Общие сведения о тормозах

Тормоза – элементы машин и механизмов, предназначенные для регулирования скорости вращения ведущих валов, их остановки и фиксации от непроизвольного вращения.

По типу тормозных элементов тормоза делятся на колодочные, ленточные и дисковые.

В зависимости от характера действия приводного усилия и исходного положения тормозных поверхностей тормоза делятся на нормально замкнутые (закрытые), нормально разомкнутые (открытые) и комбинированные.

В нормально замкнутых тормозах в исходном положении, при выключенном приводе, тормозные поверхно­сти сжаты внешней силой (пружиной, весом замыкающего груза и т.п.). Оттормаживание (размыкание тормозных поверхностей) происходит только при включении привода. В нормально разомкнутых тормозах в исход­ном положении тормозные поверхности не прижаты друг к другу. Замыкание и размыкание тормоза осуществляются под действием внешнего усилия. Комбини­рованные тормоза в аварийных ситуациях работают как нормально замкнутые, а во всех остальных случаях как нормаль­но разомкнутые.

По принципу действия тормоза делятся на автоматические и управляемые. Первые автоматически включаются в аварийной ситуации или при выключении двигателя соответствующего механизма. Управ­ляемые тормоза замыкаются и размыка­ются при воздействии оператора на органы управления тормоза.

Привод тормозов может быть ручным и машинным. Машинный в свою очередь делится на электромагнитный, электрогидравлический и электромеханический. В грузоподъемных машинах наибольшее применение получили автоматические, нормально замкнутые двухколодочные тормоза с электромагнитным или электрогидравлическим приводом.

В электромагнитном приводе применяют электромагниты: длинноходовые постоянного тока типа КМП, переменного тока типа КМТ; короткоходовые постоянного тока типа МП и ТКП, переменного тока типа МО-Б. На рис.1. показаны схемы длинноходового электромагнита переменного тока типа КМТ, постоянного тока МП, переменного—типа МО-Б.

Рис.1. Электромагниты крановых тормозов

 

Длинноходовой электромагнит переменного тока типа КМТ (рис.1,а) состоит из корпуса 1, катушек 2, подвижного якоря 3, воздушного демпфера 4, клеммовой доски 5. Из-за недостаточной надежности в работе эти электромагниты чаще всего устанавливают на ленточ­ных тормозах. Короткоходовые электромагниты, характеризующи­еся малым ходом якоря, применяют для колодочных тормозов. Короткоходовой электромагнит переменного тока типа МО-Б (рис.1,б) состоит из поворотного якоря 3 и катушки 2, установленной на неподвижной части корпуса 1. Короткоходовой электромагнит постоянного тока типа МП (рис.1, в) состоит из стального корпуса 2, внутри которого помещена катушка 3, якоря 1, соединенного с подвижным штырем 4, в который упирается шток тормоза. Ход якоря таких магнитов равен 2...4 мм. Основные недостатки электромагнитного привода: ударная работа, невозможность регулирования скорости движения якоря, а следовательно, плавного изменения тормозного момента.

Несколько меньшими недостатками обладают тормоза с электрогидравлическими толкателями.

Применяющиеся в современных конструкциях тормозов электрогидравлические толкатели делятся на двухштоковые и одноштоковые.

 

Рис. 2. Электрогидравлический двухштоковый толкатель

 

Двухштоковый толкатель (рис.2) состоит из корпуса 5, золотниковой ко­робки 3, поршня 1, лопастного колеса 6, золотника 4, двигателя и двух направляющих штоков, соединенных с тормозом. При вклю­чении двигателя приходит во вращательное движение лопастное колесо 6, которое создает избыточное давление в золотниковой коробке 3. Благодаря этому перемещается вверх золотник 4, сжима­ющий пружину 2 и открывающий доступ рабочей жидкости через отверстия в золотниковой коробке под поршень 1, который пере­мещается вверх, преодолевая сопротивление замыкающей пружины тормоза.

При отключении двигателя толкателя под действием пружины тормоза поршень перемещается вниз, вытесняя жидкость в про­странство под ним. Основной недостаток двухштокового толка­теля — склонность к заклиниванию тяг.

Рис. 3. Электрогидравлический одноштоковый толкатель

 

Одноштоковый электрогидравлический толкатель (рис.3) представляет собой механизм, состоящий из корпуса 1, электродвигателя 2 малой мощности; центро­бежного колеса 3, укрепленного в нижней части корпуса 7, поршня 4, перемещающегося вдоль корпуса вверх при подаче рабочей жид­кости; внутреннего цилиндра 5, штока 6. При вращении колеса 3 избыточное давление жидкости перемещает поршень 4 со штоком 6, соединенным с рычажной системой тормоза.

Основные преимущества электрогидравлических толкателей — плавная работа, большое число включений в час (до 600), возмож­ность изменения регулировочными клапанами времени срабатывания тормоза в широких пределах и др.

Основными недостатками являются сложность конструкции, невысокая надежность работы в условиях загрязненной среды и низких температур, необходимость установки в вертикальном положении (отклонение допускается не более 15%).

В общем виде механическую часть двухколодочных тормозов обозначают буквами ТК (тормоз колодочный). В зависимости от типа привода обозначение имеет вид: ТКТ – с электромагнитом переменного тока, ТКП – с электромагнитом постоянного тока, ТКГ – с электрогидротолкателем. Число, стоящее после буквенной маркировки, обозначает диаметр тормозного шкива в милли­метрах. Например, ТКТ-200 обозначает нормально закрытый двухколодочный тормоз с приводом от короткоходового электромагнита МО-200Б переменного тока и диаметром тор­мозного шкива 200 мм, развивающий тормозной момент 160 Н.м.

Иногда по конструктивным соображениям на тормозной шкив диаметром, например, 200 мм ставят тормоз с более сла­бым электромагнитом МО-100Б, предназначенным для тормо­за с диаметром шкива 100 мм. В этом случае тормоз обозна­чают ТКТ-200/100 и он развивает меньший тормозной мо­мент — 40 Н×м.

2. Устройство и работа двухколодочного тормоза
с электромагнитным приводом

Общий вид тормоза представлен на рис. 4.

Тормоз состоит из основания 1, вертикальных рычагов 2 и 3, колодок 4 и 5, рабочей 6 и вспомогательной 7 пружин, скобы 8, катушки 9 и сердечника электромагнита 10, якоря 11, штока 12, упорного винта 13 и регулировочных гаек 14, 15 и 16.

При включении ток, проходя по катушке 9, создает магнитное поле. В результате этого якорь 11 притягивается к сердечнику 10 и перемещает шток 12 в сторону левого рычага. При этом рабочая пружина 6 сжимается, гайка 14 отходит от рычага 4 и вспомогательная пружина 7 отклоняет его влево на угол a. Одновременно правый рычаг под действием силы Р^’ отклоняется вправо на угол a^’. Колодки 4 и 5 отходят от тормозного шкива, обеспечивая ему свободное вращение.

 

 

Рис. 4. Двухколодочный тормоз с электромагнитным приводом

При выключении привода магнитное поле, а следовательно и сила Р, исчезают. Рабочая пружина 6 разжимается, и упираясь с одной стороны в гайку 15, а с другой в скобу 8, перемещает шток и рычаг 2 вправо, а скобу и рычаг 3 влево. При этом колодки 4 и 5 прижимаются к тормозному шкиву, препятствуя его вращению.