Лекция № 7

Тормозные механизмы.

План:

1. 
   Остановы: фрикционные и храповые. Расчет
   
2. 
   Тормоза, общие сведения.
   
3. 
   Колодочные тормоза.
   

Остановы.

Все грузоподъемные машины оборудуются устройствами, которые предназначены для остановки или торможения . Эти устройства подраз­деляются на две группы: остановы или стопорные устройства, и тормоза различных конструкций.

Остановы предназначены для остановки и удержания груза на весу. Они исключают самопроизвольное опускание груза и не пре­пятствуют его подъему. По принципу работы остановы разделяются на храповые и фрикционные.

Храповый останов состоит из храпового колеса и собачки. При подъеме груза собачка скользит по зубьям храпового колеса, а при прекращении движения собачка упирается в зуб и препятству­ет обратному движению поднимаемого груза. Храповый механизм ус­танавливают на быстроходном валу привода, где размеры его мини­мальны. Из условий минимального усилия в храповом механизме со­бачки следует устанавливать под прямым углом относительно зуба. Чтобы собачка легко входила во впадину, рабочую сторону зуба храповика выполняют наклонной под углом 20°. К храповому колесу собачка прижимается пружиной или грузом, для уменьшения нагрузок в механизме при замыкании храпового останова применяют не одну, а несколько собачек, сдвинутых на часть шага. В такой конструкции при прекращении движения храповое колесо повернется в обратном направлении не на шаг, а только на часть его. Удар при замыкании останова будет иметь меньшую силу, чем больше число собачек. Храповые колеса изготавливают из чугуна марки СЧ-15-32, стали 55ЛП, 35ЛП, стали 45 в зависимости от нагрузок механизма.
Расчет храповых остановов.

Расчет сводится к определению модуля храпового колеса из условий изгиба зуба и сжатия кромок.

Из условий изгиба зуба:

,

где - крутящий момент на валу храпового колеса, Нм;

---

- отношение ширины зуба к модулю; - число зубьев храпового колеса; - допускаемые напряжения изгиба, МПа.

С учетом динамического характера нагружения выбирают сравнительно небольшие, принимая запас прочности для стали, - для чугуна.

При внутреннем зацеплении зубьев храпового колеса:



Число зубьев храпового колеса принимают . При расчете собачки запас прочности берут .

Из условия смятия кромок зуба:



где – допускаемая нагрузка, Н/м.

Недостатки: ударный режим работы, что вызывает большие динамические нагрузки в приводной линии механизма; значительный шум; изгиб вала храпового колеса.
Расчет фрикционных (роликовых) остановов.

Нормальная сила давления на ролик:



где – крутящий момент на валу останова; - внутренний диаметр останова; - количество роликов; - коэффициент динамичности; - коэффициент, зависящий от степени точности изготовления и монтажа; угол заклинивания (6…8⁰).

При расчетах принимают

---

; коэффициент динамичности зависит от назначения останова: - для кранов; - ленточных конвейеров;

Диаметр ролика: ,

где – момент на валу ролика, .

Внутренний диаметр останова: конструктивно . Длину ролика .

Наибольшие контактные напряжения сдвига между роликом и втулкой:



где – модуль упругости материала ролика, МПа; - приведенный радиус кривизны рабочих поверхностей.

Из фрикционных остановов наибольшее применение находят роликовые остановы. Они имеют преимущества перед храповыми: отсутствие шума, ударов, изгибающих усилий.

Останов состоит из неподвижного корпуса, вращающейся втул­ки и роликов, находящихся в клиновых пазах. При вращении привода на подъем ролики находятся в широкой части паза и не препятству­ют повороту; при перемене направления движения под действием си­лы тяжести груза происходит быстрая остановка механизма роликами Остановка и удержание груза на весу происходят за счет сил трения между роликами и корпусом. В роликовых остановах возникают боль­шие контактные напряжения, поэтому их изготавливают из сталей ШХ15, 40Х.

Фрикционный останов отличается большей надежностью. Улучшить конструкцию фрикционных остановов можно путем применения клиновидной канавки, повышающей коэффициент трения.
Тормоза.

С целью остановки либо регулирования скорости движения меха­низмов в грузоподъемных машинах применяют тормозные устройства, которые обеспечивают в механизмах подъема остановку и удержание груза в подвешенном состоянии, в механизмах передвижения и поворота - остановку на определенной длине тормозного пути. Их устанавливают, если машина предназначена для работы на открытом воздухе.

---

В зависимости от источника тормозного усилия тормоза ГПМ де­лятся: на фрикционные, эл/динамические, эл/магнитные, порошковые и гидродинамические. Фрикционные тормоза развивают необходимое тормозное усилие с помощью фрикционных сил трения, которые воз­никают между рабочими элементами. Эл/динамические тормозные устройства обеспечивают торможение машины с помощью эл/динамического электромагнитного поля; гидравлические - с помощью гидроди­намического потока рабочей жидкости; эл/магнитные порошковые -- посредством сил трения в слое ферромагнитного порошка, разви­вающихся под действием эл/магнитного поля.

В зависимости от назначения различают стопорные и спускные, или регулирующие, фрикционные тормоза, от характера действия - нормально замкнутые, нормально разомкнутые и комбинированные. Нормально - замкнутые, это замыкание которых создается, внешней силой (усилием пружины, весом замыкающего груза), а размыкание - действием привода тормоза; нормально-разомкнутые, которые раз­мыкающиеся постоянно действующим внешним усилием, а замыкающиеся при воздействии привода тормоза; комбинированные, работающие в нормальных условиях как нормально-разомкнутые, а в аварийных условиях - как нормально-замкнутые действием замыкающего усилия.

По принципу действия фрикционные тормоза подразделяются на автоматические и управляемые. Автоматические, замыкающиеся при от­ключении двигателя механизма, на котором установлен тормоз, а управляемые, замыкание или размыкание которых производится обслу­живающим персоналом, при воздействии на орган управления тормозом.

По конструктивному выполнению рабочих элементов - на коло­дочные, ленточные, дисковые и конусные. В зависимости от источни­ка силы, обеспечивающей замыкание, они делятся на ручные, грузо­вые, пружинные, гидравлические; по конструкции устройства, обес­печивающего размыкание тормоза, на ручные, электромагнитные, с гидравлическими и центробежными толкателями.

Для увеличения тормозного момента и снижения габаритных размеров, массы и мощности привода тормозов применяют фрикционные материалы с повышенным коэффициентом трения.

К фрикционным материалам тормозов предъявляют следующие тре­бования: высокий и стабильный коэффициент трения, достаточная прочность и износостойкость, термостойкость, небольшая стоимость,

Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют фрикционные материалы на асбестовой основе, куда входят асбест (70%), каучук и смола, а также из порошковых материалов.

---

Наибольшее распространение в ГПМ получили фрикционные ленты толщиной 5...10 мм, изготовленные методом вальцовки из асбеста, каучука с добавлением серы. Эти ленты обладают высоким и устой­чивым коэффициентом трения, меньшим износом.

Коэффициент трения тканой асбестовой ленты , до­пускаемая температура 200°С; вальцованной ленты .

Фрикционную ленту крепят к колодкам или стальной ленте ла­тунными или медными заклепками во избежаний повреждений шкива, а в последних конструкциях тормозов приклеивают термостойким клеем. Износ ленты считают ориентировочно 1 мкм за каждое включение тормоза.

В тяжело нагруженных тормозах применяют фрикционные порошко­вые металлокерамические материалы, изготовленные на медной и же­лезной основах и имеющие высокие коэффициент трения, стабильность и износостойкость, допускающие высокие давления и скорости.
Колодочные тормоза.

Они делятся на одноколодочные и двухколодочные. В качестве привода применяют тормозные электромагниты и электрогидравличес­кие толкатели.

Одноколодочные тормоза применяют редко - только в механизмах с ручным приводом по причине малого тормозного момента, а также неуравновешенности системы.

Двухколодочные тормоза с электромагнитом являются основными в ГПМ и представляют собой уравновешенную систему, где практически отсутствуют усилия, изгибающие вал. Тормоз состоит из шкива 1, тормозных рычагов 2, в которых шарнирно закреплены колодки 3 с фрикционными накладками, замыкающей пружины 6, находящейся в скобе 5 и закрепленной на штоке 7, вспомогательной пружины 4, клапана с якорем 8, катушки электромагнита 9 и регулировочного винта 10 (для регулировки зазора между шкивом и колодками).

При включении электродвигателя одновременно подается ток в катушку электромагнита 9, которая притягивает якорь, он толкает влево шток, сжимает рабочую пружину и колодки расходятся - тор­моз разомкнут. При выключении двигателя электромагнит теряет свои свойства, пружина разжимается и прижимает тормозные колодки к вращающемуся шкиву. Механизм под действием с
илы трения останав­ливается.

Тормозные электромагниты бывают переменного и постоянного тока, короткоходовые и плунжерные.

---

Смотрите также файлы

• Саат саны 1 арастырылатын сратар.docx

• Лекция 9 Домкраты, тали, лебедки, подъемники. Домкраты подъемные механизмы.doc

• Лекция 10 Механизмы передвижения. План Основные кинематические схемы механизмов.doc

• Лекция 12 Механизмы поворота кранов.doc

• Лекция 13 Механизмы изменения вылета стрелы. Устойчивость кранов. Механизмы изменения вылета стрелы.doc