对钳块表面进行了重新设计,并利用Adams对安全钳制动过程进行了动力学仿真分析,得到了不同触发速度、载荷、摩擦系数及正压力情况下制动过程中制动距离、制动速度及减速度的变化情况。（3）通过钳块材料性能与热物性参数试验,获得了仿真所需的参量随温度变化的值,利用Hyp...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电梯安全钳系统示意图
2a.瞬时式安全钳 b.渐进式安全钳图 1-2 安全钳装置结构简图[52]瞬时式安全钳在制停过程中钳块或其他型式的卡块将迅速地卡入导轨表面，从瞬间停止，制停距离短的有几十 mm，甚至几个 mm，制停过程中减速度会达0 个 g，甚至会达到 31 个重力加速度，因此轿厢遭受非常巨大的冲击。已有的表明[7]，瞬时式安全钳制动过程中的机械能损耗主要表现在钳体、钳块以及导上，而摩擦损耗只占很小的比例[52]。与瞬时式这种刚性急停型安全钳即它的承载结构是刚性的不同，渐进式安全钳移动作式安全钳、弹性滑移式安全钳。它能使制动力限制在一定范围内，并使停时有一定的滑移距离，它的制停力是有控制地逐渐增大或保持恒定值，使制
有限元分析方法，为数值模拟建立了理论基础。然后，通过对常用安全钳制动原理的理解，结合生活中的常见地面纹路，对钳面进行重新设计，并利用 ADAMS 对新设计的钳块进行运动学和动力学仿真，分别得制动过程中初速度的变化、减速度的变化及制动距离，为数值仿真计算提供前处载数据参考。接着，通过拉压试验得到弹性模量随温度变化的值，通过热传导系数与比热容得到其随温度变化的值，通过热膨胀系数试验测得其随温度的变化值，通过相关文定钳块材料随温度变化的值，将上述材料性能与热物性参数输入仿真软件 ABQU行数值模拟仿真，得到制动温升的仿真结果，最后，根据前面对钳块表面纹路的设计、运动学仿真及数值计算进行工程图制选材加工试制，进行安全钳静压夹持力试验，阐述安全钳表面纹路的制造方法，将偶埋入钳块并接到温度记录仪，在试验塔上进行制动温升测量实验，通过改变载重定速度进行多组实验，将测得的结果与仿真结果进行对比分析。.4 技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型打结装置打结过程的关键参数研究[J]. 黄松檀,胡冲,吕俊杰,马亮亮,应富强. 机电工程. 2018(03)
[2]基于热流密度加载的防爆升降机安全钳制停温升仿真分析[J]. 李根义,詹佳,杨子江. 机电设备. 2015(S1)
[3]电梯安全钳制动过程分析[J]. 刘文林. 中国特种设备安全. 2013(12)
[4]金属陶瓷复合涂层在电梯渐进式安全钳的应用研究[J]. 胡正国,李雄伟. 起重运输机械. 2013(08)
[5]有感于频繁发生的电梯事故[J]. 苗利军. 科技信息. 2013(20)
[6]电梯安全钳型式试验结果分析[J]. 陈国华,李刚,王新华,刘英杰,郑剑文,王新华. 工业安全与环保. 2013(07)
[7]防爆电梯安全钳制停摩擦温升数值模拟与实验研究[J]. 姚俊,薛季爱,江浩,吴爱中,钱磊,袁永弟,金志祥,徐国强,丁惠嘉. 机电一体化. 2011 (12)
[8]防爆电梯轿厢安全钳制动摩擦温升的仿真分析[J]. 倪陆,张清鹏. 国外电子测量技术. 2010(11)
[9]制动盘制动过程的热—机耦合仿真[J]. 杨智勇,韩建民,李卫京,陈跃,王金华. 机械工程学报. 2010(02)
[10]双安全钳作用下的电梯导轨建模与变形分析[J]. 杨熙,朱昌明,张鹏,史熙. 机械设计与研究. 2009(06)
硕士论文
[1]高速电梯安全钳结构设计与运动学特性分析[D]. 石朋龙.石家庄铁道大学 2016
[2]高压大型车用盘式制动器热摩擦磨损机理研究[D]. 谭雪龙.江苏科技大学 2016
[3]电梯安全钳结构设计与运动仿真分析[D]. 高国红.石家庄铁道大学 2016
[4]电梯安全钳摩擦温升的数值模拟与试验方法研究[D]. 金川.上海交通大学 2015
[5]热力耦合条件下基于红外测量的摩擦副温度场研究[D]. 程清.合肥工业大学 2013
[6]不同参数对粗糙表面/平面滑动摩擦热—力耦合的影响[D]. 王东星.福州大学 2011
[7]汽车盘式制动器热—结构耦合仿真分析及其寿命研究[D]. 吴婧斯.西南交通大学 2011
[8]基于界面测温的面接触摩擦温度场研究[D]. 李奇亮.合肥工业大学 2009
[9]高速列车制动盘热—机耦合数值模拟[D]. 李明.西南交通大学 2007
本文编号：3319710
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电梯安全钳系统示意图
2a.瞬时式安全钳 b.渐进式安全钳图 1-2 安全钳装置结构简图[52]瞬时式安全钳在制停过程中钳块或其他型式的卡块将迅速地卡入导轨表面，从瞬间停止，制停距离短的有几十 mm，甚至几个 mm，制停过程中减速度会达0 个 g，甚至会达到 31 个重力加速度，因此轿厢遭受非常巨大的冲击。已有的表明[7]，瞬时式安全钳制动过程中的机械能损耗主要表现在钳体、钳块以及导上，而摩擦损耗只占很小的比例[52]。与瞬时式这种刚性急停型安全钳即它的承载结构是刚性的不同，渐进式安全钳移动作式安全钳、弹性滑移式安全钳。它能使制动力限制在一定范围内，并使停时有一定的滑移距离，它的制停力是有控制地逐渐增大或保持恒定值，使制
有限元分析方法，为数值模拟建立了理论基础。然后，通过对常用安全钳制动原理的理解，结合生活中的常见地面纹路，对钳面进行重新设计，并利用 ADAMS 对新设计的钳块进行运动学和动力学仿真，分别得制动过程中初速度的变化、减速度的变化及制动距离，为数值仿真计算提供前处载数据参考。接着，通过拉压试验得到弹性模量随温度变化的值，通过热传导系数与比热容得到其随温度变化的值，通过热膨胀系数试验测得其随温度的变化值，通过相关文定钳块材料随温度变化的值，将上述材料性能与热物性参数输入仿真软件 ABQU行数值模拟仿真，得到制动温升的仿真结果，最后，根据前面对钳块表面纹路的设计、运动学仿真及数值计算进行工程图制选材加工试制，进行安全钳静压夹持力试验，阐述安全钳表面纹路的制造方法，将偶埋入钳块并接到温度记录仪，在试验塔上进行制动温升测量实验，通过改变载重定速度进行多组实验，将测得的结果与仿真结果进行对比分析。.4 技术路线
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型打结装置打结过程的关键参数研究[J]. 黄松檀,胡冲,吕俊杰,马亮亮,应富强. 机电工程. 2018(03)
[2]基于热流密度加载的防爆升降机安全钳制停温升仿真分析[J]. 李根义,詹佳,杨子江. 机电设备. 2015(S1)
[3]电梯安全钳制动过程分析[J]. 刘文林. 中国特种设备安全. 2013(12)
[4]金属陶瓷复合涂层在电梯渐进式安全钳的应用研究[J]. 胡正国,李雄伟. 起重运输机械. 2013(08)
[5]有感于频繁发生的电梯事故[J]. 苗利军. 科技信息. 2013(20)
[6]电梯安全钳型式试验结果分析[J]. 陈国华,李刚,王新华,刘英杰,郑剑文,王新华. 工业安全与环保. 2013(07)
[7]防爆电梯安全钳制停摩擦温升数值模拟与实验研究[J]. 姚俊,薛季爱,江浩,吴爱中,钱磊,袁永弟,金志祥,徐国强,丁惠嘉. 机电一体化. 2011 (12)
[8]防爆电梯轿厢安全钳制动摩擦温升的仿真分析[J]. 倪陆,张清鹏. 国外电子测量技术. 2010(11)
[9]制动盘制动过程的热—机耦合仿真[J]. 杨智勇,韩建民,李卫京,陈跃,王金华. 机械工程学报. 2010(02)
[10]双安全钳作用下的电梯导轨建模与变形分析[J]. 杨熙,朱昌明,张鹏,史熙. 机械设计与研究. 2009(06)
硕士论文
[1]高速电梯安全钳结构设计与运动学特性分析[D]. 石朋龙.石家庄铁道大学 2016
[2]高压大型车用盘式制动器热摩擦磨损机理研究[D]. 谭雪龙.江苏科技大学 2016
[3]电梯安全钳结构设计与运动仿真分析[D]. 高国红.石家庄铁道大学 2016
[4]电梯安全钳摩擦温升的数值模拟与试验方法研究[D]. 金川.上海交通大学 2015
[5]热力耦合条件下基于红外测量的摩擦副温度场研究[D]. 程清.合肥工业大学 2013
[6]不同参数对粗糙表面/平面滑动摩擦热—力耦合的影响[D]. 王东星.福州大学 2011
[7]汽车盘式制动器热—结构耦合仿真分析及其寿命研究[D]. 吴婧斯.西南交通大学 2011
[8]基于界面测温的面接触摩擦温度场研究[D]. 李奇亮.合肥工业大学 2009
[9]高速列车制动盘热—机耦合数值模拟[D]. 李明.西南交通大学 2007
本文编号：3319710
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