ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тепловбй расчет тормоза из "Грузоподъёмные машины " Центробежный дисковый тормоз (рис. 104, а). Этот тормоз состоит из диска 2, закрепленного на валу 1 с помощью шпонки. На втулке диска 2 находится диск 4, имеющий возможность осевого перемещения. Пружина 6, упирающаяся во втулку, стремится раздвинуть диски 2 к 4, грузы 5 при вращении стремятся эти диски сблизить и зажать находящийся между ними неподвижный фрикционный диск 3. [c.259] Центробежный тормоз с грузами внутри тормозного корпуса (рис. 104, б). Этот тормоз состоит из диска 1 с тремя цапфами 2, закрепленного на валу 3 механизма подъема. На цапфах свободно укреплены замыкающие грузы 5, шарнирно связанные рычагами с втулкой 6, которая также свободно укреплена на ступице диска 1 и соединена с ней спиральной пружиной. Один конец пружины закреплен на ступице, второй - во втулке. При некоторой частоте вращения вала замыкающие грузы 5, расходясь под действием центробежных сил, закручивают спиральную пружину и, поворачиваясь вокруг цапфы 2, прижимаются вкладышами 4 к неподвижному корпусу 7. При уменьшении частоты вращения грузы спиральной пружиной подтягиваются к втулке. [c.261] При конструировании этого тормоза надо стремиться к тому, чтобы центр тяжести всех грузов 5 совпадал с осью вала 5, а центр тяжести каждого груза (точка А) отстоял возможно дальше от центра вала 5 и от оси своего поворота - цапфы 2. Масса каждого замыкающего груза, при которой обеспечивается опускание груза с заданной скоростью при частоте вращения п тормозного вала. [c.261] Недостатками тормоза данного типа являются быстрый износ вкладышей, трудность регулировки тормоза и работа только при одном направлении вращения вала (торможение при обратном направлении вращения сопровождается резкими толчками и сильным износом вкладышей и поверхности трения корпуса). Центробежные тормоза с грузами внутри корпуса находят широкое применение, например, для приведения в действие ловителей пассажирских и грузовых подъемников. [c.262] Характерные недостатки центробежных тормозов, ограничивающие их применение, состоят в том, что они а) действуют только при достижении механизмом (опускающимся грузом) определенной скорости б) ограничивая скорость движения, не могут произвести остановку груза в) медленно опускают грузы малой массы, так как сила тяжести последних не может разогнать тормозной вал до номинальной частоты вращения. [c.262] Гидравлические тормоза. В качестве регуляторов скорости в подъемно-транспортном машиностроении применяют гидравлические тормоза, использующие силу сопротивления жидкости, обладающей некоторой вязкостью, вращению ротора с лопастями. Применяя такие тормоза, можно опускать тяжелые грузы с ограниченной скоростью (буровые лебедки, механизмы подъема некоторых типов закалочных кранов и т.п.). Гидравлические тормоза позволяют увеличить скорость движения и массу опускающегося груза до таких значений, при которых механические фрикционные тормоза уже не могут работать вследствие перегрева. Гидравлический тормоз значительно облегчает условия работы стопорного тормоза, задачей которого является только совершение относительно небольшой работы торможения для обеспечения полной остановки груза. [c.262] Электроиндукционные тормоза (рис. 105, а). Их применяют для автоматического поддержания заданной скорости движения. Они состоят из неподвижного статора 1 и ротора 2, связанного с валом 3 механизма. В кольцевую проточку ротора 2 входит катушка возбуждения 4 прикрепленная к статору 1. [c.262] На поверхности ротора имеется несколько глубоких пазов, идущих вдоль образующей цилиндра ротора (на рис. 105, а штриховая линия). При подключении катушки к источнику постоянного тока создается магнитный поток, замыкаемый через статор и ротор, значение которого определяется числом витков катушки возбуждения и силой тока и не зависит от того, вращается ли ротор или он неподвижен. [c.263] Магнитный поток в каждой данной точке внутренней поверхности статора различен в зависимости от того, проходит ли над этой точкой выступ или паз ротора. Вследствие этого магнитный поток изменяется, и в статоре индуцируются вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем ротора, создают тормозящий момент, стремящийся повернуть статор в направлении вращения jpOTopa. Поглощаемая тормозом энергия превращается в теплоту, так как индуцируемые в статоре вихревые токи нагревают статор. Поэтому необходимо предусмотреть интенсивное охлаждение статора. В отечественной практике в ряде конструкций кранов, в том числе в башенных, для регулирования скорости механизмов применяют вихревой тормозной генератор ТМ-4. [c.263] Порошковые электромагнитные тормоза. Их все шире применяют в качестве тормозных устройств. Принпип работы этих тормозов основан на использовании механического и молекулярного взаимодействия различных магнитных порошков в магнитном поле между неподвижной и подвижной частями тормоза. В этих тормозах (рис. 105, б) линии магнитного поля нормальны к поверхностям тормозных элементов. При относительном сдвиге рабочих поверхностей возникает сопротивление сдвигу от взаимного трения намагниченных частиц порошка, причем сопротивление, а следовательно, и тормозной момент, развиваемый тормозом, тем больше, чем сильнее намагничен порошок. [c.263] В процессе торможения кинетическая энергия движущегося груза и вращающихся масс механизма переходит в тепловую энергию и вызывает нагрев тормоза. Одной из задач конструирования тормоза является ограничение нагрева трущихся поверхностей, чтобы их температура не превышала допускаемую для данного фрикционного материала. Недооценка тепловых явлений в тормозах подъемно-транспортных машин может привести к нарушению работы тормоза и даже к аварии, особенно в связи с возросшими скоростями движения, грузоподъемностью и интенсификацией работы. [c.265] Одним из методов теплового расчета тормозов подъемнотранспортных машин является метод, основанный на использовании уравнения теплового баланса тормоза при его работе в установившемся тепловом режиме. При расчете по этому методу вводится большое количество допущений и упрощений, однако результаты с достаточной точностью позволяют оценить степень тепловой наг уженцости тормоза для большинства случаев практических расчетов. Для проведения расчета рассматривают установившееся тепловое состояние тормоза, т.е. когда количество теплоты, образующееся на трущейся поверхности трения, равно количеству теплоты, отводимому от тормозного шкива конвекцией и лучеиспусканием. В этом состоянии механизм оказывается после длительной работы при повторнократковременных включениях. [c.265] Суммарная рассеиваемая шкивом мощность Р = Р + Р2 + +Рз должна быть не меньше мощности Ра, выделяемой на трущихся поверхностях. Сравнивая эти величины, можно установить, достаточны ли принятые меры для увеличения теплоотвода, например, применяя щкив с охлаждающими ребрами или искусственную вентиляцию тормоза. При искусственном обдуве коэффициент теплоотдачи а может быть увеличен до 23...30Вт/(м2.оС). [c.268] Большинство грузоподъемных машин работает в сложном цикле нагружения со значительными перерывами в работе. Поэтому возможны случаи, когда механизм останавливают раньше, чем достигается установившаяся температура нагрева. В таких случаях тормоз может быть использован при значительно более интенсивном нагружении, и задача теплового расчета сводится к установлению допустимого времени Т непрерывной работы механизма до достижения предельной допускаемой температуры вх. За это время выделяется количество теплоты, равное РТ, идущее на нагрев тормозного шкива и элементов тормоза и отводимое в окружающую среду. [c.268] Одновременно в процессе нагрева шкива теплота отводится от шкива конвекцией и лучеиспусканием при переменной температуре, изменяющейся от температуры окружающей среды 2 до максимально допускаемой температуры нагрева в. Для упрощения расчета можно принять, что теплоотдача происходит при некоторой постоянной средней избыточной температуре, равной ср = ( 1 — 62)12. При этой температуре определяется суммарная мощность Р1 -1- Р2 + Рз по уравнениям (24), (25), (26), и тогда количество теплоты, отводимое за время Т, равно (Р1 + Р2-ЬРз)Г. [c.268] Уравнение теплового баланса примет в этом случае вид РТ = (Р1-Ь Р2-Ь Рз)Т-К/. [c.268] Этот метод теплового расчета, базирующийся на экспериментальных значениях коэффициента излучения и теплоотдачи, определенных для некоторых частных случаев, и содержащий большое количество допущений (например, нагревающие элементы тормоза рассматриваются здесь как материальные точки, хотя на самом деле температура в различных местах тормозного шкива и рычажной системы имеет различные значения), не дает возможность получить точные результаты и может быть использован только для приближенных оценок теплового состояния тормоза. [c.269] Проверку тормозов по нагреву можно проводить по тепловым характеристикам тормозов, построенным на основании данных экспериментального исследования. Тепловой характеристикой называют зависимость установившейся температуры ty нагрева поверхности трения от средней мощности торможения N p При обработке результатов эксперимента установлено, что во всех случаях использования тормозов всех типоразмеров экспериментальная зависимость достаточно точно определяется соотношением типа = тМ . Для каждого типоразмера и для каждого случая использования тормозов величины т и к имеют определенные значения. Построение тепловых характеристик позволяет в некоторой степени обобщить результаты испытаний и выявить влияние различных факторов на нагрев тормоза. Эти характеристики позволяют с достаточной степенью надежности определить установившуюся температуру и оценить надежность тормоза. Задача получения тепловых характеристик облегчается тем положением, что тормоза кранов унифицированы и, следовательно, во всех тормозах одного типоразмера значения давлений, габариты и конфигурация элементов практически одинаковы. [c.269] На рис. 106 приведены тепловые характеристики тормозов, работающих в нормальных условиях эксплуатации, т.е. при номинальном тормозном моменте, номинальном отходе тормозных колодок от тормозного шкива при разомкнутом тормозе, при работе тормозов, не закрытых кожухами, при стальном тормозном шкиве и фрикционном материале на асбестовой основе, при работе механизма с ПВ=40 %. На рис. 107 приведены тепловые характеристики колодочных тормозов при измененных условиях их использования. [c.270] По характеристикам видно, что изменение условий работы по-разному влияет на установившуюся температуру тормозов различных габаритов. Например, применение на шкиве охлаждающих ребер мало эффективно для тормозов с малым диаметром шкива и имеет существенное значение для тормозов со шкивами больших размеров. [c.270] Вернуться к основной статье