Сила замыкания дифференциального тормоза при вращении шкива по часовой стрелке

При противоположном направлении вращения тормозного шкива

т.е. в этом случае требуется гораздо большее усилие замыкания.

Следовательно, простой и дифференциальный ленточные тормоза являются тормозами одностороннего действия.

Суммирующий ленточный тормоз (рис. 32) отличается тем, что оба конца ленты прикреплены к тормозному рычагу так, что их натяжения и создают на рычаге моменты одинакового знака, а плечи делаются равными.

Рис. 32

Из условия равновесия рычага получим значение замыкающей силы

Для суммирующего тормоза величина замыкающей силы больше, чем у первых двух типов ленточных тормозов, но зато у этого тормоза значение величины замыкающей силы постоянно при любом направлении вращения тормозного шкива.

Суммирующие тормоза применяют в реверсивных механизмах передвижения и вращения.

Колодочные тормоза

Различают колодочные тормоза с внешним и внутренним расположением колодок. Наибольшее распространение получили колодочные тормоза с внешним расположением колодок (рис. 33), когда сила трения при торможении возникает в результате контактирования фрикционной накладки с внешней образующей поверхностью тормозного шкива.

Одноколодочные тормоза применяются редко, так как при торможении они создают значительное усилие, изгибающее тормозной вал.

В связи с этим число тормозных колодок должно быть не менее двух при их диаметральном расположении относительно металлического элемента фрикционной пары.

Рис. 33

1 – пружина; 2 – гидротолкатель; 3 – угловой рычаг; 4 – тяга.

Расчетная схема колодочного тормоза показана на рисунке 34. Тормозной шкив 1 закреплен на валу 2 электродвигателя с помощью шпоночного соединения. К стойкам 3 шарнирно прикреплены колодки 4 с фрикционными накладками 5.

При сближении стоек под действием одинаковых усилий , создаваемых системой пружин или другим устройством, колодки прижимаются к шкиву усилиями . Растормаживается шкив при отходе тормозных колодок со стойками под действием одинаковых усилий, которые создаются с помощью электромагнита или электрогидравлического толкателя, включаемые одновременно с пуском электродвигателя механизма.

Тормозной шкив затормаживается силами трения . При этом возникает тормозной момент

где коэффициент трения;

диаметр тормозного шкива.

Рис. 34

Требуемый тормозной момент на валу

где коэффициент запаса торможения;

вращающий момент на тормозном валу.

Значение коэффициента принимается в зависимости от режима работы механизма.

Для определения усилий , обеспечивающих заданное значение тормозного момента , рассмотрим условие равновесия вертикальной прямолинейной стойки тормоза с шарнирно закрепленной к ней колодки.

, откуда .

Для выбора электромагнита необходимо знать работу по растормаживанию двухколодочного тормоза замкнутого типа. Её значение равно произведению силы на расстояние отхода каждой колодки от шкива с учетом кпд рычажной передачи и ее мертвого хода

где кпд рычажной передачи от привода тормоза к шарнирной колодке;

коэффициент, учитывающий мертвый ход рычажной системы.

При выборе колодочных тормозов по каталогу учитывают требуемое значение тормозного момента .

Проверку колодочного тормоза выполняют на износостойкость и на нагрев.

Расчет на износостойкость осуществляют косвенным методом путем сравнения давления на поверхности контакта колодки с тормозным шкивом с допустимым давлением

где ширина колодки;

длина колодки по углу обхвата.

Выражая ширину и длину колодки в долях диаметра шкива; , , с учетом, что , определяют диаметр тормозного шкива

Обычно принимают: .

Полученный диаметр округляют до стандартного значения и проверяют из условия допускаемого нагрева.

Проверка на нагрев осуществляют на основании теплового баланса

где количество теплоты, образующееся на поверхности трения шкива;

количество теплоты отводимой от шкива.

О нагреве шкива можно также судить по удельной работе трения

где частота оборотов шкива,

угол обхвата колодкой тормозного шкива.

Дисковые тормоза

Дисковый тормоз (рис. 35) состоит из неподвижного 1 и вращающего диска 2 с фрикционным покрытием.

Рис. 35

Замыкание тормоза происходит в результате осевого перемещения вместе с валом вращающего диска 2 и прижатия его к неподвижному диску 1.

Усилие прижатия необходимое для создания требуемого тормозного момента

где средний диаметр рабочей поверхности;

коэффициент трения;

необходимый тормозной момент.

Для уменьшения тормозного усилия применяются многодисковые тормоза. В многодисковом тормозе (рис. 36) три неподвижных диска 3 на оси 4 с прикрепленным к ним фрикционным покрытием 1 прижимаются к двум вращающимся вместе с валом дискам 2, затормаживая, таким образом, вал.

Рис. 36

Вся система дисков постоянно зажата пружиной 5, которая во время работы механизма размыкается тремя электромагнитами 6.

Усилие сжатия дисков требуется тем меньше, чем больше средний диаметр и число дисков будет иметь тормоз:

где число трущихся поверхностей;

коэффициент, учитывающий потери от трения при перемещении дисков по пазам шпонок.

Удельное давление на трущихся поверхностях

Конусные тормоза

Конусный тормоз (рис. 37) состоит из неподвижного 1 и вращающего 2 дисков.

Рис. 37

Тормозной момент в конусном тормозе создается при прижатии вращающего конусного диска, установленного на шлицах тормозного вала 3, к не вращающемуся диску с конусной выточкой.

Рабочее усилие для создания необходимого тормозного момента определяется по зависимости:

Остановы

Для удержания груза в подвешенном состоянии применяются остановы, которые не препятствуют подъему груза и исключают возможность его самопроизвольного опускания под действием собственного веса.

Остановы в основном применяются в лебедках, талях и домкратах для надежного фиксирования поднятого груза в заданном положении, позволяя валу или барабану лебедки вращаться в одном направлении, и препятствуя вращению в обратную сторону.

По конструктивному исполнению остановы подразделяются на храповые и фрикционные.

Храповые остановы

В грузоподъемных машинах в основном применяют храповые остановы (рис. 38).

Рис. 38

Он состоит из храпового колеса 1 с зубьями специальной формы, которое закреплено на валу или на барабане механизма подъема, и подвижного упора 2, ось которого 4 укреплена на неподвижном основании и прижата пружиной 3. Подвижный упор называют «собачкой». Для опускания груза собачку необходимо вывести из зацепления с храповым колесом. Местом установки храпового механизма обычно является быстроходный вал привода с наименьшим крутящим моментом.

Наиболее опасным для элементов останова является положение собачки, упирающейся в вершину зуба храпового колеса. Распределенная

где окружное усилие;

вращающий момент, действующий на валу храпового колеса;

ширина кромки зуба;

внешний диаметр храпового колеса;

;

допускаема распределенная нагрузка.

Собачку храпового соединения изготовляют только из стали. Для обеспечения надежной работы соединения собачка прижимается к храповому колесу пружиной или весом специального груза. Ось вращения собачки устанавливают таким образом, чтобы угол, образованный линиями, проведенными от оси колеса и оси собачки в точку контакта собачки с колесом, составлял 90°.

Собачка при вращении храпового колеса в направлении, соответствующем подъему груза, свободно скользит по наклонным поверхностям зубьев. Если направление вращения колеса изменится на противоположное, то собачка, упираясь в верхнюю кромку колеса, соскользнет во впадину и прижмется к рабочей грани зуба торцовой поверхностью, создавая необходимый упор.

Фрикционные остановы

Действие фрикционных остановов основано на использовании силы трения. Они являются наиболее совершенными механизмами, обеспечивающими безударное приложение нагрузки и минимальный угол холостого хода, предшествующий заклиниванию.

Рис. 39

Роликовый останов (рис. 39) состоит из корпуса 1, втулки 2, соединенной с валом механизм, и роликов 3.

При вращении втулки 2 против часовой стрелки ролики увлекаются силами трения в наиболее широкую часть клинового паза, что обеспечивает свободное вращение втулки 2 относительно корпуса 1. При изменении направления вращения втулки ролики заходят в узкую часть клинового паза, что приводит к заклиниванию.

Для более быстрого заклинивания роликов в конструкцию останова включены пружины 5 и штифты 4., отжимающие ролики в угол паза.

Заклинивание будет происходить в тот момент, когда силы, действующие на ролик в начальный момент заклинивания, будут стремиться втянуть ролик в клиновое пространство между корпусом и втулкой. При одинаковых значениях коэффициента трения между роликом и деталями останова величина должна удовлетворять неравенству . Для обеспечения саморасклинивания останова обычно принимают угол .