Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 18 из 38)

Для уменьшения необходимого N рабочая поверхность конуса часто покрывается асбестовой лентой (f=0,3…0,4).

Требующееся нажатие N создается осевым усилием К, приложенным к ступице конуса; соотношение между силами N и К определяется из их силового треугольника:

K Nsin . 7.12

Из уравнения (7.12) видно, что с точки зрения величины рабочего усилия К выгодно принимать малые значения угла α. Однако во избежание заедания конуса при размыкании тормоза рекомендуется не делать угол α меньше 15°.

Частным случаем конического тормоза является дисковый тормоз (рис. 7.7, б), у которого угол α равен 90°, в связи с чем поверхность конуса превращается в плоское кольцо.

Значительное уменьшение рабочего усилия К при заданном T_Tдостигается в многодисковых тормозах, представляющих собой систему нескольких параллельно работающих дисковых тормозов, сжимаемых одной силой К. На рис. 7.7, в представлен пружинный многодисковый тормоз с электромагнитом, применяемый вследствие своей компактности в электроталях.

7.6 Грузоупорные тормоза

В некоторых механизмах применяют тормоза, замыкание которых происходит под действием веса поднятого груза. Такие тормоза называют грузоупорными.

Величина тормозного момента в этом случае пропорциональна весу груза и потому грузы разного веса будут тормозиться плавно, с приблизительно одинаковым замедлением. В этом преимущество грузоупорных тормозов по сравнению с ранее рассмотренными.

Наиболее простым грузоупорным тормозом снабжена червячная таль

(рис. 7.8). Ее подвижный блок 6 получает движение от тягового колеса 4 через несамотормозящуюся червячную передачу 3–2, звездочку 1 и цепь 5. Грузоупорный тормоз тали состоит из конусного диска 7, закрепленного на валу червяка, и втулки 8, цапфа которой входят в корпус 9 и опирается на пяту. Снаружи втулка снабжена храповыми зубьями. Ось собачки, зацепляющейся с этими зубьями, укреплена на корпусе тали.

При подъеме груза червяк смещается влево. Конусный диск прижимается к втулке и вращается вместе с нею. Собачка этому движению не препятствует.

После прекращения подъема груз

Рисунок 7.8– Грузоупорный будет стремиться повернуть звездочку и тормоз червячной тали. червячное колесо по часовой стрелке. При этом червяк с тормозом провернет втулку 8 до упора в собачку. Втулка остановится. В конусном тормозе возникнет момент сил трения, несколько больший крутящего момента, созданного грузом на червяке. Груз будет удерживаться на заданной высоте.

Чтобы опустить груз, к червяку надо приложить дополнительный момент, который в сумме с грузовым моментом превысил бы момент сил трения в тормозе. Это достигается принудительным вращением тягового колеса в направлении спуска. Собачка по-прежнему будет удерживать втулку тормоза.

Скорость спуска груза будет определяться скоростью вращения тягового колеса. 7.7 Управляемые тормоза

В механизмах подъема сфера применения управляемых тормозов ограничена – только для малой грузоподъемности и где требуется регулирование скорости опускания груза. Тормоза должны быть закрытого типа.

В основном управляемые тормоза устанавливают в механизмах передвижения и поворота кранов для обеспечения плавной и точной остановки, особенно там, где резкое торможение может привести к потере устойчивости кранов (башенных, портальных и др.). Здесь применяются тормоза закрытого, открытого и комбинированного типов. Комбинированный управляемый тормоз состоит из обычного тормоза, к которому присоединены цилиндры и педаль управления.

По конструкции рабочего элемента бывают колодочные, ленточные и дисковые тормоза. Управление тормозами может быть педальное и при помощи гидравлических и пневматических приводов.

На рис. 7.9 приведена схема колодочного тормоза открытого типа с гидравлическим управлением.

Во время работы крана тормозные колодки разведены при помощи пружины. При нажатии на педаль жидкость из главного цилиндра по трубопроводу подается в рабочий цилиндр, закрепленный на тормозном рычаге с колодкой, и происходит замыкание тормоза с усилием, пропорциональным силе нажатия, которая может изменяться в широких пределах.

Вспомогательную пружину Рисунок 7.9– Управляемый гидравлирассчитывают на усилие для ческий тормоз

преодоления остаточного давления в гидросистеме, трения в шарнирах и для возвращения поршня рабочего цилиндра в исходное положение. Практически P_в100...200 Н.

Расчетную величину хода педали принимают 125...150 мм, с учѐтом износа фрикционных накладок до 250 мм.

7.8 Тормоза для регулирования скорости

К ним относятся центробежные, вихревые, электромагнитные порошко-вые, гидравлические и др. Применяются для автоматического ограничения и регулирования скорости движения механизмов в различных кранах (монтажных, стреловых, портальных и др.), подъемниках, буровых лебедках и др.

Ц е н т р о б е ж н ы е т о р м о з а . Имеется много различных типов центробежных тормозов, однако наибольшее применение получил дисковый центробежный тормоз (рис. 7.10, а). На валу 1 закреплен диск 2, на ступице которого свободно сидит второй диск 4, между дисками установлен неподвижный фрикцион 3. На шарнирно закрепленном угловом рычаге 7 расположены массы 6, которые под действием центробежной силы поворачивают рычаги и прижимают диски к фрикциону, преодолевая усилие пружины 5. Происходит торможение и снижение скорости опускания груза. Устанавливаются центробежные тормоза, как правило, на быстроходном валу механизма. Так как остановить опускающийся груз этим тормозом невозможно, то устанавливают еще стопорный тормоз.

В и х р е в ы е т о р м о з а обеспечивают плавную и точную остановку механизмов без колебания. Они находят широкое применение в механизмах подъема, изменения вылета стрелы портальных кранов и передвижения при высоких скоростях. Он состоит (рис. 7.10, б) из статора 2 с полюсами 4 и ротора 6 с короткозамкнутой обмоткой. Ротор насаживают на вал 1 электродвигателя или на входной вал редуктора; статор при помощи фланца 5 крепится к корпусу двигателя или редуктора. Между полюсами статора расположена обмотка возбуждения 3, в которую подают постоянный ток. При пересечении стержнями обмотки вращающегося ротора неподвижного магнитного поля возбуждается э. д. с. и вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем статора, создают тормозной момент. Процесс торможения регулируется изменением силы тока возбуждения и протекает плавно. С уменьшением скорости тормозной момент снижается; окончательная остановка фиксируется обычным тормозом Для лучшего охлаждения тормоза ротор снабжен вентиляционными лопастями. Характеристика тормозного генератора показана на рис. 7.10, в.

Рисунок 7.10– Тормоза для регулирования скорости

Э л е к т р о м а г н и т н и й п о р о ш к о в ы й т о р м о з . Работа тормоза основана на том, что при подаче тока в обмотки 1 (рис. 7.10, г) образуется магнитный поток, проходящий через ферромагнитный порошок

(с частицами 0,004...0,008 мм), заполнивший зазор между статором 2 и ротором 3. Намагниченные частицы порошка в магнитном поле вследствие взаимного трения оказывают сопротивление сдвигу, величина которого зависит от напряженности магнитного поля в зазоре Для повышения стабильности рабочих характеристик тормоза ферромагнитный порошок применяют в смеси с сухими или жидкими смазывающими веществами (графит, окиси магния и цинка, кварц, минеральные масла и др). Тормозной момент в порошковом, как и в вихревом, тормозе можно регулировать в широких пределах плавно по любому закону изменением напряженности магнитного поля величиной тока возбуждения, что обеспечивает плавность торможения.

Кинетическая энергия механизма при торможении переходит в тепловую, поэтому порошковый (как и вихревой) тормоз должен хорошо охлаждаться.

7.9 Безопасные рукоятки

Согласно правилам Госгортехнадзора ручные подъемные механизмы должны быть снабжены устройствами, предотвращающими опасное для обслуживающего персонала произвольное вращение рукоятки под действием веса груза. Такие устройства называют безопасными рукоятками. Различают два вида безопасных рукояток.

Безопасная рукоятка первого вида соединена непосредственно с грузоупорным тормозом. При опускании груза к этой рукоятке необходимо прикладывать постоянно действующее усилие. Скорость груза зависит от окружной скорости рукоятки.

Безопасную рукоятку второго вида используют в таких ручных механизмах подъема, в которых согласно производственному процессу требуется производить опускание груза со скоростью, превышающей скорость подъема. Эта рукоятка соединена с тормозом таким образом, что нормально-замкнутый тормоз размыкается усилием нажатия на рукоятку. При этом механизм получает возможность движения под влиянием веса груза. Вращения рукоятки при опускании груза не требуется. Скорость опускания регулируется изменением усилия нажатия на рукоятку. Рукоятки этого вида обычно снабжают регуляторами скорости. Если вес пустого крюка будет недостаточным для преодоления сопротивления в механизме, то для осуществления опускания груза крюк следует снабдить специальным грузом. Поэтому рукоятки этого вида находят применение только в шестеренных механизмах, в которых невелики потери на трение.