Файл: Лекция 7 Тормозные механизмы. План Остановы фрикционные и храповые. Расчет Тормоза, общие сведения.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 45
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Короткоходовые электромагниты устанавливают непосредственно на тормозные рычаги и поэтому конструкция тормоза довольно компактна. Они могут работать в любом положении. Но у них недостать - резкие удары якоря о сердечник и о шток могут вызвать поломку клапана в опасном сечении, небольшое включение в час, невозможность регулирования скорости движения якоря и тормозного момента во время торможения.
В современных конструкциях тормозов вместо электромагнитов широко распространены более надежные электрогидравлические приводы.
Расчет колодочного тормоза для механизма подъема. Для уменьшения тормозного момента, размеров и массы тормоз целесообразно располагать на самом быстроходном валу механизма, где крутящий и тормозной моменты минимальны.
Крутящий момент от силы веса поднимаемого груза
, приведенный к валу двигателя:
где
- диаметр барабана; 
- передаточные числа полиспаста и редуктора; 
- к.п.д. механизма.
Тормозной момент:
,
где
- коэффициент запаса торможения: для стопорного тормоза 
; для грузоупорного 
.
Диаметр тормозного шкива выбирают в зависимости от тормозного момента и типа тормоза.
Минимальный диаметр тормозного шкива /м/:
где f - коэффициент трения фрикционной ленты по стальному шкивy; P - давление между колодкой и шкивом.
Сила трения между колодкой и шкивом:
Сила нажатия колодки на шкив:
Давление на колодки:
,
где
- угол обхвата шкива колодкой, В - ширина колодки, принимают на 5...10 мм меньше ширины шкива: 
мм.
Электрогидравлический толкатель - это привод, состоящий из центробежного насоса, приводимого от специального электродвигателя и поршня, который соединен с тормозной системой.
Тормоза с электрогидротолкателями имеют следующие преимущества, перед тормозами с электромагнитами: плавность включения и выключения тормоза, что способствует уменьшению динамических нагрузок в механизмах и повышает их долговечность; возможность регулировки тормозного момента, возможность большого числа включений тормоза в час /до 2000/; выше износостойкость и надежность.
Несмотря на указанные достоинства электрогидротолкатели не везде могут успешно работать: в условиях низких температур; при установке тормоза в наклонном положении.
Тормоза с электромеханическими толкателями характеризуется плавностью работы, что благоприятно сказывается на динамической характеристике тормоза. Ход толкателя можно менять без изменения величины толкающего усилия. Они могут работать в любом положении в том числе и в горизонтальном .
Применяющиеся в современных конструкциях тормозов электрогидравлические толкатели делятся на двухштоковые и одноштоковые. Толкатель состоит из корпуса, золотниковой коробки, поршня, лопастного колеса, золотника, двигателя и двух направляющих штоков соединенных с тормозом. При включении двигателя приходит во вращательное движение лопастное колесо, которое создает давление в золотниковой коробке. Благодаря этому перемешается вверх золотник, сжимающий пружину и открывающий доступ рабочей жидкости через отверстия в золотниковой коробке под поршень, который перемещается вверх, преодолевая сопротивление замыкающем 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, это влияет на точность изготовления.
Конструкция одноштокового электрогидравлического толкателя представляет собой механизм, состоящий из корпуса, эл/двигателя малой мощности, центробежного колеса, поршня, перемещающегося вдоль корпуса вверх при подаче рабочей жидкости, заполняющей толкатель внутреннего цилиндра, штока. При вращении колеса избыточное давление жидкости перемешает поршень со штоком, соединенным с рычажной системой тормоза.
Сложность конструкции и ненадежность в работе в условиях загрязненной среды и низкой температуры - основные недостатки этих механизмов.
Ленточные тормоза.
Эти тормоза применяются в механизмах, где требуются большие тормозные моменты. Стальная лента с фрикционными накладками охватывает шкив и в результате прижатия ее к вращающемуся шкиву происходит торможение. Для равномерного отхода ленты от шкива предусмотрены регулировочные болты. Тормоза управляются электромагнитом, гидро- или пневмотолкателями или ножными педалями. Замыкание тормоза может быть пружинным или грузовым.
В зависимости от закрепления конусов ленты различают следующие типы ленточных тормозов: простые, дифференциальные и суммирующие.
Простые и дифференциальные тормоза применяют в тех механизмах, где не требуется одинаковых моментов при изменении направления вращения шкива. А суммирующий тормоз применяют там, где требуется постоянство тормозного момента не зависимо от направления вращения шкива. Применяют для механизма поворота и передвижения.
Простой ленточный тормоз.
Тормоз одностороннего действия применяется для реверсивных механизмов.
Определяем величину окружного усилия на шкиве от тормозного момента:
где
– диаметр тормозного шкива.
Натяжение набегающей и сбегающей ветвей тормозной ленты находим по формуле Эйлера:
где
– угол обхвата тормозного шкива лентой; 
- коэффициент трения между шкивом и фрикционной накладкой; 
- основание натурального логарифма.
Ширина ленты из условий допускаемого давления в контакте:
где
– допускаемое давление.
Значение допускаемых давлений зависит от материала фрикционных пар и типа тормоза: для стопорных 0,6…0,8 МПа; для спускных 0,3…0,4 МПа.
Давление между лентой и шкивом:
Усилие, необходимое для торможения, определяют из условия равновесия тормозного рычага:
где
- вес тормозного рычага и якоря электромагнита; 
- к.п.д. рычажной системы; 
- размеры тормоза.
Дифференциальный тормоз.
Основан на разности моментов натяжения ветвей ленты.
Усилие торможения:
Тормозной момент:
Недостатки: склонность к самозатягиванию; большой износ.
Чтобы исключить самозатягивание дифференциального тормоза принимают размеры:
или 
Суммирующий ленточный тормоз.
Является тормозом двойного действия у которого величина тормозного момента не зависит от направления вращения привода.
Усилие торможения:
Недостатки ленточных тормозов: большие усилия. изгибающие тормозной вал; неравномерный износ ленты; меньшая чем у колодочных, надежность из-за возможности обрыва ленты.
Дисковые тормоза.
Тормозной момент в этих тормозах создается за счет трения между неподвижными и подвижными дисками, прижимаемыми друг к другу пружиной. Замыкание тормоза производится также весом груза (грузовые тормоза) или усилием человека.
Осевое усилие, создающее тормозной момент:
где
– тормозной момент; 
- число пар поверхностей трения; 
- коэффициент трения между дисками;
- средний радиус поверхности трения, м.
где
- наружный и внутренний радиусы диска, м.
Давление на поверхностях трения:
Центробежный дисковый тормоз.
Тормоза этого типа предназначены для регулирования скорости опускания груза, используется в основном в лебедках, подъемниках. На диске, закрепленном на валу, установлен диск, который имеет возможность осевого перемещения. Расположенные на диске грузы под действием центробежной силы стремится сблизить диски и зажать расположенный между ними неподвижный фрикционный диск.
Осевое усилие:
,
где
– масса одного груза, кг; 
- частота вращения груза, об/мин; 
- плечи рычага; 
- расстояние центра тяжести до оси вращения вала; - число грузов (от 2-х до 6-и); 
- тормозной момент на валу тормоза при спуске груза, Нм; 
- наружный и внутренний диаметры дисков трения, м.
Давление на поверхностях трения дисков:
где допускаемое давление
принимается по таблице.
Тепловой расчет тормозов.
В процессе торможения кинетическая энергия движущегося груза и вращающихся масс механизма переходит в тепловую энергию и вызывает нагревание тормоза. Одной из задач правильного конструирования тормоза является ограничение нагрева поверхности трения, который не должен превышать температуру, допускаемую для данного типа фрикционного материала, потому каждое тормозное устройство необходимо проверить по нагреву.
В современных конструкциях тормозов вместо электромагнитов широко распространены более надежные электрогидравлические приводы.
Расчет колодочного тормоза для механизма подъема. Для уменьшения тормозного момента, размеров и массы тормоз целесообразно располагать на самом быстроходном валу механизма, где крутящий и тормозной моменты минимальны.
Крутящий момент от силы веса поднимаемого груза
, приведенный к валу двигателя: где
- диаметр барабана; - передаточные числа полиспаста и редуктора; - к.п.д. механизма. Тормозной момент:
,где
- коэффициент запаса торможения: для стопорного тормоза ; для грузоупорного .Диаметр тормозного шкива выбирают в зависимости от тормозного момента и типа тормоза.
Минимальный диаметр тормозного шкива /м/:
где f - коэффициент трения фрикционной ленты по стальному шкивy; P - давление между колодкой и шкивом.
Сила трения между колодкой и шкивом:
Сила нажатия колодки на шкив:
Давление на колодки:
,
где
- угол обхвата шкива колодкой, В - ширина колодки, принимают на 5...10 мм меньше ширины шкива: мм.Электрогидравлический толкатель - это привод, состоящий из центробежного насоса, приводимого от специального электродвигателя и поршня, который соединен с тормозной системой.
Тормоза с электрогидротолкателями имеют следующие преимущества, перед тормозами с электромагнитами: плавность включения и выключения тормоза, что способствует уменьшению динамических нагрузок в механизмах и повышает их долговечность; возможность регулировки тормозного момента, возможность большого числа включений тормоза в час /до 2000/; выше износостойкость и надежность.
Несмотря на указанные достоинства электрогидротолкатели не везде могут успешно работать: в условиях низких температур; при установке тормоза в наклонном положении.
Тормоза с электромеханическими толкателями характеризуется плавностью работы, что благоприятно сказывается на динамической характеристике тормоза. Ход толкателя можно менять без изменения величины толкающего усилия. Они могут работать в любом положении в том числе и в горизонтальном .
Применяющиеся в современных конструкциях тормозов электрогидравлические толкатели делятся на двухштоковые и одноштоковые. Толкатель состоит из корпуса, золотниковой коробки, поршня, лопастного колеса, золотника, двигателя и двух направляющих штоков соединенных с тормозом. При включении двигателя приходит во вращательное движение лопастное колесо, которое создает давление в золотниковой коробке. Благодаря этому перемешается вверх золотник, сжимающий пружину и открывающий доступ рабочей жидкости через отверстия в золотниковой коробке под поршень, который перемещается вверх, преодолевая сопротивление замыкающем 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, это влияет на точность изготовления.
Конструкция одноштокового электрогидравлического толкателя представляет собой механизм, состоящий из корпуса, эл/двигателя малой мощности, центробежного колеса, поршня, перемещающегося вдоль корпуса вверх при подаче рабочей жидкости, заполняющей толкатель внутреннего цилиндра, штока. При вращении колеса избыточное давление жидкости перемешает поршень со штоком, соединенным с рычажной системой тормоза.
Сложность конструкции и ненадежность в работе в условиях загрязненной среды и низкой температуры - основные недостатки этих механизмов.
Ленточные тормоза.
Эти тормоза применяются в механизмах, где требуются большие тормозные моменты. Стальная лента с фрикционными накладками охватывает шкив и в результате прижатия ее к вращающемуся шкиву происходит торможение. Для равномерного отхода ленты от шкива предусмотрены регулировочные болты. Тормоза управляются электромагнитом, гидро- или пневмотолкателями или ножными педалями. Замыкание тормоза может быть пружинным или грузовым.
В зависимости от закрепления конусов ленты различают следующие типы ленточных тормозов: простые, дифференциальные и суммирующие.
Простые и дифференциальные тормоза применяют в тех механизмах, где не требуется одинаковых моментов при изменении направления вращения шкива. А суммирующий тормоз применяют там, где требуется постоянство тормозного момента не зависимо от направления вращения шкива. Применяют для механизма поворота и передвижения.
Простой ленточный тормоз.
Тормоз одностороннего действия применяется для реверсивных механизмов.
Определяем величину окружного усилия на шкиве от тормозного момента:
где
– диаметр тормозного шкива.Натяжение набегающей и сбегающей ветвей тормозной ленты находим по формуле Эйлера:
где
– угол обхвата тормозного шкива лентой; - коэффициент трения между шкивом и фрикционной накладкой; - основание натурального логарифма.Ширина ленты из условий допускаемого давления в контакте:
где
– допускаемое давление.Значение допускаемых давлений зависит от материала фрикционных пар и типа тормоза: для стопорных 0,6…0,8 МПа; для спускных 0,3…0,4 МПа.
Давление между лентой и шкивом:
Усилие, необходимое для торможения, определяют из условия равновесия тормозного рычага:
где
- вес тормозного рычага и якоря электромагнита; - к.п.д. рычажной системы; - размеры тормоза.Дифференциальный тормоз.
Основан на разности моментов натяжения ветвей ленты.
Усилие торможения:
Тормозной момент:
Недостатки: склонность к самозатягиванию; большой износ.
Чтобы исключить самозатягивание дифференциального тормоза принимают размеры:
или Суммирующий ленточный тормоз.
Является тормозом двойного действия у которого величина тормозного момента не зависит от направления вращения привода.
Усилие торможения:
Недостатки ленточных тормозов: большие усилия. изгибающие тормозной вал; неравномерный износ ленты; меньшая чем у колодочных, надежность из-за возможности обрыва ленты.
Дисковые тормоза.
Тормозной момент в этих тормозах создается за счет трения между неподвижными и подвижными дисками, прижимаемыми друг к другу пружиной. Замыкание тормоза производится также весом груза (грузовые тормоза) или усилием человека.
Осевое усилие, создающее тормозной момент:
где
– тормозной момент; - число пар поверхностей трения;
- коэффициент трения между дисками;
- средний радиус поверхности трения, м. где
- наружный и внутренний радиусы диска, м.Давление на поверхностях трения:
Центробежный дисковый тормоз.
Тормоза этого типа предназначены для регулирования скорости опускания груза, используется в основном в лебедках, подъемниках. На диске, закрепленном на валу, установлен диск, который имеет возможность осевого перемещения. Расположенные на диске грузы под действием центробежной силы стремится сблизить диски и зажать расположенный между ними неподвижный фрикционный диск.
Осевое усилие:
,где
– масса одного груза, кг; - частота вращения груза, об/мин; - плечи рычага; - расстояние центра тяжести до оси вращения вала; - число грузов (от 2-х до 6-и); - тормозной момент на валу тормоза при спуске груза, Нм; - наружный и внутренний диаметры дисков трения, м. Давление на поверхностях трения дисков:
где допускаемое давление
принимается по таблице.Тепловой расчет тормозов.
В процессе торможения кинетическая энергия движущегося груза и вращающихся масс механизма переходит в тепловую энергию и вызывает нагревание тормоза. Одной из задач правильного конструирования тормоза является ограничение нагрева поверхности трения, который не должен превышать температуру, допускаемую для данного типа фрикционного материала, потому каждое тормозное устройство необходимо проверить по нагреву.