Numerical and experimental analysis of the progressive gear body with the use of finite-element method

The article presents the results of experimental and numerical simulations of the braking process of new type CHP 2000 progressive gear roller. The gear which is a main element of the friction drive lift safety during braking is exposed to overloading connected with changeable weight loading the gear. Reliable operation of the braking system of the lift, especially in emergency situations, is the basis for the safe operation of these devices. Presented in this paper progressive gear design solution was subjected to tests on test stand and simulations numerical aimed at confirming the required strength and proper functionality of structures subjected to operational loads. Numerical analysis simulation was gear roller displacement during braking from the neutral position to the maximum displacement and the impact load on the alternating stress levels in the gripper elements. The results of numerical calculations verified by experimental studies, analyzing braking distance. The instrument used was a commercial numerical package for calculations using the finite element method – a program Abaqus®.

W artykule zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych oraz symulacji numerycznych procesu hamowania rolki chwytacza progresywnego nowego typu CHP 2000. Chwytacz będący głównym elementem bezpieczeństwa dźwigu ciernego podczas hamowania narażony jest na przeciążenia związane ze zmienną masą obciążającą układ hamowania. Niezawodna praca układu hamowania dźwigu, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych, stanowi podstawę bezpiecznej eksploatacji tych urządzeń. Zaprezentowane w artykule rozwiązanie konstrukcyjne chwytacza progresywnego poddane zostało próbom stanowiskowym oraz symulacjom numerycznym, mającym na celu potwierdzenie wymaganej wytrzymałości oraz właściwej funkcjonalności konstrukcji poddanej obciążeniom eksploatacyjnym. Analizie numerycznej poddano symulację przemieszczenia rolki chwytacza w trakcie hamowaniaz pozycji neutralnej do pozycji maksymalnego przemieszczenia oraz wpływ zmiennego obciążenia na poziom naprężeń w elementach chwytacza. Wyniki obliczeń numerycznych weryfikowano badaniami eksperymentalnymi, poddając analizie długość drogi hamowania. Zastosowanym narzędziem numerycznym był komercyjny pakiet do obliczeń z wykorzystaniem metody elementów skończonych – program Abaqus®.