|
В грузоподъемных машинах применяют
различные конструкции колодочных тормозов, различающихся между собой в
основном схемами рычажных систем. Обычно эти тормоза состоят из рычагов и
двух внешних колодок, расположенных диаметрально по отношению к тормозному
шкиву.
Торможение механизма колодочным тормозом происходит в
результате создания силы трения между тормозным шкивом, связанным с одним из
валов механизма, и тормозной колодкой, соединенной посредством рычажной
системы с неподвижными элементами конструкции.
В простейшем случае одноколодочного тормоза ( 7.8, а)
замыкающая сила Р, приложенная к тормозному рычагу, создает усилие нажатия N
колодки на тормозной шкив, вследствие чего на вращающемся шкиве возникает
сила трения F — fN, противодействующая вращению механизма.
При одноколодочном тормозе усилие N нажатия колодки на
шкив воспринимается валом тормозного шкива и подшипниками вала, вследствие
чего увеличиваются размеры вала и подшипников. Поэтому одноколодочные тормоза
применяют весьма редко и только
в ручных механизмах. Наиболее широко применяют двух
колодочные тормоза с тормозными колодками, шарнирко связанными с тормозным
рычагом ( 7.8, б).
Тормозной момент, создаваемый двухколодочным тормозом,
представляет собой сумму тормозных моментов, развиваемых каждой тормозной
колодкой.
В действительности давление по длине колодки
распределяется неравномерно, пропорционально радиальной деформации накладки.
Движение колодки может быть представлено как поступательное при повороте
тормозного рычага на бесконечно малый угол и вращательное вследствие поворота
колодки вокруг своей оси под действием окружного усилия на шкиве.
Наименьшие значения давлений возникают на набегающем конце
колодки, минимальные — на сбегающем конце. Неравномерность распределения
давления по длине колодки вызывает неравномерное изнгшива- ние тормозной
накладки. В тормозах механизмов подъема, когда работа торможения при
опускании груза значительно превышает работу торможения при подъеме,
изнашивание накладки менее равномерное, чем в тормозах механизмов передвижения,
в которых работа торможения одинакова при движении механизмов в обоих направлениях
и накладки изнашиваются более равномерно, так как происходит пер иодическая
перемена точек максимальных и минимальных давлений.
Для получения малогабаритного тормоза, уменьшения мощности
его размыкающего устройства (привода) и в то же время для создания большого
тормозного момента в тормозах грузоподъемных машин используют специальные
материалы, обладающие повышенными фрикционными качествами. Из фрикционных
материалов, выпускаемых отечественной промышленностью, наилучшими свойствами
применительно к использованию в тормозах грузоподъемных машин обладает
материал ЭМ-2 (ГОСТ 15960—79) (вальцованная лента 6 КВ-10), выпускаемый
толщиной 5—10 мм и шириной 30—160 мм в виде отрезков прямой ленты необходимой
длины или свернутой в рулон, а также вальцованная лента 8-45-63. При
различных условиях работы вальцованная лента имеет высокую износостойкость,
стабильный коэффициент трения, мало изменяющийся в процессе работы при
нагревании тормоза. Вальцованная лента хорошо работает в паре с чугунным или
стальным тормозным шкивом, имеющим твердость поверхности трения не менее НВ
250; при меньшей твердости происходит повышенное изнашивание стального
тормозного шкива и фрикционного материала.
Тормозные шкивы рекомендуется изготовлять из стали
35СГ с твердостью поверхности НВ 420 или стали 65Г и 65ГЛ с твердостью не
менее НВ 350 (сорбитизация или закалка ТВЧ на глубину 3— 4 мм). Для механизмов передвижения и поворота допускается применение шкивов из чугуна СЧ 28. Обод
шкива должен иметь достаточную жесткость и толщину, позволяющую производить
переточку поверхности трения при образовании на ней неровностей глубиной
более 0,5 мм.
Крепление фрикционного материала к тормозной колодке,
ленте или диску должно быть надежным, долговечным и доступным для быстрой
замены накладок. Надежность крепления не должна уменьшаться по мере
изнашивания фрикционного материала. Обычно крепление осуществляется с помощью
латунных или медных заклепок. Из условия предохранения шкива от чрезмерного
изнашивания, заклепка должна быть «утоплена» в накладке не менее чем на
половину ее толщины ( 7.11, а). Заклепки располагают от края накладки не
менее чем на 15 мм во избежание выкрашивания. Расстояние между заклепками
рекомендуется принимать не менее 80— 100 мм. В последнее время внедряется прогрессивный метод соединения накладок с металлическим элементом путем
приклеивания термостойкими клеями. При этом способе обеспечивается более
полное использование фрикционного материала и повышается износостойкость
фрикционной пары.
Перспективным является также беззаклепочное крепление
накладки к колодке ( 7.11, б), при котором концы накладки 2 устанавливают в
пазы, имеющиеся по концам колодки 1, и закрепляют планками 3. Винты 4 с
пружинными планками 5 позволяют компенсировать неточности размера накладки по
ее длине. При этом способе крепления износ накладки может составлять до 0,2
ее первоначальной толщины. Это крепление применять можно только для накладок,
допускающих деформацию изгиба при их установке.
Перспективным является также беззаклепочное крепление
накладки к колодке ( 7.11, б), при котором концы накладки 2 устанавливают в
пазы, имеющиеся по концам колодки 1, и закрепляют планками 3. Винты 4 с
пружинными планками 5 позволяют компенсировать неточности размера накладки по
ее длине. При этом способе крепления износ накладки может составлять до 0,2
ее первоначальной толщины. Это крепление применять можно только для накладок,
допускающих деформацию изгиба при их установке.
Для более легкого режима работы рекомендуемые значения
давлений можно повышать на 30 %, а для более тяжелого режима работы они
должны быть снижены на 30 %.
Для основных фрикционных материалов в результате их
испытания в различных условиях работы установлены следующие значения
допускаемой температуры нагревания, при превышении которой они теряют
фрикционные качества: вальцованная лента tROn — = 220 °С; тормозная
асбестовая лента типа А (пропитка битумом) /доп = 200 °С; тормозная
асбестовая лента типа Б (пропитка масляная) /доп = 175 °С. Превышение
допускаемой температуры при- во; -IT к нарушению надежности тормозного
устройства.
Замыкающая сила Р в современных конструкциях тормозов в
большинстве случаев создается усилием сжатой пружины Рпр (см. 7.6, 7.7).
Применение замыкающего груза (см. 7.5) для замыкания тормоза приводит к
увеличению времени срабатывания тормоза вследствие значительной инерции
замыкающего груза.
В качестве размыкающего устройства (привод рычажной
системы тормоза) используют специальные тормозные электромагниты, электрогидравлические
и электромеханические толкатели, включаемые параллельно двигателю механизма
так, что размыкание тормоза и освобождение механизма происходит одновременно
с включением двигателя. При выключении тока привод тормоза и двигатель
механизма выключаются, тормоз под действием замыкающей силы замыкается и
производит остановку механизма.
В грузоподъемных машинах применяют специальные крановые длинноходовые
электромагниты постоянного тока типа КМП и ВМ (водозащищенного
исполнения) и переменного тока типа КМТ, а также короткоходовые
электромагниты постоянного тока типа МП и ТКП и переменного тока типа МО-Б
(однофазный магнит). В тормозах электроталей и некоторых других
грузоподъемных машин находят применение электромагниты переменного тока серий
МИС-Е и МТ.
Длинноходовой электромагнит переменного тока типа КМТ (
7.12) состоит из стального или чугунного корпуса 1, внутри которого размещены
катушки 2 и Ш-образный подвижный якорь 3. Для присоединения якоря магнита к
рычажной системе тормоза на конце штока 4, соединенного с якорем,
предусмотрено отверстие 5. Привод тока к катушке магнита производится
посредством клеммо- вой доски, расположенной в выводной коробке 7. У магнитов
больших размеров (КМТ-6 и КМТ-7) в нижней части . корпуса расположен
воздушный демпфер 6, смягчающий удары при включении и выключении магнита. Эти
магниты вследствие их недостаточной надежности не находят применения в новых
конструкциях колодочных тормозов, но их используют еще в ленточных тормозах.
В колодочных тормозах используют в основном короткоходовые магниты типа МП и
МО-Б, отличающиеся весьма малым ходом якоря (2—4 мм) и предназначенные для
установки непосредственно на тормозном рычаге. Якори этих магнитов
непосредственно соединены со штоком тормоза.
Короткоходовой электромагнит постоянного тока типа
МП ( 7.13, а) имеет стальной корпус /, внутри которого размещена катушка 6.
Внутри катушки перемещается штырь 2, связанный с якорем 4, имеющим форму
плоского диска. В штырь 2 упирается шток тормоза 7. Якорь закрыт снаружи
защитной крышкой 5. Между якорем и крышкой расположена амортизационная
пружина 3, предохраняющая якорь от выпадания и исключающая удары якоря о
крышку магнита.
Короткоходовой электромагнит переменного тока типа МО-Б (
7.13, б) представляет собой клапанный электромагнит, якорь которого 10,
поворачиваясь на оси 12, укрепленной в неподвижных щеках 8, упором 11
взаимодействует со штоком тормоза, производя размыкание тормоза. Катушка
электромагнита 9 установлена на неподвижной части корпуса магнита. Параметры
колодочных тормозов с приводом от короткоходовых электромагнитов МП и МО-Б
приведены в табл. 7.2 и 7.3 (ОСТ 24.290.08—82 «Тормоза колодочные. Типы,
основные параметры и размеры»).
Основными характеристиками тормозных электромагнитов
являются тяговое усилие и ход (для магнитов типа КМП, ВМ, КМТ и МП) или
момент магнита и угол поворота (для короткоходовых клапанных магнитов типа
МО-Б). Ход якоря или угол поворота, приведенные в каталоге, являются
максимально допустимыми, при которых гарантируются указанные тяговые усилия
или моменты. Кроме того, значения хода якоря или угла поворота даны для
определенной относительной продолжительности включения. Использовать
электромагнит при продолжительности включения, превышающей номинальную для
данной катушки, можно только при снижении тягового усилия. При выборе
электромагнитов типа КМП и КМТ следует различать тяговое усилие магнита и вес
поднимаемого груза, который равен тяговому усилию без учета веса якоря.
Электромагнит при размыкании тормоза, перемещаясь на
определенный ход, преодолевает усилие замыкающего груза или пружины,
пропорциональное рабочему усилию тормоза.
При использовании клапанных электромагнитов необходимо
учесть момент от собственного веса якоря магнита (приведенный в каталоге),
для преодоления которого увеличивают усилие замыкающей пружины.
К недостаткам тормозных электромагнитов следует
отнести резкое включение магнита, сопровождающееся ударом якоря о сердечник,
относительно низкую долговечность (для электромагнитов МО-ЮОБ и М0200Б не
превышающую 1,5 млн. включений) и невозможность регулирования скорости
движения якоря, вследствие чего не представляется возможным осуществить
плавное изменение тормозного момента в процессе торможения. В связи с этим в
грузоподъемных машинах все большее применение находят электрогидравлический и
электромеханический приводы тормозов, осуществляемые при помощи
электрогидравлических и центробежных толкателей.
|