Лабораторная работа: Колодочные тормоза

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО БрГУ

Кафедра СДМ и О

Лабораторная работа

Колодочные тормоза

Выполнил:

ст. группы СДМ 03-1А.А. Килибеев

Проверил:

Преподаватель А.Ю. Кулаков

Братск 2006

Введение

Использование тормозов имеет целью:

1. Поглощение живой силы груза и элементов механизма, находящихся в поступательном или вращательном движении.

2. Регулирование скорости опускания или подъема груза с обеспечением его остановки в заданном положении.

3. Использование в некоторых случаях энергии движущейся системы для кратковременной обратной отдачи мощности в электрическую сеть.

Различают несколько способов торможения:

а) механическое торможение (колодочные, ленточные и пластинчатые тормозы);

б) электрическое торможение (рекуперативное, т.е. с отдачей энергии в сеть); противовключение, т.е. включение электродвигателя на короткий момент в обратную сторону, как говорят, «на силу», т. е. на подъем, при торможении в момент опускания груза и т.п.

Мы рассмотрим только механические схемы торможения, в которых электромагниты (как правило, короткоходовые) или гидротолкатели используются в качестве растормаживающих устройств.

Требования по оборудованию кранов тормозными устройствам и содержатся в Правилах инспекции «Госгортехнадзор».

1. Динамика торможения

При расчете тормозов приходится учитывать не только величину грузового момента, но также (при машинном приводе) дополнительные моменты от сил инерции поступательно движущихся и вращающихся масс.

где М2 — момент, расходуемый на преодоление сил инерции поступательно движущихся масс;

М3 — момент расходуемый на преодоление маховых моментов вращающихся масс;

— тормозной коэффициент или запас торможения, не тождественный с коэффициентом запаса учитывающим превышение расчетного момента на номинальным для некоторых типов кранов (или снижение его против номинального).

По нормам Госгортехнадзора величины S и должны удовлетворять данным табл.1.

Таблица 1 — Запасы торможения

Режим работы крана	Длина пути торможения пройденного грузом
Легкий «Л»	ммин	1,75
Средний «С»	ммин	2,0
Тяжелый «Т»	ммин	2,5
Весьма тяжелый «ВТ»	ммин	2,5

В специальных случаях (электротали с микроподъемом) s может еще во много раз уменьшено.

В ручных механизмах тормоз обычно устанавливается на валу рукоятки, а при электроприводе — иногда на соединительной муфте электродвигателя или на выходящем в противоположную строну конце вала.

В этом случае динамические усилия, воспринимаемые деталями механизма, все же могут вызвать их поломку, причем тормоз не сможет предотвратить аварию (надежность его не абсолютная). Однако сам тормоз здесь легок, компактен и дешев. В ответственных случаях (лифты, патерностеры, шахтные подъемники, металлургические краны) должен быть установлен аварийный тормоз на валу барабана, несмотря на наличие тормоза на валу электродвигателя. Последний нередко ставится поверх упругой или зубчатой муфты. В этом случае колодки тормоза располагаются на второй полумуфте, не связанной жестко с мотором, диаметр которой, по необходимости, увеличивают, чтобы уменьшить удельное давление на тормозные колодки. Формула тормозного момента при электроприводе в развернутой форме имеет вид:

где — запас торможения;

nк — число канатов, одновременно навиваемых на барабан;

Z — натяжение каждого из канатов, навиваемых на барабан;

R6 — радиус барабана;

к.п.д. механизма от крюка до тормоза;

ix — передаточное число механизмов между валом барабана и валом тормоза; V — скорость груза, м/сек;

— 0,2 ч- 0,8 сек — время торможения. В первом приближении

(Q + Q0) — вес груза с грузозахватным приспособлением, кГ,

— передаточное число полиспаста;

— коэффициент увеличения махового момента ротора за счет маховых моментов прочих масс механизма, приведенных к ротору;

м/сек или 3-30 м/мин

угловая скорость ротора электродвигателя, 1/сек;

кгм2 — маховый момент электродвигателя, где

— момент инерции ротора.

2. Типы тормозов и остановов

колодочный тормоз

Помимо тормозов для стопорения груза и регулировки спуска применяются так называемые остановы, которые используются для удержания груза на заданной высоте. Классификация тормозов и остановов дана в табл.2.

Таблица 2. Классификация тормозов и остановов.

Тормозы				Остановы
Тип		Основное назначение		Тип		Основное назначение
Колодочные	1. Двухколодочный рычажно-грузовой		Мостовые краны, поворотные и другие краны	Храповые	1. Храповой с внешним зацеплением		Элеваторы; ручные лебедки
	2. Двухколодочный с пружинным замыканием		— / —		2. Храповой с внутренним зацеплением		Металлургические краны; лебедки
Ленточные	3. Ленточные: а) простой; б) дифференциальный в) суммарный		Экскаваторы: шахтные подъемники; лебедки; мостовые краны	Прочие	3. Фрикционный клиновой останов (с собачкой)		Лебедки
Прочие	4. Дисковый		Электротельферы, ручные лебедки и блоки		4. Роликовый останов		Электротали
					5. Безопасная рукоятка		Ручные лебедки и блоки
					6. То же, со спускным тормозом

3. Конструкции колодочных тормозов

Наиболее распространенным в настоящее время типом колодочного тормоза является двухколодочный тормоз с короткоходовым растормаживающим электромагнитом (рис. 1).

Две колодки 1 и 2, обшитые тормозной лентой, прижаты силами N (с противоположных сторон) к тормозному шкиву диаметром D.

Момент трения, развиваемый колодками на ободе шкива,

кГм

Если расчетный момент на валу электродвигателя в кГм

,

причем, если этот момент соответствует номинальной мощности электропривода, то тормозной момент

,

где ; 2 и 2,5 — коэффициент запаса (см. выше).

Рис.1. Двухколодочный тормоз с короткоходовым растормаживающим электромагнитом.

Коэффициент трения тормозной ленты по чугунному шкиву f = 0,25-0,35-0,4 — всухую.

Передаточным числом тормоза называется отношение и (см. рис.1)

Рабочее усилие главной пружины определяется из соотношения

кГ

Здесь к.п.д. тормозного механизма . Момент короткоходового электромагнита

(на рис. 1 плечо , не указано) определяется из условия компенсации им момента, создаваемого пружиной.

Для тормоза с длинноходовым электромагнитом с грузовым замыканием (рис.2) основные уравнения имеют вид:

точнее с учетом к.п.д. — , .

В настоящее время взамен электромагнитов с успехом применяются гидротолкатели, представляющие электронасос с цилиндром, заполненным маслом.

Типовое конструктивное оформление двухколодочного тормоза с гидротолкателем представлено на рис.4.

Заключение

В настоящей работе были рассмотрены задачи и методы торможения в механизмах грузоподъемных машин, а также разновидности и расчетные зависимости колодочных тормозов. Ленточные тормоза и остановы рассматриваются в других лабораторно-практических работах

Рис.2.Схема двухколодочного тормаза с длинноходовым электромагнитом.

Таблица 3 — Основные технические данные тормозов ТКТГ

Диаметр тормоза, мм			200	300	400	500	600	700	800
Тормозной момент, кГсм			3000	8000	15000	25000	50000	80000	125000
Отход колодки, мм			1	1,5	—	1,63	1,75	1,8	2,1
Время затормаживания, сек			0,3	0,35	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
Время растормаживания, сек			0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Время растормаживания и затормаживания, сек			12
Допустимое число включений в час			720
Допустимая продолжительность включения «ПВ», %			100%
Допустимая температура окружающей среды			От -500 до +800
Установка тормоза			Шкив тормоза горизонтально, толкатель вертикально
Характеристика гидротолкателя	Тип		Т-25	Т-45	Т-75	Т-75	Т-160	Т-160	Т-160
	Усилие,		25	45	75		160
	Ход, мм		40	50	60	80	60	90	140
	Электродвигатель	Тип	4А 012-2Ш3		4А 11/2 Ш3		4А 21/2 Ш3
		Мощность, кВт	0,05	0,12	0,18		0,4
		Число оборотов, об/мин	2800	2760	2800		2800
		Ток	трехфазный
		Напряжение, В	220/380
		Направление вращения	Произвольное
	Температура окружающей среды		-500 +200		-100 +500		-100 +800
	Марка масла		АМГ		трансформаторное		Индустриальное
	Количество заливаемого масла, л		2	2,8	4,5		7,5
	Частота смены масла		12 месяцев

Таблица 4 – Размеры тормозов ТКТГ (по ВНИИПТМАШу) (рис.4)

Вес в кг		49	100	178	248	434	605	840
Размеры в мм		6	8	8	8	8	8	8
	d	17	21	25	25	33	38	38
	S	175	250	170	205	250	310	350
	R	615	785	960	1115	1300	1455	1710
	O	380	495	575	655	740	830	1015
	M	56,5	81,5	101,5	112,5	136,5	156,5	176,5
	L	158	180	212	250	322	358	374
	K1	60	80	90	100	126	150	180
	K	120	150	90	100	126	150	180
	h1	8	12	90	115	140	172	182
	h	170	240	320	400	475	550	600
	H	359,5	507,5	635,0	798,0	938,0	1083,0	1216,0
	F	387,5	513,0	582,0	742,0	867,5	957,5	1142,5
	D	200	300	400	500	600	700	800
	C	154	185	200	200	268	268	268
	B	90	140	180	200	240	280	320
	A	622,5	803,0	967,0	1202,0	1427,5	1582,5	1837,5
Тормоз		ТКТГ 200	ТКТГ 300	ТКТГ 400	ТКТГ 500	ТКТГ 600	ТКТГ 700	ТКТГ 800

Рис.4. Тормоз колодочный ТКТГ (габаритные и установочные размеры).