Магниторельсовый тормоз. Электромагнитный тормоз


Магниторельсовый тормоз — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Магниторельсовый тормоз (между колёс) токийского трамвая FS501 У этого термина существуют и другие значения, см. Тормоз.

Магниторельсовый тормоз (Электромагнитный рельсовый тормоз) — железнодорожный тормоз, тормозной эффект которого создаётся за счёт взаимодействия тормозной колодки непосредственно с рельсом; тормозное нажатие при этом образуется за счёт магнитного поля, создаваемого электромагнитами и притягивающего тормозную колодку и рельс друг к другу. Магниторельсовый тормоз часто выделяют как разновидность магнитного тормоза. По сравнению с обычными колодочными тормозами, магниторельсовый характеризуется высоким тормозным нажатием (около 100 кН) и, как следствие, высоким тормозным моментом, благодаря чему активно применяется на тяговых агрегатах промышленного транспорта, трамваях и на высокоскоростных поездах. Ввиду высокого тормозного эффекта, магниторельсовый тормоз нередко применяется лишь при экстренном торможении, либо как стояночный.

Снятый магниторельсовый тормоз немецкого дизель-поезда Siemens Desiro Classic

Магниторельсовый тормоз состоит из двух (по одному с каждой стороны) башмаков (изготавливаются часто из серого чугуна), подвешенных на пружинах на расстоянии до 140—150 мм от рельсов (во избежание повреждения элементов тормоза и пути). Каждый башмак конструкционно представляет собой стальную балку, на которой установлены катушки индуктивности, а вместе они образуют электромагнит.

При торможении в специальные пневматические цилиндры подвески башмаков поступает сжатый воздух, таким образом преодолевается сопротивление пружин подвески и башмаки прижимаются к рельсам. Одновременно с этим на катушки индуктивности с аккумуляторной батареи подаётся электрический ток, и вокруг башмаков образуется магнитный поток, направление которого поперечно оси рельса. В результате за счет сил самоиндукции происходит прижатие каждого тормозного башмака к рельсам. Сила их прижатия через силу трения преобразуется в тормозную силу, которая через башмаки и специальные упорные кронштейны передаётся на тележку вагона или локомотива, и далее всему поезду.

Магниторельсовый тормоз электропоезда ICE 3 в действии

Для работы электромагнитному рельсовому тормозу требуется электрическое питание (до 6 кВт на вагон), что значительно ограничивает его применение на автономном подвижном составе (тепловозы, дизель-поезда), так как в этом случае приходится увеличивать ёмкость аккумуляторных батарей, что ведёт к увеличению веса и стоимости подвижного состава. Помимо этого, для экономии электроэнергии магниторельсовые тормоза нередко отключаются при скорости ниже 20 км/ч. По сравнению с другими тормозами, тормозная сила магниторельсовых тормозов практически не поддаётся регулировке, из-за чего при малых скоростях тормозной эффект высок настолько, что может вызвать серьёзный дискомфорт у пассажиров. Поэтому в ряде стран начали применяться магниторельсовые тормоза, выполненные с использованием постоянных магнитов, которые позволяют не только экономить электроэнергию, но и в некоторой возможности регулировать тормозной коэффициент.

В то же время магниторельсовому тормозу просто нет равных по тормозным показателям на средних и высоких скоростях. Его тормозной коэффициент при средних скоростях может достигать 140 %, а при использовании постоянных магнитов — до 172 %. При скоростях выше 160 км/ч тормозной коэффициент может превышать 200 %. Благодаря этому, если с обычными колодочными тормозами использовать и данный тормоз, то тормозной путь сокращается на 30—40 %. Помимо этого, магниторельсовый тормоз относительно прост и, что особенно важно, весьма компактен, так как в основном занимает лишь место между колёсами. Последнее позволяет совместно с магниторельсовым применять на подвижном составе, тормоза которые занимают относительно много места: дисковые и вихретоковые. Также магниторельсовые тормоза повышают шероховатость поверхности катания рельсов и даже очищают их поверхность от грязи, что улучшает сцепление колёс с рельсами.

Магниторельсовый тормоз на тележке филадельфийского трамвая PCC

Магниторельсовый тормоз благодаря своим высоким тормозным характеристикам получил распространение прежде всего на высокоскоростном транспорте, так как на высоких скоростях обычные служебные тормоза неэффективны. Стоит отметить, что на современных высокоскоростных поездах, например на ICE 3, в зоне высоких скоростей работает вихретоковый тормоз, как более эффективный, а магниторельсовый включается при средних скоростях. На советских железных дорогах магниторельсовые тормоза были впервые применены на скоростных вагонах РТ200 («Русская тройка») и электропоезде ЭР200. Зачастую магниторельсовый тормоз применяется как экстренный при срабатывании автостопа, а зачастую и как стояночный (особенно распространено при применении постоянных магнитов), то есть для закрепления состава на уклоне.

Не менее активно магниторельсовые тормоза применяются на обычных трамваях, которым в условиях городских потоков порой необходима как можно более быстрая остановка с целью избежания ДТП, при том, что поверхность рельсов порой оказывается сильно загрязнена. Стоит отметить, что в отличие от обычных поездов, на трамвае в приводе башмаков отсутствует пневматический привод. Это связано с тем, что башмаки магниторельсового тормоза висят на относительно небольшой высоте от рельсов (8—12 мм), поэтому их опускание на рельс при торможении происходит лишь за счёт самоиндукции.

Также магниторельсовые тормоза применяются на карьерном железнодорожном транспорте, включая тяговые агрегаты. В данном случае, локомотивы водят тяжёлые составы по уклонам величиной до 60 тысячных (60 метров подъёма на каждые 1000 метров пути), что требует применения мощных и надёжных тормозов.

ru.wikipedia.org

Электромагнитный тормоз

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозному оборудованию. Электромагнитный тормоз содержит корпус, электромагниты, установленный на валу тормозной барабан, источник питания и источник магнитного поля. Электромагниты закреплены в верхней части корпуса друг напротив друга. Электромагнитный тормоз снабжен тормозной скобой, закрепленной в нижней части корпуса, и катушками с сердечниками, расположенными между электромагнитами радиально на тормозном барабане, выполненном разъемным из двух частей, связанными между собой проводником. Проводник намотан несколькими витками на каждую катушку и образует замкнутую электрическую цепь. Электромагниты и тормозная скоба помещены с зазором относительно тормозного барабана. Техническим результатом является увеличение тормозного усилия и исключение износа тормозных колодок за счет использования для торможения электромагнитных сил. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для быстротечного, плавного, индивидуального торможения механизмов с различного рода приводом.

Известен одноколодочный электромагнитный тормоз (патент РФ 2083889, F 16 D 49/00, опубл. 1997 г.). Сущность изобретения состоит в том, что тормоз содержит электромагнит с якорем. Прямолинейные штоки размещены в отверстиях, выполненных в корпусе электромагнита и соединены с якорем шарнирно, а с тормозной колодкой - жестко. Этим обеспечивается возможность подвода тормозной колодки при втягивании якоря в электромагнит к тормозимому шкиву. Тормоз может быть размещен между ветвями приводного ремня как в направлении продолжения вертикального диаметра тормозимого шкива, так и под углом к нему. Тормоз имеет небольшие габаритные размеры, экономичен и удобен при эксплуатации. Недостатком данного устройства является высокий износ тормозных колодок, а также низкое тормозное усилие.

Известен электромагнитный тормоз (патент РФ 2241874, F 16 D 49/00, опубл. 10.12.2004, бюл. №34). Электромагнитный тормоз, содержит электромагнит, тормозные колодки, установленный на валу тормозной барабан, согласно изобретению он снабжен пластинами из магнитотвердого материала, расположенными радиально на тормозном барабане, выполненном из немагнитного материала, а одноименные полюса пластин размещены с разных сторон тормозного барабана, электромагнитным датчиком переключения полярности, датчиком положения хода, датчиком положения педали тормоза реостатного типа, блоком управления, фазоинвертором с регулятором тока, блоком сравнения, причем блок сравнения непосредственно соединен с источником питания, а 1-й вход блока сравнения соединен через фазоинвертор и источник магнитного поля с электромагнитами, помещенными с зазором относительно тормозного барабана, 2-й вход блока сравнения соединен через датчик положения хода с электромагнитным датчиком переключения полярности, взаимодействующим с зубчатым колесом, жестко закрепленным на оси тормозного барабана, при этом число зубьев зубчатого колеса в два раза больше числа пластин из магнитотвердого материала и угол между вершинами соседних зубьев соответствует периоду изменения полярности. Изобретение характеризуется также тем, что тормозной барабан выполнен из немагнитного чугуна, а сила магнитного поля пропорциональна величине перемещения педали тормоза. Недостатком данного устройства является высокий износ тормозных колодок, а также низкое тормозное усилие, ограниченное свойствами пластин из магнитотвердого материала.

Техническим результатом изобретения является исключение износа тормозных колодок за счет использования для торможения электромагнитных сил, а также увеличение тормозного усилия.

Технический результат достигается тем, электромагнитный тормоз, содержащий электромагниты, установленный на валу тормозной барабан, источник питания и источник магнитного поля, согласно изобретению он снабжен двумя электромагнитами, закрепленными в верхней части корпуса друг напротив друга, тормозной скобой, закрепленной в нижней части корпуса, и катушками с сердечниками, расположенными между электромагнитами радиально на тормозном барабане, выполненном разъемным из двух частей, связанными между собой проводником, намотанным несколькими витками на каждую катушку и образующим замкнутую электрическую цепь, при этом электромагниты и тормозная скоба помещены с зазором относительно тормозного барабана.

Технический результат достигается также тем, что тормозная скоба выполнена из трансформаторного железа.

Технический результат достигается также тем, что проводник, образующий замкнутую электрическую цепь, выполнен с термостойкой изоляцией.

Технический результат достигается также тем, что катушки с сердечниками выполнены с термостойкой изоляцией.

Технический результат достигается также тем, что в качестве источника питания используют источник переменного тока, и в электрическую цепь включен трансформатор.

Технический результат достигается также тем, что в качестве источника питания используют источник постоянного тока и в электрическую цепь включен реостат.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяет исключить износ тормозных колодок за счет использования для торможения электромагнитных сил, а также увеличить тормозное усилие.

Электромагнитный тормоз поясняется чертежами, на фиг.1 изображена общая схема устройства, на фиг.2 изображено устройство, разрез А-А, где:

1 - тормозной барабан, выполненный разъемным из двух частей;

2 - подшипники;

3 - электромагниты;

4 - катушки с сердечниками;

5 - вал;

6 - шпильки;

7 - тормозная скоба, например из трансформаторного железа;

8 - корпус;

9 - источник магнитного поля, например управляющая обмотка;

10 - проводники;

11 - трансформатор или реостат;

12 - источник переменного электрического тока или источник постоянного электрического тока;

13 - проводник, намотанный несколькими витками на каждую катушку 4, образующий замкнутую электрическую цепь.

Электромагнитный тормоз включает корпус 8, в котором размещают тормозной барабан 1, выполненный разъемным из двух частей. Тормозной барабан 1 жестко закрепляют на валу 5, вращающемся в подшипниках 2. Части тормозного барабана 1 скрепляют между собой шпильками 6. В тормозном барабане 1 радиально размещают катушки 4 с сердечниками, расположенными с зазором между электромагнитами 3. На каждую катушку 4 наматывают несколькими витками проводник 13, образующий замкнутую электрическую цепь. В верхней части корпуса 8 жестко закрепляют друг напротив друга электромагниты 3, связанные проводниками с источником магнитного поля 9. В нижней части корпуса 8 жестко закрепляют тормозную скобу 7. Проводник 13 и катушки 4 для повышения эксплуатационных свойств могут быть выполнены в термостойкой изоляции. При использовании источника 12 переменного электрического поля в электрическую цепь включают трансформатор 11, а при использовании источника 12 постоянного тока в цепь включают реостат 11. Электромагниты 3 и тормозную скобу 7 размещают с зазором относительно тормозного барабана 1, принимаемым с учетом обеспечения наиболее рационального взаимодействия их друг с другом для обеспечения достаточного тормозного усилия.

Электромагнитный тормоз работает следующим образом, например при оснащении им автомобиля. При нажатии педали тормоза ток, например от источника переменного электрического поля 12 через трансформатор 11 подают к источнику магнитного поля 9, связанному с электромагнитами 3. При вращении тормозного барабана 1 с помещенными внутри него катушками 4 с сердечниками возникает магнитное поле в замкнутой цепи, образованной проводником 13. Это магнитное поле, взаимодействуя с тормозной скобой 7, вызывает силы, приводящие к остановке тормозного барабана 1. Сила торможения регулируется с помощью реостата 11 или трансформатора 11.

Применение электромагнитного тормоза обеспечивает следующие преимущества:

- исключений износа тормозных колодок за счет отсутствия элементов трения;

- увеличение тормозного усилия;

- повышение безопасности торможения.

1. Электромагнитный тормоз, содержащий корпус, электромагниты, установленный на валу тормозной барабан, источник питания и источник магнитного поля, отличающийся тем, что электромагниты закреплены в верхней части корпуса напротив друг друга, при этом он снабжен тормозной скобой, закрепленной в нижней части корпуса, и катушками с сердечниками, расположенными между электромагнитами радиально на тормозном барабане, выполненном разъемным из двух частей, связанными между собой проводником, намотанным несколькими витками на каждую катушку и образующим замкнутую электрическую цепь, при этом электромагниты и тормозная скоба помещены с зазором относительно тормозного барабана.

2. Электромагнитный тормоз по п.1, отличающийся тем, что тормозная скоба выполнена из трансформаторного железа.

3. Электромагнитный тормоз по п.1, отличающийся тем, что проводник, образующий замкнутую электрическую цепь, выполнен с термостойкой изоляцией.

4. Электромагнитный тормоз по п.1, отличающийся тем, что катушки с сердечниками выполнены с термостойкой изоляцией.

5. Электромагнитный тормоз по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника питания используют источник переменного тока и в электрическую цепь включен трансформатор.

6. Электромагнитный тормоз по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника питания используют источник постоянного тока и в электрическую цепь включен реостат.

www.findpatent.ru

Тормозные электромагниты мостовых кранов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Электрическое оборудование

Тормозные электромагниты мостовых кранов

Основное требование к механизмам подъемных кранов заключается в обеспечении возможности производить большое число пусков и остановок в час. Такую подвижность механизма можно получить только за счет большого ускорения во время пуска и быстрого торможения при остановке. В связи с этим тормозные устройства являются одной из необходимых частей кранов.

Помимо назначения тормоза максимально ускорять остановку механизма, т. е. поглощать кинетическую энергию его движущихся масс, тормоза требуются, чтобы удерживать механизмы в состоянии покоя во время остановки двигателя. Например, все механизмы подъема обязательно должны быть снабжены тормозами во избежание самоспуска поднятого груза после остановки двигателя.

Нужны тормоза также и для автоматической остановки моста или тележки крана после перехода ими предельных положений и срабатывания конечных выключателей. В ряде схем прибегают к комбинированной системе торможения, при которой с помощью электрического торможения доводят частоту вращения электродвигателя почти до нуля и затем окончательно удерживают механизм механическим тормозом.

Для освобождения или затормаживания механизмов применяют дистанционное электрическое управление.

Для подъемных кранов с электрическим приводом управление тормозами осуществляется с помощью тормозных электромагнитов. В наиболее распространенной в краностроении конструкции колодочного или ленточного тормоза в качестве управляющего органа предусмотрен электромагнит.При включении тормозного электромагнита колодки или лента тормоза разжимаются и механизм освобождается. После отключения магнита и отпадания его якоря или сердечника шкив затормаживается под действием пружины или груза, затягивающих колодки или ленту. При такой системе торможения достигается автоматическая работа тормоза без усложнения электрической схемы управления.

При всякой остановке электродвигателя, намеренной или вызванной какими-либо повреждениями, тормоз автоматически закрывается и механизм тормозится. Отключение главного рубильника при уходе крановщика из кабины управления автоматически вызовет затормаживание всех электродвигателей крана.

В зависимости от рода тока тормозные электромагниты делятся на следующие типы: 1) переменного трехфазного тока — тип КМТ; 2) переменного однофазного тока — тип МО; 3) постоянного тока — типы КМП, ВМ, МП и А.

Тормозные электромагниты изготовляют коротко- и длинноходовыми. Ходом электромагнита называется расстояние, на которое перемещается подвижная часть электромагнита при включении я- отключении тока. Ход У разных электромагнитов колеблется в пределах 10— 150 мм.

При установке электромагнитов стремятся использовать неполный ход магнита, чтобы оставался запас не менее 10% в нижнем положении якоря для его опускания по мере срабатывания колодок.

Рис. 5.15. Тормозной электромагнит постоянного тока типа КМП1— корпус; 2 — катушка; 3 — направляющая немагнитная втулка; 4 — подвижной якорь; 5 — регулировочный винт

Тормозные электромагниты постоянного тока изготовляют для параллельного или последовательного соединения с электродвигателем. Электромагнит постоянного тока типа КМП (рис. 5.15) представляет собой стальной или чугунный цилиндр, внутри которого помещены катушка и подвижной якорь из мягкой стали. На нижней части корпуса имеются лапы для крепления к механической части тормоза. Для того чтобы сила тяги в начале и конце движения якоря была равномерной, сердечник магнита и противолежащий ему упор на крышке делают конической формы. Сердечник свободно скользит в направляющей втулке из немагнитного металла. Для смягчения ударов служит воздушный буфер. Ток подводится к клеммной коробке в нижней части корпуса. Катушки электромагнитов параллельного включения выполняются из тонкой изолированной проволоки с большим числом витков и обладают большой индуктивностью. В связи с этим к зажимам такого электромагнита подключается гасящее или разрядное сопротивление, снижающее перенапряжения, возникающие при его отключении.

Для электромагнитов последовательного включения не требуется разрядного сопротивления, поскольку имеется катушка из толстой проволоки с малым числом витков. По конструкции они не отличаются от электромагнитов параллельного включения. Этим электромагнитам свойствен один существенный недостаток, ограничивающий область их применения: изменение тока двигателя при подъеме различных грузов влечет за собой изменение и втягивающего усилия.

В связи с этим они регулируются на срабатывание при самом малом токе двигателя. Номинальное тяговое усилие магнитов параллельного включения гарантируется при падении напряжения до 10%.

Тормозные электромагниты переменного тока типа КМТ являются длинноходовыми и применяются для грузовых тормозов. Магнитопровод трехфазного магнита схож с сердечником трехфазного трансформатора. Он набирается из листов трансформаторного железа для уменьшения потерь от вихревых токов. Верхняя часть магнито-провода неподвижна, укреплена на корпусе, а нижняя может двигаться и во включенном состоянии плотно прижимается к верхней (рис. 5.16). Чугунный корпус состоит из двух частей, соединенных между собой болтами. На верхней части сердечника укреплены три катушки. Выводы катушек подводятся к клеммному щитку, установленному на боковой стенке корпуса. Сердечник может свободно перемещаться в вертикальном направлении, при движении он давит на шток находящегося внутри цилиндра плотно пригнанного к нему поршня. В свою очередь, поршень при движении сжимает воздух в цилиндре, что смягчает удары при включении и отключении магнита.

Рис. 5.16. Тормозной электромагнит трехфазного тока типа КМТ1 — регулировочный винт буфера; 2 — подвижная часть; 3 — клеммная коробка; 4 — катушки; 5 — цилиндр воздушного буфера; 6 — поршень буфера

Работа воздушного буфера регулируется винтом, изменяющим при завинчивании площадь сечения воздушного канала, соединяющего полости над и под поршнем. Для сцеплений штока магнита с механическими деталями тормоза в нем сделаны два отверстия под углом 90° относительно друг друга.При втягивании подвижной части сердечника в ее крайнем положении не должно быть зазора между подвижной и неподвижной частями. Попадание грязи и пыли на торцовые части сердечника ведет к образованию зазора, сердечник плотно не смыкается, вследствие чего ток резко возрастает и катушка перегревается, что может привести к ее перегоранию.

Тормозные электромагниты однофазного переменного тока типа МО имеют одну катушку, насаженную на неподвижную часть магнитопровода (рис. 5.17). Подвижная часть отжимается от неподвижной специальной пружиной. При включении катушки возбуждается магнитный поток, подвижная часть притягивается к неподвижной, преодолевая силу пружины, и нажимает на шток тормоза. При отключении тока подвижная часть отходит от неподвижной под действием пружины, тормоз закрывается и механизм затормаживается.

Для устранения вибрации в магнитах типа МО применяют успокоитель в виде короткозамкнутого витка или кольца из толстой медной проволоки, вставленного в пазы подвижной части магнитопровода. Под действием переменного магнитного потока в этом витке индуктируется своя ЭДС и возникает довольно значительный ток, протекающий по короткозамкнутому витку. Благодаря этому электромагнит работает спокойно, без шума. При разрыве короткозамкнутого витка тормозной магнит будет сильно гудеть.

Известно, что при протекании тока по проводнику вокруг него возникает магнитное поле. Короткозамкну-тый виток во время работы также создает магнитное поле, сдвинутое во времени по отношению к магнитному полю рабочей катушки электромагнита, питаемой переменным током. Магнитный поток изменяется с той же частотой, что и переменный ток.

Магнитный поток от короткозамкнутого витка сдвинут по отношению к основному потоку на 90°. Это значит, что поток короткозамкнутого витка во время спада основного магнитного потока возрастает и помогает удерживать сердечник в притянутом состоянии. Такое подмагничива-ние уменьшает вибрацию сердечника, поэтому коротко-замкнутый виток, применяемый в катушках переменного тока, называется успокоителем.

При тяжелом режиме работы нежелательно использовать электромагниты типа МО ввиду их быстрого износа. В этих случаях устанавливают магниты постоянного тока типов МП и А, питаемые от выпрямителя.

Полезную работу электромагнит совершает только при передвижении якоря; остальное время вся мощность, потребляемая из сети, затрачивается в магнитах постоянного тока на нагрев катушки. Теплота, выделяющаяся в катушке, должна быть отдана окружающей среде через охлаждающую поверхность корпуса. От медной обмотки катушки теплота передается поверхности корпуса как через воздушную прослойку между наружной поверхностью катушки, так и через латунный каркас катушки, вплотную соприкасающийся с направляющей трубой сердечника и через нее с корпусом магнита.

В отличие от электромагнитов постоянного тока в магнитах переменного тока очагами возникновения потерь и вследствие этого тепловыми очагами являются и катушки, и железо магнитопровода, причем причины образования потерь в этих местах различны. В то время как катушки больше всего нагреваются в момент включения, железо находится в худших условиях, когда магнито-провод замкнут и поток в нем достигает максимального значения.

Для электромагнитов типа КМТ кратность пускового тока составляет 10—30, типа МО — примерно 5—6.

Нормальными условиями работы магнита типа КМТ являются следующие: ПВ = 25% и 150 включений в час. Если число включений в час увеличивается, то соответственно возрастает нагрев катушек, так как большее число раз по ним проходит пусковой ток. Для того чтобы избежать повышенного нагрева, необходимо укоротить ход якоря согласно паспортным данным завода-изготовителя. При этом пусковой ток уменьшается почти пропорционально укорочению хода якоря.

Всем электромагнитам постоянного и переменного тока свойствен существенный недостаток: в начале движения якоря, когда требуется наибольшее усилие, магниты дают наименьшее усилие, а в конце хода, когда необходимо уменьшить усилие для ослабления удара, магнит развивает наибольшую силу.У тормозных электромагнитов переменного тока могут сгореть катушки, если магнит включен, а сердечник не замкнулся по какой-либо причине (например, вследствие перекоса или заклинивания, а также при попадании грязи на поверхности ярма и сердечника). Ток при незамкнутом сердечнике будет в несколько раз большим, чем при замкнутом.

В настоящее время широкое распространение на кранах получают электрогидравлические толкатели (ЭГТ), свободные от недостатков, присущих электромагнитам, и обладающие большей надежностью.

Электрогидравлические толкатели по сравнению с электромагнитами имеют ряд преимуществ: – повышенную износоустойчивость; – малый расход меди (обмоточных проводов), в некоторых типах ЭГТ этот расход уменьшается в 10—12 раз; – значительное снижение массы; – однотипность исполнения, так как толкатели можно использовать в любом режиме ПВ = 100%; – значительное снижение пусковой мощности и расхода электроэнергии; – плавность процесса торможения и отсутствие ударов при включении и отключении, обусловливаемые гидравлической схемой толкателя и повышающие срок службы тормозов и тормозных накладок; – нечувствительность толкателя к возможным заклиниваниям механизма в любой точке хода штока, что недопустимо даже кратковременно в электромагнитах переменного тока, так как приводит к сгоранию катушек из-за большой силы тока.

Электрогидравлические толкатели предназначены для работы в следующих условиях: допустимое длительное колебание напряжения 85—105% номинального, кратковременное — до 100%; температура окружающего воздуха не выше 50 °С и не ниже — 40 °С; относительная влажность окружающего воздуха не более 90% при температуре 20 °С и не выше 50% при 40 °С.

Электрогидравлические толкатели изготовляют на усилия 160—180 Н в одноштоковом исполнении с погруженным в рабочую жидкость электродвигателем. Они подобны по конструкции и различаются лишь отдельными конструктивными элементами. Толкатели на усилия 1600, 3000 и 6000 Н изготовляют в двухштоковом исполнении с непогруженным электродвигателем, расположенным в верхней части толкателя над гидравлической частью и изолированным от рабочей жидкости.Одноштоковые толкатели состоят из электродвигателя, активная часть которого погружена в рабочую жидкость, корпуса, центробежного насоса, поршня со штоком и цилиндра. Электродвигатель толкателя закрытый, с естественным охлаждением, маслонаполненный, фланцевого исполнения. Статор с обмоткой пропитан изоляционным маслостойким лаком, цементирующим обмотку. Сердечник ротора с короткозамкнутой алюминиевой обмоткой напрессован на вал двигателя. Выводное устройство электродвигателя состоит из панели с контактными зажимами, изготовленной из маслостойкого пресс-порошка, крышки выводной коробки и уплотнения из маслостойкой резины. Шток толкателя имеет в верхней части отверстие для присоединения толкателя к рабочему органу управляемого механизма. Поворотом штока можно ориентировать отверстие в любом направлении. Крепление толкателей к опоре шарнирное, осуществляемое через отверстия в проушинах нижней части корпуса.

Электрогидравлические толкатели устанавливают на специально спроектированные тормоза под толкатели, которые не взаимозаменяемы с тормозами под электромагниты. В связи с тем что в эксплуатации находится большое количество тормозов ТКТ-300 с электромагнитами МО-300Б, производство которых прекращено, рекомендуется подвергать тормоз ТКТ-300 переделке, чтобы установить на нем электрогидравлический толкатель типа ТГМ-50 вместо электромагнита МО-300Б. Переделка заключается в том, что с тормоза снимают электромагнит МО-300Б и на рычаг тормоза крепят кронштейн, на который устанавливают ЭГТ.

Электрогидравлический толкатель в одноштоковом исполнении (рис. 5.18) состоит из корпуса с крышкой, центробежного насоса, который приводит в действие электродвигатель, поршня со штоком и цилиндра.

Центробежное колесо насоса с односторонним всасыванием закреплено на валу электродвигателя. В конструкции колеса насоса применены прямые радиальные лопатки, обеспечивающие нормальную работу толкателя независимо от направления вращения. При включении электродвигателя центробежное колесо, вращаясь, создает избыточное давление под поршнем и поршень поднимается вместе со штоком до верхнего положения.

Рис. 5.18. Электрогидравлический толкатель

При этом масло над поршнем протекает через каналы между цилиндром и корпусом к нижней части центробежного колеса. Поршень остается в верхнем положении до тех пор, пока работает насос. При отключении электродвигателя центробежное колесо останавливается, исчезает избыточное давление и поршень со штоком под действием внешней нагрузки и собственной массы опускается в нижнее положение, перепуская рабочую жидкость из полости под поршнем в полость над поршнем; при этом обслуживаемый тормозной механизм приводится в исходное положение.

Рис. 5.19. Электрогидравлический толкатель ТГМ-50 с тормозом ТКТ-300

В верхней части корпуса или крышки толкателя предусмотрено отверстие с пробкой для заливки рабочей жидкости; отверстие с пробкой в нижней части предназначено для слива рабочей жидкости. Все резиновые уплотнения выполнены из маслостойкой резины. Их назначение — защищать места сопряжения деталей оболочки от проникновения рабочей жидкости.

Как указано выше, рекомендуется переделывать тормоз типа ТКТ-300 и устанавливать на нем электрогидравлический толкатель типа ТГМ-50 вместо электромагнита МО-ЗООБ. На рис. 5.19 показан пример установки этого ЭГТ вместо электромагнита типа МО-ЗООБ.

Электрогидравлические толкатели постепенно вытесняют электромагниты, несмотря на простоту их конструкции. Это объясняется тем, что при использовании ЭГТ достигается значительная экономия черных и цветных металлов, резко уменьшаются пусковые токи, ЭГТ менее чувствительны к перегрузкам, потребляемая мощность не зависит от положения поршня и внешнего усилия на штоке.

Первые ЭГТ не были свободны от некоторых недостатков, но последние модернизированные ЭГТ типа ТГМ широко применяются и работают вполне удовлетворительно.

Из сравнительных технических данных, приведенных в табл. 5.6, видно, что потребность в обмоточной меди электромагнитов значительно выше по сравнению с ЭГТ, а так как в настоящее время наша промышленность еще изготовляет около 150 тыс. тормозных электромагнитов в год, при полном переходе на ЭГТ будет достигнута существенная экономия меди.

Таблица 5.6 Сравнительные технические данные электромагнитов и ЭГТ

Основные технические данные ЭГТ представлены в табл. 5.7.

Перед установкой толкатель следует расконсервировать, проверить сопротивление изоляции обмотки статора относительно корпуса электродвигателя и между фазами обмотки. Проверку изоляции следует производить мегомметром с напряжением 500 В. Сопротивление изоляции в холодном состоянии должно быть не менее 20 МОм. При меньшем сопротивлении изоляции двигатель нужно просушить при температуре не выше 100 °С, предварительно сняв его с толкателя.

Таблица 5.7Основные технические данные электрогидравлических толкателей

В горячем состоянии сопротивление изоляции должно быть не ниже 0,5 МОм. Далее нужно проверить, полностью ли заполнен толкатель рабочей жидкостью (трансформаторным маслом), и при необходимости долить сухое трансформаторное масло. Масло должно обладать электроизоляционным свойством — пробивное напряжение его должно быть не менее 20 кВ/мм. Причиной снижения пробивного напряжения может быть только попадание влаги или проводящей жидкости в масло. В этом случае масло требуется заменить, проверив изоляцию обмоток.

Электрогидравлический толкатель наполняется маслом в вертикальном положении через отверстие в крышке. Масло заливают через сетку-фильтр, чтобы твердые частицы не попали внутрь толкателя. При заполнении толкателя маслом воздух должен быть полностью удален из-под поршня и из электродвигателя. Для этого через 2—3 мин после заполнения толкателя маслом до максимального уровня закрывают пробкой отверстие и включают толкатель кратковременно несколько раз с нагрузкой на штоке, затем доливают масло до тех пор, пока он не начнет подниматься по наливному каналу. При заливке масла меньше нормы толкатель будет работать в неустойчивом режиме или шток вообще не поднимается.

Трансформаторное масло является рабочей жидкостью для всех типов толкателей. Однако при температуре от —40 до 10 °С толкатели ТЭГ-16 и ТЭГ-25 должны работать на масле ПГ-271, а толкатели ТГМ-25, ТГМ-50 и ТГМ-80 при температуре от —40 до 15 °С — на масле АМГ-10.

При отсутствии масла ПГ-271 и АМГ-10 толкатели могут работать при пониженных температурах на трансформаторном масле. В этом случае время рабочего хода толкателя при первых включениях несколько увеличится вследствие повышения вязкости масла. Чтобы снизить вязкость масла, необходимо несколько раз кратковременно включить толкатель на 10—20 ее интервалами 1—2 мин; масло немного разогреется, и толкатель будет работать нормально.

Нормальное рабочее положение толкателя вертикальное, штоком вверх, так как вверху расположен воздушный компенсатор. Допустимо отклонение аппарата от вертикали не более 15°, при больших отклонениях рабочая жидкость может смешаться с воздухом компенсатора, что приведет к некоторому снижению усилия на штоке и увеличению времени рабочего хода.

При работе на открытом воздухе ЭГТ необходимо защищать кожухом от прямого попадания атмосферных осадков, чтобы влага с крышки толкателя не могла быть втянута внутрь аппарата при обратном ходе штока. При установке ЭГТ на тормозе ход поршня должен использоваться на 2/3, чтобы по мере износа тормозных лент, когда ход поршня станет близким к номинальному, можно было произвести регулировку тормоза. В противном случае при износе тормозных накладок тормоз замыкаться не будет.

Через каждые три-четыре месяца необходимо проверять уровень масла и его качество. Масло в процессе эксплуатации стареет, в результате чего ухудшаются его электроизоляционные и смазочные свойства, увеличивается вязкость, масло темнеет. Поскольку процесс старения протекает неинтенсивно, з течение нескольких лет, вполне достаточно менять масло через два-три года. Возможные неисправности толкателей и способы их устранения приведены в табл. 5.8.

Таблица 5.8Возможные неисправности толкателя и их устранение

Читать далее: Концевые выключатели и токоподвод мостового крана

Категория: - Электрическое оборудование

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Электромагнитный тормоз

Нагрузка исследуемого асинхронного двигателя осуществляется посредством электромагнитного тормоза ЭТ (рис. 8), состоящего из магнитной системы и стального диска. В магнитную систему входят магнитопровод и обмотка ОВТ (обмотка возбуждения тормоза). Диск находится на одном валу с электродвигателем и приводится последним во вращение.

Принцип действия тормоза основан на создании тормозящего момента от взаимодействия вихревых токов стального диска с магнитным потоком обмотки ОВТ, возбужденным постоянным током.

Магнитная система может поворачиваться относительно вала диска, причем угол ее поворота зависит от момента нагрузки на двигатель. Шкала тормоза, отградуированная в единицах вращающего момента, позволяет производить отсчет нагрузки электродвигателя в Н∙м.

Рис. 8

Порядок выполнения работы

Внимание!

При выполнении работы соблюдайте правила техники безопасности, изложенные в инструкции на рабочем месте!

НЕ ВКЛЮЧАЙТЕ СХЕМУ, НЕ ПРОВЕРЕННУЮ РУКОВОДИТЕЛЕМ ЗАНЯТИЙ!!!

  1. Ознакомиться с оборудованием и приборами установки для исследования двигателя.

НАЙТИ:

а) Клеммный щиток асинхронного двигателя с фазным ротором типа МКА-13, ознакомиться с расположением зажимов обмотки статора: и зажимов обмотки ротора , , .

б) электромагнитный тормоз «ЭТ», находящийся на одном валу с двигателем, и реостат тормоза .

в) трехфазный пускорегулирующий реостат ;

г) измерительные приборы: амперметр, вольтметр, ваттметр;

д) датчик и индикатор электротахометра;

е) клеммы А, В, С на лабораторном щите и автомат А4;

ж) клеммы (+), (―) 110 В на лабораторном щите и автомат А2.

2. Ознакомиться с технической характеристикой двигателя по паспорту.

В отчете указать основные данные (тип, мощность, напряжение, ток, частота, частота вращения ротора, КПД, коэффициент мощности, Э.Д.С. и ток ротора).

3.Ознакомиться с электротахометром.

Индикатор электротахометра имеет две стрелки: меньшая стрелка показывает целые тысячи оборотов в минуту, большая стрелка ― сотни оборотов.

4. Собрать схему для исследования двигателя (рис. 8).

5. Записать основные технические данные измерительных приборов в таблицу 1.

Таблица 1.

Наименование

прибора

Предел

измерений

Класс

точности

Система

прибора

Примечание

Амперметр

Ваттметр

Вольтметр

Амперметр

6. Подготовить двигатель к пуску:

6.1. Рукоятку реостата тормоза поставить в положение «откл».

6.2. Движок реостата поставить в положение .

7. Дать схему на проверку руководителю занятий.

8. После проверки схемы руководителем и ПОЛУЧЕНИЯ РАЗРЕШЕНИЯ НА ВКЛЮЧЕНИЕ включить автомат А2 и реостатом установить ток = 0,7 А.

9. Снять данные для построения пусковой диаграммы.

9.1. Включить автомат А4.

9.2. Замерить бросок линейного тока в момент перевода рукоятки из положения «откл» в положение , т.е. при = 0.

9.3. Дождавшись установившейся работы двигателя на данной ступени (стрелка тахометра перестает перемещаться), замерить максимальное значение частоты вращения и соответствующее ему минимальное значение линейного тока . Результат занести в первую строку таблицы 2 (1-я ступень).

9.4. Выполнить подобные замеры для остальных пусковых ступеней (при переходе рукоятки реостата из положения «» в положение 3, из 3 в положение 2 и т.д.). Данные измерений занести в таблицу 2.

Минимальное значение частоты вращения данной ступени равно максимальному ее значению на предыдущей ступени, т.е. переход двигателя с одной характеристики на другую происходит при n = const.

10. Выключить двигатель в последовательности:

10.1. Перевести движок в положение «» и отключить автомат А2.

10.2. Перевести рукоятку реостата в положение «откл.»

10.3. Отключить автомат А4.

11. Показать данные таблицы 2 преподавателю.

12. Пустить двигатель в ход.

Пуск двигателя производится в последовательности:

12.1. Включить автомат А4 на щите.

12.2. Плавно, неторопливо перевести рукоятку реостата из положения «откл.» в положение « = 0».

13. Исследовать работу двигателя на естественной механической характеристике (при = 0).

13.1. Заполнить первую строку таблицы 3 данными режима холостого хода двигателя.

13.2. Убедившись, что движок находится в положении «», включить А2.

13.3. Устанавливая реостатом указанные в таблице 3 значения тормозящего момента на валу двигателя, заполнить остальные строки таблицы.

14. Исследовать работу двигателя на искусственной механической характеристике, соответствующей сопротивлению .

14.1. Не останавливая двигатель, перевести движок в положение «» и отключить А2.

14.2. Перевести рукоятку реостата в положение «».

14.3. Заполнить первую строку таблицы 4 данными режима холостого хода.

15. Выключите двигатель в последовательности, указанной в п.10.

16. Исследовать способ регулирования частоты вращения изменением скольжения s (введением в цепь ротора активного сопротивления ).

16.1. Пустить двигатель в ход в последовательности, указанной в п.12.

16.2. Убедившись, что движок находится в положении «», включить А2.

16.3. Установить тормозящий момент на валу двигателя М = 5 Нм.

16.4. Заполнить первую строку таблицы 5.

16.5. Переводя последовательно рукоятку реостата в положение 1, 2, 3, и поддерживая постоянный момент на валу М = 5 Нм, заполнить остальные строки таблицы 5.

17. Выключить двигатель в последовательности, указанной в п.10.

18. Показать преподавателю данные проведенных исследований.

Таблица 2.

№ № п/п

Положение рукоятки

реостата

Пусковые ступени

Измерено

об/мин

А

об/мин

А

1

2

3

4

5

3

2

1

= 0

1-я ступень

2-я ступень

3-я ступень

4-я ступень

Естеств. хар-ка

Таблица 3.

№ № п/п

Измерено

Подсчитано

Примечание

M

=

η

s

cos

Н.м.

об/мин.

А

В

Вт

Вт

Вт

%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

Таблица 4.

№ № п/п

Измерено

Подсчитано

Примечание

M

=

η

s

cos

Н.м.

об/мин.

А

В

Вт

Вт

Вт

%

1

2

3

4

5

6

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Таблица 5.

Положение рукоятки реостата

Измерено

Подсчитано

Примечание

M

=

η

s

cos

Н.м.

об/мин.

А

В

Вт

Вт

Вт

%

= 0

1

2

3

studfiles.net

Тормозные электромагниты. Типы тормозных электромагнитов.

Замыкающая сила в современных конструкциях колодочных тормозов создается в большинстве с помощью сжатой пружины. Применение специального замыкающего груза вследствие его значительной инерции, приводящей к увеличению времени замыкания и размыкания тормоза, ограничено. Такие устройства встречаются лишь в некоторых малонагруженных тормозах.

Тормозные электромагниты

В качестве размыкающего устройства (привода рычажной системы тормоза) используются специальные тормозные электромагниты, электрогидравлические и электромеханические толкатели, включаемые параллельно двигателю механизма. Размыкание тормоза происходит одновременно с включением приводного двигателя. При выключении питания двигатель выключается, а тормоз под действием замыкающей силы останавливает механизм.

Типы тормозных электромагнитов

В отечественном подъемно-транспортном машиностроении применяют специально разработанные тормозные крановые электромагниты постоянного тока типа КМП и МП и переменного тока типа КМТ и МО-Б. В тормозах электроталей и некоторых других типов грузоподъемных машин находят применение однофазные электромагниты переменного тока серий МИС-Е и МТ, изготовляемые для нужд станкостроительной промышленности.

Тормозной электромагнит переменного тока типа КМТ

Рис. 1

Для примера на рисунке 1 изображен электромагнит переменного тока типа КМТ, состоящий из стального или чугунного корпуса 1, внутри которого помещаются катушки 2 и Ш-образный якорь 6. Для присоединения якоря магнита к рычажной системе тормоза на конце штока 5, соединенного с якорем, предусмотрено отверстие 4. Питание катушки магнита производится через разъемы клеммовой доски 7. У магнитов больших размеров (КМТ-6 и КМТ-7) в нижней части корпуса расположен воздушный демпфер 8, смягчающий удары при включении и выключении магнита.

Колодочный тормоз ТКТ с приводом от электромагнита МО-Б

Рис. 2

Эти магниты, ранее широко использовавшиеся для привода тормозов подъемно-транспортных машин, в новых конструкциях колодочных тормозов не применяются из-за их недостаточной надежности, но встречаются в конструциях ленточных тормозов.

Для колодочных тормозов применяются главным образом электромагниты типа МП и МО-Б, отличающиеся малым ходом якоря. Они предназначены для установки непосредственно на тормозном рычаге, например, тормозов ТКТ и ТКП (рис. 2). Замыкание тормоза осуществляется основной замыкающей пружиной 5, предварительное сжатие которой для получения необходимой силы замыкания производится гайкой 11 и контргайкой 10. размыкается тормоз электромагнитом 7, укрепленном на тормозном рычаге 6. Якорь электромагнита надавливает на шток 1 тормоза и разводит оба рычага, освобождая тормозной шкив. Между скобой основной пружины и рычагом 3 установлена вспомогательная пружина 4. Эта пружина служит для разведения рычагов тормоза при его размыкании. Для размыкания тормоза при обесточенном электромагните, например с целью замены изношенных фрикционных накладок на колодках используется гайка 9, отводимая по штоку 1 до упора в рычаг 6. Фиксация колодок относительно тормозного рычага, исключающая трение колодок о шкив при разомкнутом тормозе осуществляется штыревыми пружинными фиксаторами 12, заложенными в тело рычагов 3 и 6. Равномерность отхода обеих колодок от шкива достигается установкой винта 8. Восстановление нормального зазора между шкивом и колодкой по мере износа фрикционного материала производится гайкой 2. Конструкции отдельных узлов тормоза показаны на разрезах и сечениях рисунка 2.

Параметры колодочных тормозов при ПВ = 40% с приводом от этих магнитов приведены в таблицах 1 и 2.

Тормоза ТКП с приводом от электромагнита МП

Табл. 1

Электромагнит постоянного тока типа МП (рис. 3, а) состоит из стального корпуса 1, внутри которого на сердечнике 3, составляющем одно целое с корпусом, помещена катушка 4.

Тормоза ТКТ с приводом от электромагнита МО-Б

Табл. 2

В центре сердечника имеется отверстие, в которое вставлена направляющая втулка 9 для штыря 8, соединенного с якорем 6, имеющим форму плоского диска.

Тормозные электромагниты

Рис. 3: а — постоянного тока типа МП; б — переменного тока типа МО-Б

Якорь закрыт снаружи защитной крышкой 5. Между якорем и крышкой расположена амортизационная пружина 7, предохраняющая якорь от выпадания и исключающая удары якоря о крышку магнита. При включении электромагнита якорь 6 притягивается к корпусу и штырь 8, нажимая на шток тормоза 2, производит разведение тормозных рычагов, размыкая тормоз. Ход таких магнитов равен 2-4 мм.

Электромагнит переменного тока типа МО-Б (рис. 3, б) представляет собой клапанный электромагнит, якорь 1 которого, поворачиваясь на оси 3, укрепленной в неподвижных щеках 4, на угол от 5˚30΄ до 7˚30΄, упором 2 надавливает на шток 5 тормоза, производя его размыкание. Катушка электромагнита укреплена на неподвижной части корпуса.

Основными характеристиками тормозных электромагнитов являются тяговая сила и длина хода (для магнитов типа КМП, КМТ и МП) или вращающий момент и угол поворота якоря (для клапанных магнитов типа МО-Б). Ход якоря или угол поворота, указываемые в паспортных данных являются максимально допустимыми величинами, при которых гарантируются указанные тяговая сила или момент. Значения хода якоря или угла поворота даны для определенной продолжительности включения ПВ. В случае большей продолжительности необходимо предусмотреть снижение тяговой силы. В паспорте на электромагниты типа КМП и КМТ тяговая сила магнита указывается без учета веса якоря.

Расчет тормозного электромагнита

Подбор тормозного электромагнита производится на основе равенства величин работы, совершаемой тяговой силой Рм (моментом Мм) магнита на размере его хода hм (угла поворота φ) и работы рабочей силы тормоза S (например, силы нажатия колодки на шкив в колодочном тормозе) на размере хода ε рабочего элемента. При размыкании тормоза якорь электромагнита перемещаясь на размер своего хода, преодолевает силу, замыкающую тормоз. При этом тормозная колодка перемещается на длину ε. Для электромагнитов с поступательным движением якоря при одноколодочном тормозе это равенство имеет вид:

где η — кпд рычажной системы тормоза (для обычных конструкций колодочных тормозов η = 0,9 ÷ 0,95), k — коэффициент использования хода якоря электромагнита, учитывающий необходимость компенсации износа фрикционного материала и шарниров рычажной системы, а также упругую деформацию рычагов для тормозов с жесткими рычагами и малым количеством шарниров k1 = 0,8 ÷ 0,85, для тормозов с большим количеством шарниров и при малой жесткости рычагов k1 = 0,6 ÷ 0,7. Таким образом, 15 ÷ 40% хода электромагнита резервируется для компенсации износа тормозной накладки и деформации рычажной системы.

Для двухколодочных тормозов N — сила нажатия колодки на шкив, ε — установочный зазор между колодкой и шкивом при разомкнутом тормозе. В этом случае уравнение принимает вид:

Для двухколодочных тормозов с электромагнитом клапанного типа уравнение имеет вид:

где φ — максимально допустимый угол поворота якоря. При использовании клапанных электромагнитов учитывают момент собственного веса якоря магнита (приведенный в паспорте), для преодоления которого увеличивают силу пружины, замыкающей тормоз.

К недостаткам тормозных электромагнитов следует отнести сравнительно низкую долговечность. Так, электромагниты МО-100Б и МО-200Б выдерживают около 1,5 включений. Кроме того, у них ограничена частота включений, составляющая для магнитов типа МО-Б 300 1/ч. Включение магнита сопровождается ударом якоря о сердечник, невозможно также регулировать скорость движения якоря, вследствие чего нельзя осуществить плавное изменение тормозного момента в процессе торможения.

www.mtomd.info

Электромагнитный тормоз

 

О П И С А Н И Е ()817900

ИЗОБ ЕтЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2782797/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Н 02 К 49/04

Гееудерстееииый комитет ао делам изебретеиий.и открытий

Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 31.03.81 (53) УДК 621.825 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. В. Дацковский и В. С. Гернер (7l ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫИ ТОРМОЗ

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электродинамическим нагрузочным устройствам роликовых испытательных стендов, применяемых для испытаний и диагностирования автомобилей на автопредприятиях, станциях и постах технического обслуживания. Изобретение может быть использовано также в электродинамических тормозах, используемых на автомобилях в качестве замедлителей.

Известны электромагнитные тормоза, применяемые в роликовых испытательных стендах, а также на автомобилях. По своей конструкции и принципу действия они представляют собой электродинамические машины с электромагнитным возбуждением, снабженные одним диском якоря, установленным между двумя рядами электромагнитов (!).

Основным недостатком вихревых тормозов этой конструкции являются неблагоприятные условия для охлаждения якоря ввиду того, что основные рабочие поверхности диска якоря закрыты деталями статора (электромагниты, корпус) для охлаждения воздухом. В результате высокого теплового напряжения якоря происходит раз2 жижение и вытекание смазки из подшип.ников, а также снижение эффективности действия тормоза.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электромагнитный тормоз, содержащий два дисковых ротора и размещенный между ними статор с электромагнитами, сердечники которых установлены в гнездах опорного диска статора (2).

Недостатком известного электромагнитного тормоза является низкая технологичность сборки. Для замены одной из катушек электромагнитов при выходе ее из строя требуется демонтировать тормоз с места его установки и производить полную разборку.

Это приводит к большим затратам времени на обслуживание и ремонт тормоза и снижению эффективности использования стенда с нагрузочным устройством такой конструкции.

Цель изобретения — повышение ремонтопригодности тормоза.

Указанная цель достигается благодаря тому, что на наружной поверхности опорного диска напротив гнезд выполнены сквозные радиальные прорези по размеру сердечников

817900 электромагHHTos, в которые установлены вкладыши, фиксирующие сердечники в гнездах.

На фиг. 1 изображено тормозное устройство; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Тормоз содержит вал 1, на котором с возможностью поворота установлен статор 2 с электромагнитами 3, сердечники 4 которых вставлены в гнезда опорного диска статора 2 и зафиксированы вкладышами 5. Вкладыши 5 имеют сечение в соответствии с прорезями и крепятся к статору 2 винтами 6.

По обе стороны статора 2 на валу 1 установлены роторы (якоря) 7.

Замена вышедшего из строя электромагнита осуществляется следующим образом.

Вывинчивают винты 6, снимают вкладыши 5 и из гнезда статора 2 через прорези вынимают вышедний из строя электромагнит 3.

Конструкция не требует полной разборки электродинамического нагрузочного устройства и его демонтажа со стенда при выходе из строя электромагнита, упрощается технология разборки-сборки, что обеспечивает более высокие ремонтопригодность

4 устройства и коэффициент использования стенда.

Формула изобретения

Электромагнитный тормоз, содержащий два дисковых ротора и размещенный между ними статор с электромагнитами, сердечники которых установлены в гнездах опорного диска статора, отличающийся тем, что, с целью повышения ремонтопригодности, на наружной поверхности опорного диска напротив гнезд выполнены сквозные радиальные прорези по.размеру сердечников электромагнитов, в которые установлены вкладыши, фиксирующие сердечники в гнездах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гапоян Д. Т., Илиев Б. П. Автомобильные электродинамические тормоза-за20 медлители. Обзор зарубежных конструкций.

НИИавтопром, М., 1972, с. 35 — 40.

2. Авторское свидетельство СССР № 622426, кл. Н 02 К 49/04, 1966.

А-А

Составитель В. Никаноров

Редактор В. Петраш Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова

Заказ 1461/74 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

   

www.findpatent.ru

Электромагнитный рельсовый тормоз

 

Изобретение относится к тормозным устройствам подвижного состава железнодорожного транспорта. В корпусе размещены магнитопроводы с обмоткой. Каждый из магнитопроводов образован двумя Г-образными сердечниками, к которым прикреплены полюсные наконечники. Обмотка охватывает ярма магнитопроводов и выполнена из отдельных катушек, размещенных на ярмах магнитопроводов с возможностью создания магнитных потоков, замыкающихся для каждого из магнитопроводов в поперечном, а для всей системы магнитопроводов - в продольном относительно движения поезда направлениях. Начальные выводы катушек, размещенных в продольном направлении на ярмах первой половины магнитопроводов, подключены к “плюсу”, а их концевые выводы - к “минусу” источника постоянного напряжения. Начальные выводы катушек, размещенных в продольном направлении на ярмах второй половины магнитопроводов, подключены к “минусу”, а их концевые выводы - к “плюсу” источника постоянного напряжения. Изобретение обеспечивает повышенное усилие притяжения между тормозом и рельсом с меньшим временем подготовки. 3 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а, точнее к тормозным устройствам подвижного состава.

Известны электромагнитные рельсовые тормоза (ЭМРТ), содержащие магнитопроводы, каждый из которых содержит по два сердечника, снабженных полюсными наконечниками, на ярмах магнитопроводов расположена обмотка, при этом все магнитопроводы с обмоткой размещены в корпусе (см., например, а.с. СССР № 334108, МПК В 61 Н 7/08, 1969 г. и а.с. СССР №518404, МПК В 61 Н 7/08, 1975 г.).

Эффективность работы данных ЭМРТ недостаточна. Это - недостаток этих электромагнитных рельсовых тормозов.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является электромагнитный рельсовый тормоз, содержащий магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками, к которым прикреплены полюсные наконечники, и обмотку, охватывающую ярма магнитопроводов, при этом все магнитопроводы с обмоткой размещены в корпусе (см., а.с. СССР №740578, МПК В 61 Н 7/08, 1980 г.). Данный ЭМРТ выбран нами в качестве прототипа.

Эффективность работы данного ЭМРТ ограничена из-за того, что магнитный поток устройства замыкается только в поперечном направлении, в котором полюсное деление электромагнитного рельсового тормоза мало и при больших зазорах магнитный поток не пересекает рельсы и не взаимодействует с ними. Это увеличивает время подготовки ЭМРТ к работе, способствует снижению его эффективности и невозможности его применения в качестве вихретокового тормоза (ВТ). Это - недостатки прототипа.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков и разработка электромагнитного рельсового тормоза с повышенным усилием притяжения между ЭМРТ и рельсом, с меньшим временем подготовки к работе и способного выполнять функции вихретокового тормоза.

Решение технической задачи достигается тем, что в электромагнитном рельсовом тормозе, содержащем магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками, к которым прикреплены полюсные наконечники, и обмотку, охватывающую ярма магнитопроводов, при этом все магнитопроводы с обмоткой размещены в корпусе, согласно изобретению обмотка выполнена из отдельных катушек, расположенных на ярмах магнитопроводов и имеющих начальные и концевые выводы, при этом начальные выводы катушек, размещенных в продольном направлении по длине ЭМРТ на первой половине магнитопроводов подключены к "плюсу", а их концевые выводы - к "минусу" источника напряжения, а начальные выводы катушек, расположенных на второй половине магнитопроводов подключены к "минусу", а их концевые выводы - к "плюсу" источника напряжения.

Порядок подключения выводов катушек обмотки ЭМРТ, при котором начальные выводы катушек, размещенных в продольном направлении по длине электромагнитного рельсового тормоза на первой половине магнитопроводов подключены к "плюсу", а их концевые выводы - к "минусу" источника напряжения, при этом начальные выводы катушек, расположенных на второй половине магнитопроводов подключены к "минусу", а их концевые выводы - к "плюсу" источника напряжения, составляет новизну данного технического решения.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематично поперечное сечение электромагнитного рельсового тормоза;

фиг. 2 - схему подключения катушек обмотки ЭМРТ к источнику напряжения;

фиг. 3 - полярность сердечников магнитопроводов ЭМРТ в продольном направлении (вид сбоку).

Электромагнитный рельсовый тормоз (фиг. 1) содержит магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками 1, к которым прикреплены полюсные наконечники 2, и обмотку, расположенную на ярмах магнитопроводов и состоящую из отдельных катушек 3, при этом магнитопроводы с катушками обмотки размещены в корпусе 4, выполненном из ферромагнитного материала (из стали).

На фиг. 2 показан порядок подключения катушек 3 обмотки ЭМРТ к источнику напряжения, который условно представлен в виде "плюса" и "минуса". Начальные "н" и концевые "к" выводы каждой катушки 3 обозначены соответственно позициями 5 и 6.

Полярность сердечников 1 в продольном направлении, образующих магнитопроводы ЭМРТ, изображена на фиг. 3. Видно, что в продольном направлении первая половина сердечников соответствует северному полюсу электромагнита, а вторая южному. При этом вся длина ЭМРТ соответствует двум полюсным делениям.

Рассмотрим принцип действия данного электромагнитного рельсового тормоза.

При опускании ЭМРТ на рельс, например, при помощи пневмоцилиндра и подключении катушек 3 его обмотки к источнику постоянного напряжения создается магнитный поток, составляющие которого будут замыкаться в поперечном и продольном движению поезда направлениях. В поперечном направлении будут замыкаться магнитные потоки каждого отдельного магнитопровода, а в продольном - магнитный поток, созданный всей системой магнитопроводов электромагнитного рельсового тормоза (фиг. 3). При прохождении магнитного потока через рельс, последний намагничивается и притягивается к полюсным наконечникам 2 Г-образных сердечников 1, из которых состоят магнитопроводы ЭМРТ. Поскольку магнитный поток замыкается в продольном и поперечном направлениях, то усилие притяжения полюсных наконечников ЭМРТ к рельсу увеличивается, а длина тормозного пути поезда сокращается. В том случае ЭМРТ работает эффективнее. Кроме того, полюсное деление ЭМРТ в продольном направлении достаточно велико и магнитный поток в этом направлении пересекает рельс при большом зазоре между рельсом и магнитопроводами электромагнитного рельсового тормоза. В этом случае создаются усилия притяжения между рельсом и ЭМРТ до того как последний будет опущен на рельсы. Это снижает время подготовки ЭМРТ к работе и он будет тормозить движущийся поезд еще до того, как его магнитопроводы коснуться рельсов. Помимо этого, если не опускать ЭМРТ на рельсы и подключить его обмотки к источнику постоянного напряжения, то данный электромагнитный рельсовый тормоз будет работать как вихретоковый тормоз, т.к. продольный магнитный поток будет пересекать рельс и при больших воздушных зазорах.

За счет замыкания магнитного потока ЭМРТ в продольном направлении, что достигается схемой подключения катушек его обмотки к источнику постоянного напряжения, предложенное устройство будет работать более эффективно, снижено время подготовки его к работе и достигнута возможность его использования в качестве вихретокового тормоза. Последнее обстоятельство расширяет функциональные возможности данного ЭМРТ.

Электромагнитный тормоз, содержащий магнитопроводы, каждый из которых образован двумя Г-образными сердечниками, к которым прикреплены полюсные наконечники, обмотку, охватывающую ярма магнитопроводов, и корпус, в котором размещены магнитопроводы с обмоткой, отличающийся тем, что обмотка выполнена из отдельных катушек, размещенных на ярмах магнитопроводов с возможностью создания магнитных потоков, замыкающихся для каждого из магнитопроводов в поперечном, а для всей системы магнитопроводов - в продольном относительно движения поезда направлениях, при этом начальные выводы катушек, размещенных в продольном направлении на ярмах первой половины магнитопроводов, подключены к “плюсу”, а их концевые выводы - к “минусу” источника постоянного напряжения, начальные выводы катушек, размещенных в продольном направлении на ярмах второй половины магнитопроводов, подключены к “минусу”, а их концевые выводы - к “плюсу” источника постоянного напряжения.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru


Смотрите также