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»

м\мин

1,75

Средний «С»

м\мин

2,0

Тяжелый «Т»

м\мин

2,5

Весьма тяжелый «ВТ»

м\мин

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;

n_к - 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;

i_x - 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).