Ленточные тормозные механизмы. Тормоз ленточный


Ленточный тормоз

1.1 Общие сведения

1.2 Кинематические схемы ленточного тормоза

1.3 Элементы ленточного тормоза

2. Патентное исследование

3. Расчетная часть

3.2 Расчет колодочно – ленточного тормоза

3.3 Силы, действующие в рычажном механизме тормоза

3.4 Тепловой расчет главного тормоза

3.5 Проверочный расчет тормозной ленты

3.6 Расчет тормозного момента ленточного тормоза с применением ЭВМ

Тормозные системы буровых лебедок предназначены для создания усилия в ведущей струне, обеспечивающего надежное удерживание в статическом состоянии колонны максимального веса, на который рассчитаны установки; поглощения мощности при спуске колонны на длину одной свечи с наибольшей допустимой скоростью, контролируемой торможением, и остановки в конце спуска; плавной подачи бурильной колонны по мере углубления скважины при бурении за счет регулирования тормозного момента.

При спуске бурильной колонны развивается большая мощность, и поглощение ее механическими тормозами ограничивается предельно допустимыми температурами, возникающими на поверхностях трения, и возможностью отвода выделяемой теплоты этими тормозами. Предельная температура поверхностей трения обычно ограничивается 500 С. При более высоких температурах резко ухудшаются фрикционные качества тормозных колодок и прочность поверхности шкива. Спуск тяжелых колонн с большой скоростью и резким торможением приводит к тому, что местная температура на поверхностях трения достигает 1000 С и более.

Для выполнения всех требуемых операций в буровых лебедках необходимо предусматривать два вида тормозов: главный тормоз (останова), вспомогательный тормоз, регулирующий скорость спуска и поглощающий часть выделяющейся при этом энергии, и специальный механизм для регулирования скорости подачи долота при бурении. [1]

1. Теоретическая часть

1.1 Общие сведения

Тормозные шкивы монтируют непосредственно на барабане лебедки, что диктуется требованиями техники безопасности работ при бурении, кроме того, это уменьшает вращающиеся массы промежуточных элементов, что делается с целью улучшения динамических качеств лебедки. В буровых лебедках можно использовать как гидравлические, так и электродинамические вспомогательные тормоза, регулирующие скорость спуска.

Как указывалось выше, главные тормоза в ряде случаев выполняют функции устройства для подачи долота. Эти устройства могут иметь разнообразные конструкции, как воздействующие на основную тормозную систему, так и представляющие собой отдельные механизмы. Следует, однако, учитывать, что главные тормоза рассчитывают на торможение крюка, движущегося со скоростью 1 – 3 м/с и поглощающего при спуске мощность до 10000 кВт, в то время как при подаче бурильной колонны скорости спуска ничтожны (до 0,03 м/с), а мощность соответственно 5 – 30 кВт. Естественно, что один и тот же механизм тормоза не может полностью удовлетворить всем требованиям в столь широком диапазоне мощностей, так как коэффициенты трения при низких скоростях нестабильны; поэтому для бурения в тяжелых условиях целесообразно проектировать лебедки с устройствами, способными осуществлять тонкое регулирование скорости спуска и подачи при проходке.

В качестве главных тормозов буровых лебедок рекомендуют использовать простые ленточные или ленточно-колодочные тормоза. Колодочные тормоза в буровых лебедках не используют из – за громоздкости. Ленточные тормоза дифференциальные и суммарные также не применяют, первые из – за резкого торможения и малого пути растормаживания, вторые из – за того, что они предназначены обычно для двустороннего торможения и не обладают способностью прогрессивного увеличения силы торможения. Требование двустороннего торможения барабана к лебедкам не предъявляют (хотя барабаны вращаются в обе стороны, но натяжение каната всегда имеет одно направление).

Тормоза буровых лебедок поглощают большую мощность, в результате чего выделяется количество теплоты, которое мгновенно нагревает поверхность трения. В связи с этим хороший отвод выделяющейся теплоты при торможении является одним из важнейших качеств тормоза лебедки.

Система водяного охлаждения с камерами, расположенными под тормозными шкивами, имеет ряд недостатков: не устраняется большая разность температур на поверхностях торможения и внутренней поверхности шкива; необходим подвод воды к вращающемуся валу лебедки и отепление системы водоподвода во избежание замерзания зимой. Поэтому системы охлаждения следует проектировать в зависимости от нагруженности тормозов с охлаждением водой или воздухом. [1]

1.2 Кинематические схемы ленточного тормоза

По конструктивному выполнению и кинематическим схемам управления ленточные тормоза буровых лебедок выполняются довольно разнообразно, хотя принципиальное устройство тормозов разных конструкций мало отличается друг от друга.

На рисунке 1 приведены различные схемы управления тормозами. Тормоз лебедки, который изображен на рисунке 1а, состоит из двух шкивов, смонтированных на барабане, которые охватываются лентами с колодками. Тормозные ленты соединены одним концом с балансиром, который служит для равномерного распределения тормозного усилия между обеими лентами; другим – коленчатым валом. На коленчатом валу с одной стороны находится тормозной рычаг управления, а одно из его колен соединено с пневматическим цилиндром, увеличивающим тормозное усилие.

1 – тормозной рычаг; 2 – шкив тормозной; 3 – барабан лебедки; 4 – лента тормоза; 5 – коленчатый вал; 6 – кран управления пневмоцилиндром; 7 пневмоцилиндр; 8 – балансир

Рисунок 1а – Тормоз лебедки, тормозной рычаг которого смонтирован на коленчатом валу

1 – тормозной рычаг; 5 – коленчатый вал; 6 – кран управления пневмоцилиндром; 7 пневмоцилиндр; 8 – балансир; 9 – ось тормозного рычага; 10 тяга

Рисунок 1б – Тормоз лебедки с дистанционным управлением

1 – тормозной рычаг; 2 – шкив тормозной; 3 – барабан лебедки; 4 – лента тормоза; 5 – коленчатый вал; 6 – кран управления пневмоцилиндром; 7 пневмоцилиндр; 8 – балансир; 9 – ось тормозного рычага; 10 – тяга; 11 – толкатель; 12 – башмак ленты; 13 – аварийный пневмоцилиндр; 14 – обратный клапан;15 – баллон с жатым воздухом

Рисунок 1в – Тормоз лебедки с дистанционным управлением

1 – тормозной рычаг; 6 – кран управления пневмоцилиндром; 7 пневмоцилиндр; 8 – балансир; 10 – тяга; 11 – толкатель; 12 – башмак ленты; 13 – аварийный пневмоцилиндр; 14 – обратный клапан;15 – баллон с жатым воздухом

Рисунок 1г – Тормоз лебедки с дистанционным управлением

Неподвижные концы лент закреплены на балансире, а подвижные, прикрепленные к шейкам коленчатого вала, при повороте его перемещаются, охватывают шкивы и прижимают к ним ленту с колодками, осуществляя тем самым торможение. Управление тормозом производят тормозными рычагами, связанными с подвижными концами лент системой рычагов и коленчатым валом. Этот вал проворачивают либо рычагом, либо поршнем пневматического цилиндра. Управление пневматическим торможением осуществляется рукояткой, находящейся на тормозном рычаге или пульте бурильщика.

Тормозной рычаг должен иметь угол поворота не более 90˚, так как при длине рычага один, два – один, шесть метров рабочий не может перемещать его на больший угол.

На рисунке 1б показана схема тормоза с дистанционным расположением тормозного рычага непосредственным соединением концов ленты к балансиру и коленчатому валу.

Согласно требованиям техники безопасности [2], независимо от расстояния, на котором находится лебедка от поста бурильщика, управление ленточным тормозом должно осуществляться механической системой; другие устройства (пневматические, электрические и т.д.) могут быть только вспомогательными.

На рисунке 1в показаны схемы тормозов также с дистанционным расположением тормозного рычага и креплением концов лент к коленчатому валу и балансиру через башмаки, которые служат для увеличения угла охвата шкивов лентами.

Тормозные системы снабжены дополнительным (аварийным) пневматическим цилиндром, связанным коленчатым валом с серьгой. Этот цилиндр может дополнительно питаться сжатым воздухом из баллона через обратный клапан и действует в случае падения давления сжатого воздуха в сети.

На рисунке 1г приведена схема тормозов с пневматической фиксацией положения тормозного рычага. Фиксация осуществляется поворотом рукоятки тормозного рычага, управляющей клапаном.

На рисунке 2 показан общий вид ленточно – колодочного тормоза с креплением концов лент через башмак и с тормозным рычагом, укрепленным на коленчатом валу. Эти валы выполняются кривошипными или эксцентриковыми. Выбор того или иного типа зависит от мощности тормоза и выбранных соотношений длины рычагов тормозной системы. Различные конструкторы эту задачу решают по-разному.

1 – рукоятка тормозного рычага; 2 – тормозной рычаг; 3 – колодка; 4 – фиксатор рычага; 5 – опора коленчатого вала; 6 – рычаги; 7 – вал коленчатый; 8 пневмоцилиндр; 9 – пружина крепления ленты; 10 – опора балансира; 11 – балансир; 12 – контргайка; 13 – тяга; 14 – крепление ленты; 15 – лента тормозная; 16 – ролик поддерживающий

Рисунок 2 – Общий вид ленточно-колодочного тормоз

Конструкция ленточно-колодочного тормоза показана на рисунке 3.

mirznanii.com

5.2.1. Ленточные тормоза

Ленточные тормоза получили в приводах судовых грузоподъемных механизмов большое распространение благодаря созданию больших тормозных моментов при малых габаритных размерах. Кроме того широкое распространение ленточных тормозов связано с удобством компоновки приводов, оборудованных радиально-поршневыми гидромоторами, в которых роль тормозного шкива выполняет корпус гидромотора (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Ленточный тормоз грузовой лебедки судового крана:

1 – тормозная лента ленточного тормоза; 2 – ; тормозной цилиндр ленточного тормоза; 3 – радиально-поршневой гидромотор

Стальная лента с фрикционными накладками охватывает шкив и в результате прижатия ее к вращающемуся шкиву происходит торможение.

Тормоз управляется электромагнитом, гидротолкателями или ножными педалями. Замыкание тормоза может быть пружинным или грузовым.

Ленточные тормоза имеют существенные недостатки:

  1. большие усилия, изгибающие вал с тормозным шкивом;

  2. неравномерный износ ленты;

  3. меньшая, чем у колодочных и дисковых, надежность из-за возможности обрыва ленты.

Определим величину силы трения между лентой и тормозным шкивом в зависимости от тормозного момента

, (5.1)

где – тормозной момент, создаваемый тормозом,

–диаметр тормозного шкива.

Соотношения между натяжениями в набегающей и сбегающей ветвях ленты определяется по формуле Эйлера (рис. 5.9 а)

, (5.2)

где f – коэффициент трения ленты о шкив;

 – угол обхвата лентой шкива, рад;

e – основание натурального логарифма.

Зависимость Эйлера также устанавливает связь между силой трения и силами натяжения в набегающей и сбегающей ветвях

, (5.3)

. (5.4)

В зависимости от закрепления концов ленты различают следующие типы ленточных тормозов (рис. 5.4): простые, дифференциальные, суммирующие.

Простой ленточный тормоз (рис 5.4 б) является тормозом одностороннего действия – тормозной момент зависит от направления вращения тормозного шкива. Он пригоден для торможения механизмов, у которых вращающий момент направлен в одну сторону. Рассмотрим равновесие рычажной системы (рис 5.4 б)

,

,

где – усилия торможения на тормозном рычаге от пружины тормозного цилиндра (или от нажатия педали). С учетом уравнения (5.4) можно записать

Рис. 5.4. Схемы ленточных тормозов:

а) усилия в ветвях; б) простой тормоз; в) дифференциальный тормоз; г) суммирующий тормоз

,

откуда получим выражение для тормозного момента

.

Дифференциальный ленточный тормоз (рис. 5.4 в) является также тормозом одностороннего действия, в котором тормозной момент создается как разность моментов сил натяжения набегающей и сбегающей ветвей. В этом тормозе крепления ленты размещаются по разные стороны от оси вращения рычага т.О. Уравнение равновесия рычага запишется в виде

,

с учетом формул (5.3) и (5.4) получим

,

,

. (5.5)

Здесь следует отметить, что при тормозной момент стремится к бесконечности, что фактически будет означать мгновенную остановку привода, это сопряжено с возникновением больших ускорений и, следовательно, сил инерции. Подобная ситуация может привести к возникновению аварий – развитию трещин в элементах конструкции их поломка. На практике ситуация может возникнуть при непостоянстве коэффициента трения.

Для нормальной работы дифференциального тормоза для исключения самозатягивания ленты должно быть соблюдено неравенство . Обычно принимают.

Недостатком этих тормозов является большой износ тормозной ленты и склонность к самозатягиванию.

Суммирующий ленточный тормоз (рис. 5.4 г) является тормозом двойного действия, у которого величина тормозного момента не зависит от направления вращения вала привода. В этом тормозе крепления ленты размещаются по одну сторону от оси вращения рычага т.О. Под действие приложенных сил тормоз будет находится в равновесии

,

с учетом формул (5.3) и (5.4) получим

,

,

. (5.6)

На судовых кранах используются суммирующие ленточные тормоза.

studfiles.net

Ленточный тормоз - часть 3

Однако в этом тормозе ввиду того, что барабан жестко устанавливается на валу испытываемого механизма, необходимо последний устанавливать в пространстве.

Известен ленточный тормоз, содержащий барабан, охватываемый тормозной лентой один конец которой закреплен на неподвижной опоре, а второй соединен с приводным механизмом, затягивающим ленту и удерживающим барабан в неподвижном состоянии.

Недостатком данного тормоза является возможность его пробуксовки, что снижает надежность. Однако известный ленточный тормоз кроме низкой надежности из – за пробуксовки имеет еще малую долговечность: происходит быстрый износ рабочего участка ленты.

Известен ленточный тормоз, который, с целью автоматического регулирования тормозного момента в процессе работы снабжен следящим приводом.

Натяжение сбегающего конца ленты и тормозной момент барабана пропорциональны степени сжатия пружины, изменяемой автоматически в зависимости от заданного профиля копиров.

Недостаток указанного ленточного тормоза является нестабильность тормозного момента из – за изменения коэффициента трения между лентой и барабаном и неравномерного износа ленты. Сложное конструктивное исполнение и сложность настройки и регулировки ограничили их широкое применение.

Целью изобретения является обеспечение компенсации погрешностей при установке испытываемого механизма на стенде.

Цель достигается тем, что ленточный тормоз снабжен рамой с двумя опорами качения, установленными с ее внутренней стороны и взаимодействующими с ободом барабана, причем опора натяжного устройства установлена на раме с ее внешней стороны. Кроме того, тормоз для его лучшего охлаждения может быть снабжен закрепленной на раме ванной с охлаждающей жидкостью, в которую погружена часть барабана с лентой.

Благодаря тому, что рама устройства находится в подвешенном состоянии относительно нагружаемого механизма и барабана, обеспечивается компенсация погрешностей установки, возможность получения стабильных нагрузок в длительном режиме и легкость регулировки величины нагрузки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных тормозных устройствах.

Цель изобретения – повышение надежности тормоза.

Указанная цель достигается тем, что ленточный тормоз, содержащий барабан, охватываемый тормозной лентой, связанной с натяжным устройством, снабжен обоймой и дополнительным барабаном с накладками для прижима ленты, при этом дополнительный барабан жестко закреплен в обойме, последняя соединена с натяжным устройством, а лента выполнена замкнутой.

Целью изобретения является создание конструкции тормоза со стабильным тормозным моментом, на работоспособность которого в процессе торможения не оказывало бы влияние изменение величины коэффициента трения.

Поставленная цель достигается тем, что в ленточном тормозе натяжное устройство выполнено в виде взаимодействующих между собой рычага, один конец которого шарнирно установлен на основании тормоза, а второй прикреплен к концам набегающей и сбегающей ветвей ленты, и подпружиненного ролика, размещенного в выполненном на основании криволинейном пазу. Кроме того, пружина, поджимающая ролик, вторым концом соединена шарнирно с натяжным узлом.

1 – тормозной барабан; 2 – тормозная лента; 3 – рама; 4 – опора качения; 5 – ветви тормозной ленты; 6 – натяжное устройство; 7 – рычаг; 8 – опора; 9 – винт;10 – опорные выступы; 11 – ванна; 12 упор

Рисунок 5 – Ленточный тормоз для имитации нагрузки механизма

1 – барабан; 2 – тормозная лента; 3 – натяжное устройство; 4 – дополнительный барабан; 5 – обойма; 6 накладка

Рисунок 6 – Ленточный тормоз

1 – барабан; 2 – тормозная лента; 3,7 – пружина; 4 – рычаг; 5 – ролик; 6 криволинейный паз; 8 – натяжное устройство

Рисунок 7 – Ленточный тормоз

3. Расчетная часть

3.1 Расчет главного тормоза. Усилия, действующие при торможении

Расчёт ведётся по методике, предложенной в литературе [1]

Исходя из исходной глубины бурения 4000м выбираем базовую модель ленточного тормоза, используемого в буровой лебедке У2 – 5 5 "Уралмашзавода". Все основные параметры ленточного тормоза сведены в таблицу 2.

В скважину спускают колонны разного веса с различными скоростями. Скорости спуска обеспечиваются вспомогательным и главным тормозами. Торможение при остановке осуществляет только главный тормоз, который поглощает в этот период всю энергию движущейся колонны и связанных с ней частей.

Нагрузки на крюке и усилие в ведущей струне каната при остановке зависит от времени и пути торможения, а также возникающих при этом динамических сил. Так как время торможения ничем не ограничивается и зависит только от оператора, во избежание возникновения чрезмерных динамических нагрузок, которые могут привести к обрыву каната, усилия на тормозных шкивах должны всегда создавать натяжение каната меньше его разрывного усилия в целом RД , Н, т. е. должно соблюдаться условие,

RД > kТ · F ∙ DT ∙ z / (DE ∙ ηЛ ) = РВ МАХ, (1)

где kТ – коэффициент запаса торможения;

F – общая тангенциальная сила трения на ободах тормозных шкивов при неподвижной колонне, кН

При проектировочных приближенных расчетах тормоз лебедки может рассматриваться как простой ленточный тормоз, расчетная схема тормоза приведена на рисунке 6а, в котором гибкая лента с фрикционной накладкой нажимает на тормозной шкив. В этом случае общая тангенциальная сила трения на ободах тормозных шкивов при неподвижной колонне определяется по формуле

F = SH SC , (2)

где SH – натяжение набегающего конца ленты, кН;

SC – натяжение сбегающего конца ленты, кН

F = 25 5 = 20 кН

DT – диаметр тормозного шкива, м,

Таблица 2 – Основные параметры ленточного тормоза буровой лебедки У2 – 5 – 5

DT = (1,65 – 2,75) DБ , (3)

DБ – диаметр барабана лебедки, м,

DT = 2,1 ∙ 0,56 = 1,18 м,

z – число тормозных лент;

DE – наибольший диаметр навивки, м;

ηЛ – к. п. д. лебедки;

РВ МАХ – расчетное максимальное усилие в ведущей струне каната, Н,

274 кН > 2∙20∙1,18∙2 / (0,53∙0,9) = 197 кН

Увеличение угла охвата шкива лентой позволяет реализовать требуемый тормозной момент при меньших габаритах тормоза, однако увеличение угла охвата связано с усложнением конструкции системы управления. Наиболее простой она получается при угле охвата шкива лентой около 5 рад. В этом случае возможно непосредственное соединение сбегающих концов тормозных лент с коленчатым валом системы управления. При большем угле охвата становиться необходимым применение шатунов между коленчатым валом и сбегающими концами лент и роликовых упоров, обеспечивающих равномерность зазора между накладками лент и шкивами при растормаживании по всей дуге контакта. В связи с этим лишь четверть лебедок зарубежного производства имеет угол охвата 320 330º, и только 10% их составляют лебедки с 345 350º. [1]

3.2 Расчет колодочно – ленточного тормоза

Расчёт ведётся по методике, предложенной в литературе [1]

В буровых лебедках применяют ленточно – колодочные тормоза, в которых вследствие деформации ленты при довольно большой толщине колодок происходят их неравномерные прилегания к поверхности шкива. В ленточно – колодочном тормозе лента нажимает на тормозной шкив через систему отдельных колодок из фрикционного материала. Такие тормоза рассчитывают, подобно ленточным, по формулам трения гибких тел. Однако сила трения в колодочно – ленточном тормозе изменяется не непрерывно, а скачкообразно, поэтому расчетные формулы при ограниченном числе колодок отличаются от формулы Эйлера.

При неограниченном возрастании числа колодок выражение для определения силы торможения будет приближаться к уравнению Эйлера.

Расчетная схема ленточно – колодочного тормоза приведена на рисунке 8, удельная нагрузка по длине колодки распределяется неравномерно, как показано на рисунке 9, и тормозной момент, создаваемый отдельной колодкой МН , Н·м

, (4)

где RБ – радиус шкива тормоза, м,

RБ = DТ / 2, (5)

RБ = 1,18/2=0,59 м,

φ – угол охвата одной тормозной колодки, рад;

ρ – угол трения, рад;

n – число колодок

Полный тормозной момент МТ , Н∙м, создаваемый тормозом на одном шкиве, можно выразить так

, (6)

а – простой ленточный; б – ленточно – колодчный; 1 – колодка; 2 – шкив; 3 – лента; 4 – рычаг; l – длина рычага; α – угол охвата; r – радиус кривошипа; ψ – угол поворота тормозного рычага; φ – угол охвата одной колодки; βС и βН – угол между сбегающей и набегающей концами ленты и тангенциальной линией; γС и γН – угол приложения тангенциальной силы на сбегающей и набегающей колодках; RБ , RО , RН , RC – радиусы наружных поверхностях барабана, колодок и лент набегающей и сбегающей

похожие статьи

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Хотите опубликовать свою статью или создать цикл из статей и лекций?Это очень просто – нужна только регистрация на сайте.

mirznanii.com

Ленточные тормозные механизмы — Мегаобучалка

Тормозная система

Предназначена для снижения скорости движения или полной остановки, а так же для удержания автомобиля или трактора на стоянках, подъемах или уклонах. В некоторых случаях на пропашных тракторах тормоза используют для выполнения крутых поворотов.

Требования, предъявляемые к тормозной системе:

- минимальный тормозной путь или максимальное установившееся замедление;

- сохранение устойчивости при торможении;

- стабильность тормозных свойств при недостаточном торможении;

- минимальное время срабатывания;

- силовое следящее действие;

- малая работа управления тормозами;

- отсутствие органолептических явлений (слуховых, обонятельных)

- надежность всех элементов;

- надежность торможения;

- хороший отвод тепла от поверхности трения;

- возможность управления движением каждой стороны трактора отдельно и обеих сторон одновременно.

Различают следующие типы тормозных систем:

- рабочая;

- стояночная;

- вспомогательная;

- запасная.

Рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости или полной остановки автомобиля или трактора. Ее действие должно распространяться на все колеса (для автомобилей) с рациональным распределением тормозного момента.

Для авто различают дваа вида рабочего торможения: экстренное, когда торможение осуществляется с наибольшей эффективностью, и служебное торможение – с умеренной интенсивностью.

Запасная рабочая система предназначена для торможения в случае отказа рабочей тормозной системы. Применение автономной запасной системы не обязательно, если ее функции может выполнить любой контур рабочей тормозной системы или стояночная тормозная система.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля или трактора неподвижными. Она должна надежно и неограниченно по времени удерживать полностью нагруженный автомобиль на уклоне не менее 160, колесный трактор – не менее 200, гусеничный – не менее 300, прицепы – не менее 120. Приведение в действие данной системы может быть осуществлено при использовании любого привода. Однако при использовании пневматического или гидравлического приводов, введу неизбежных утечек рабочего тепла, приведение в действие тормозных механизмов стояночной тормозной системы (заторможенное состояние) должно производится с помощью устройства, действующего механически.

Вспомогательная тормозная система предназначена для торможения авто или тракторов на затяжных спусках без использования обычных тормозных систем, поддерживающих скорость 30км/ч на склоне с уклоном 7%, протяженностью 6км, а в тракторах дополнительно и для выполнения крутых поворотов.

Автобусы с полной массой 5т и грузовой автомобиль с полной массой 12т оборудуются тормозами-замедлителями.

Тормозная система тракторного поезда должна обеспечивать на ровном горизонтальном участке замедление не менее 4,4м/с2. Тормозной путь зависит от массы трактора и его используемой скорости:

 

Масса трактора, т До 4т 4-6т
Максимальная скорость движения км/ч 20 30 20 30
Тормозной путь, м 6 11 6,5-11,5

 

Предельные значения этих параметров для автомобилей, движущихся со скоростью 40км/ч приведены ниже:

 

Автотранспортное средство Тормозной путь, м Замедление, м/с2 Время срабатывания
Пассажирское с числом мест не более 8 16,2 5,2 0,6
Пассажирское с числом мест более 8 21,2 4,2
Одиночное грузовое 4,0 1,2

Применяют следующие способы торможения

– тормозной системой с отъединенным от трансмиссии двигателем;

– двигателем;

– тормозной системой и двигателем.

При первом способе основной источник сопротивления движения – тормозные механизмы. При втором способе прекращают или уменьшают подачу топлива. Тогда коленчатый вал принудительно прокручивается от колес, из-за чего механические потери резко возрастают. Торможения двигателем рекомендуется применять при движении на затяжных спусках. При третьем способе интенсивность торможения значительно увеличивается.

Тормозная система состоит из тормозного механизма и тормозного привода.

Тормозные механизмы

Тормозной механизм служит для замедления вращения колес или одного из валов трансмиссии.

Тормозные механизмы классифицируются по следующим признакам:

1. по способу осуществления замедления:

- механические (фрикционные)

- гидравлические

- электрические

2. по расположению

- колесные

- трансмиссионные (центральные)

3. по форме поверхностей трения

- дисковый

- барабанный: а) колодочный

б) ленточный

Ленточные тормозные механизмы

Ленточные тормоза в качестве колесных не применяются по причине их низкой стабильности и необходимости частой регулировки.

Ленточные тормоза бывают следующих видов:

- простые;

- суммирующими;

- двойные;

- дифференциальные;

- плавающие

 

 

 

Рис 1. Простой ленточный тормоз:1– педаль; 2– тяга; 3 – двуплечий рычаг; 4 – лента; 5 – шкив; 6– регулируемый упор; 7 – вал; 8 – пружина; 9– корпус; 10 – тяга с регулировочной гайкой.

 

Простой ленточный тормоз состоит из тормозного шкива 5, соединенного с валом 7 и охватывающей стальной тормозной ленты 4 с фрикционной накладкой. Один конец ленты прикреплен к тяге с регулировочной гайкой 10 (неподвижная опора), другой – к двуплечему тормозному рычагу 3, соединенному тягой . 2 с рычагом тормозной педали 1. Оба конца ленты имеют шарнирное крепление.

При свободном положении педали пружины 8 удерживают ленту на некотором расстоянии от поверхности шкива. Провисание ленты ограничивается регулируемым упором 6.

При нажатии на педаль рычаг 3 поворачивается вокруг своей оси, затягивая ленту на шкиве, и тем самым, затормажи­вая и останавливая его. Необходимо отметить, что интенсивность торможения простого ленточного тормоза зависит от направления вращения тормозного шкива. При вращении шкива в сторону затяжки ленты (на рис. 1. показано стрелкой) за счет сил трения между фрикционной накладкой и шкивом происходит самозатягивание ленты. В результате при небольшом усилии на педали обеспечивается высокая эффективность торможения. При изменении направления вращения шкива эффективность торможения существенно уменьшается. По этой причине простые ленточные тормоза получили очень ограниченное применение. Такая конструкция применена на Т-16.

 

 

   

Рис. 2. Суммирующий ленточный тормоз

 

В суммирующем ленточном тормозе (рис. 2) оба конца тормозной ленты 9 с фрикционными накладками подвижные и крепятся к тормозному рычагу 5. В существующих кон­струкциях тормозов плечи а и в рычага 5 выбирают одинаковыми для того, чтобы тормозной момент не зависел от направления вращения тормозного барабана 1.

У данного ленточного тормоза отсутствует эффект серводействия и тормозной момент меньше, чем у простого ленточного тормоза при направлении затяжки ленты в сторону вращения тормозного ба­рабана. Суммирующие ленточные тормоза, как и простые, получили очень ограниченное применение в тракторах (применяются на трак­торе Т-40АМ).

 

Рис. 3. Двойной ленточный тормоз: 1 – суппорт, 2 – разжимной кулак

Двойной ленточный тормоз отличается от предыдущей конструкции тем, что лента связана в средней части неподвижным суппортом, который позволяет перемещаться лентам только в радиальном направлении. Этим достигается одинаковый тормозной эффект независящего от направления вращения шкива (стояночный тормоз БелАЗ-540).

 

  РИС. 3

В дифференциальном ленточном тормозе (рис. 3) оба конца тормозной ленты 9 подвижные. При повороте тормозного рычага 5 один конец ленты 9 затягивается, а другой от­пускается. Тормоз обладает высоким эффектом серводействия, что уменьшает усилие на тормозном рычаге 5, необходимое для получе­ния заданного тормозного момента. Однако, этот эффект обеспечива­ется, если направление затяжки ленты совпадает с направлением вращения тормозного барабана (на схеме показано сплошной стрел­кой), и при условии, что а < в. При вращении тормозного барабана в противоположную сторону (на схеме показано пунктирной стрелкой) тормозной момент резко снижается. По этой причине дифференци­альные ленточные тормоза практически не применяются в тракторах.

 

Рис. 4  

Плавающие ленточные тормоза получили наибо­лее широкое применение в тракторах (рис. 4). На схеме один ко­нец тормозной ленты 9 крепится к тормозному рычагу 5, а другой - к планке 10, шарнирно связанной с тормозным рычагом.

Рассмотрим работу этого тормоза. Предположим, что тормозной барабан 7 вращается против часовой стрелки. При затягивании тормо­за лента 9 вместе с рычагом 5 и планкой 10 за счет сил трения пово­рачивается относительно оси вращения барабана. В результате рычаг 5 упирается в неподвижный упор А и конец тормозной ленты, закреп­ленный на рычаге, становится неподвижным, а второй остается под­вижным. Тормоз работает с высокой эффективностью, как простой ленточный тормоз с серводействием.

При изменении направления вращения тормозного барабана (на схеме показано штриховой стрелкой) соединительная планка 10 упи­рается в неподвижный упор Б. Конец тормозной ленты, закреплен­ный на планке 10, становится неподвижным, а конец ленты, закреп­ленный на рычаге 5, остается подвижным. Тормоз работает, как и в рассмотренном выше случае с высокой эффективностью, как простой ленточный с серводействием.

Таким образом, у плавающего ленточного тормоза величина тормозного момента не зависит от направления вращения тормозного барабана. При этом обеспечивается высокая эффективность торможе­ния. Плавающие ленточные тормоза получили широкое распростра­нение в гусеничных тракторах различного назначения.

 

   

Рассмотрим наиболее часто используемое конструктивное ре­шение плавающих опор тормозной ленты (рис. 5). Для этого ис­пользуется специальная фасонная неподвижная опора 2 с пазами А и Б и трехточечный тормозной рычаг 1. Подвижные концы тормозной ленты 3 крепятся к трехточечному тормозному рычагу 1. В зависимо­сти от направления вращения тормозного барабана 4 один из концов тормозной ленты становится неподвижным в соответствующем пазу А или Б фасонной опоры 2, а другой остается подвижным. При вра­щении тормозного барабана по часовой стрелке и затягивании тормо­за неподвижным становится конец тормозной ленты в пазу Б. При вращении барабана против часо­вой стрелки неподвижным стано­вится конец ленты в пазу А,. Общий недостаток ленточ­ных тормозов всех типов - боль­шая радиальная нагрузка на вал тормозного барабана, а следова­тельно, на его подшипники. Кроме того, во всех типах ленточных тормозов фрикционная накладка изнашивается неравномерно по дуге охвата лентой тормозного барабана. В результате снижается долговечность тормоза.

В ленточных тормозах, ра­ботающих в масле, неравномер­ность изнашивания ленты сущест­венно уменьшается. При этом ее интенсивность изнашивания при­мерно на один порядок меньше, чем в сухих тормозах. По этой причине ленточные тормоза, работающие в масле, более перспектив­ны по сравнению с сухими тормозами.

Такой тип тормоза применяется на гусеничных тракторах, центральных тормозах тракторов К-700,Т-150К, Т-25А.

 

megaobuchalka.ru

как барабаны оказались эффективнее дисков — DRIVE2

Скоро исполнится сто лет с момента появления на автомобилях гидравлических тормозов – весьма почтенный возраст для технологии, применяемой до сих пор. Первый патент на технологию гидравлических тормозов на транспорте был взят Малькольмом Локхидом в 1917 году. А в 1921 году на Model A Duesenberg система уже ставилась серийно. Самое время для истории о появлении и развитии автомобильных тормозов.Тормозная система появилась задолго до автомобилей – останавливать нужно было вагоны, телеги, кареты, различные приводные системы и многое другое оборудование. В наследство от времен, когда скорость в 30 километров в час уже считалась огромной, машинам достались и технологии торможения той эпохи. Колодочные тормоза с механическим приводом на одну ось и, под конец 19 века, ленточный тормоз.

Колодка на века и недолгий век лентыКолодочные тормоза многие, наверное, видели на железной дороге, где отлично видна суть такой конструкции. Колодка просто прижимается к беговой поверхности колеса и останавливает его вращение. Нечто подобное применялось на телегах, но с поправкой на материалы. Колесо телеги обычно было деревянным или обитым стальным ободом, а колодку или же башмак изготавливали из дерева или кожи. Часто колодки как отдельного конструктивного элемента вообще не существовало, просто бревно-рычаг прижималось к колесу. Прижималась колодка к колесу с помощью обычного рычага, и работала такая система вполне исправно на протяжении многих сотен лет. Конечно, колодки надо было менять каждую сотню-другую километров, а на скоростях за 30 они могли сгореть от одного торможения, но в целом такая конструкция справлялась со своими задачами, пока не появились более скоростные локомобили и пневматические шины.

На фото: колодочный тормоз на телеге

Использование даже литых каучуковых покрышек резко уменьшало возможности работы таких тормозов: колодка должна быть мягче поверхности колеса, а что может быть мягче резины? Такая колодка сотрется моментально. В общем, если на грузовиках и машинах с деревянными и стальными ободными колесами колодочные тормоза еще немного задержались, то на сравнительно быстрых автомобилях с ДВС от них отказались в самом начале. Их еще можно застать на первом Motorwagen конструкции Бенца, но такая система почти не встречается на последующих конструкциях.Ленточный тормоз получил свое название из-за использования в конструкции ленты или троса, обведенных вокруг вращающегося барабана. При затягивании петли тормоза барабан эффективно затормаживался, причем хорошо проявлялся эффект самоусиления – лента натягивалась самим вращением колеса. Подобная конструкция легко устанавливалась на ступицу или одну из осей машины (обычно заднюю) и позволяла тормозить на машинах с пневматическими шинами, причем с довольно высокой скорости.

принцип действия ленточного тормоза

Но, как и колодочные тормоза, она обладала малым ресурсом, не больше нескольких сотен километров, и легко перегревалась. Эффект самозатормаживания осложнял контроль торможения при движении в основном направлении и уменьшал эффективность тормозов при движении задним ходом. К тому же, ленты или тросы системы интенсивно загрязнялись и были подвержены коррозии. В целом, ленточный тормоз относится к семейству барабанных тормозов, ведь в данном случае колодка в виде ленты воздействует на тормозной барабан.

К нему же относят и дисковые тормоза, но в дальнейшей классификации будет употребляться разделение по существенным конструктивным признакам, и под барабанным будет подразумеваться только одно из конструктивных исполнений.

Барабаны ранних машин часто изготавливали из дерева, а лента могла быть не только металлической, но еще и текстильной или кожаной. А на машине Готлиба Даймлера в 1899 году были установлены тормозные механизмы с деревянным барабаном и стальной лентой. Кстати, первые специальные тормозные материалы для сухопутных машин были изготовлены именно для ленточных тормозов: Герберту Фруду приписывают изобретение первых тормозных лент из фрикционной смеси на основе волоса и битума.

Daimler 8 HP

Век ленточного тормоза был короток – он оказался немногим лучше колодочного, и надолго задержался на автомобилях только в качестве стояночного, а еще массово применяется в классических планетарных АКПП, где его способность к самозатягиванию и простота конструкции пришлись очень кстати. Основная масса автопроизводителей перестала использовать ленточные тормоза еще до начала Первой мировой.

Барабаны против дисков, раунд первыйИзобретение барабанного тормоза с колодками почему-то принято приписывать господину Майбаху, но если внимательно прочитать описание конструкции, то станет понятно, что нажатие колодок на барабан сбоку – это, скорее, шаг к дисковым тормозам. В его конструкции ролики прижимали неподвижный диск к торцу барабана, закрепленного на задней оси. Конструкция, мягко говоря, крайне далека от оптимальной, и потому тоже осталась лишь забавным техническим курьезом. Но зато появилась в 1901-м, на год раньше варианта барабанных тормозов от Луи Рено, который создал ту конструкцию, которую все еще можно встретить на многих машинах.В ней две колодки прижимались к внутренней поверхности барабана, причем одна колодка была установлена так, что создавала эффект самоусиления торможения при любом направлении вращения. Такой вариант тормозного механизма оказался куда удачнее всех остальных. Грязь, вода и масло почти не попадали на тормозную поверхность барабана и на сам механизм, расположенный внутри, а значит, ресурс колодок увеличивался даже при применении несовершенных материалов.

К тому же барабан можно было делать большего диаметра и большей ширины, тем самым неплохо масштабируя конструкцию по тормозной мощности. И даже небольшое максимальное усилие прижатия колодок к барабану оказалось большим плюсом, ведь привод тормозов тогда был тросовым или рычажным, а значит, не позволял получить большое усилие.

Как ни странно, дисковые тормоза были запатентованы примерно в то же время, а на машинах стали устанавливаться даже раньше, с начала 1902 года. Патент взял Фредерик Ланчестер, он же устанавливал дисковые тормозные механизмы на машины собственного производства. Сложно сказать, был ли он изобретателем или патентным троллем, но патентовал он много и часто, благо работал в Патентном Бюро Лондона. К тому моменту дисковые тормоза уже применялись на велосипедах, так что возможно, что изобретатель «подсмотрел» основную идею. Но в то время возможность выдерживать большее усилие при торможении и лучшее охлаждение такого механизма оказались невостребованными. А загрязнялась рабочая поверхность такого тормоза очень сильно, что повышало требования к материалу тормозных колодок. В общем, без гидропривода, для эксплуатации по грунтовым дорогам да на двенадцатисильных «болидах» дисковые тормоза оказались не очень приспособлены.

Кстати, Майбах был не первым, кто пытался прижать к барабану сбоку тормозную колодку в форме диска. В 1898 году Элмер Амброуз оснастил электромобиль своей конструкции электромагнитным тормозом: в нем к поверхности тормозного диска пружины прижимали тормозные диски-накладки, а для растормаживания конструкции применялись электромагниты. Для остановки достаточно было убрать питание с тормозов, и машина останавливалась.

Такая конструкция может считаться еще более ранним вариантом дискового тормоза, чем майбаховская, ведь колодки прижимались с двух сторон к барабану в форме диска, и к тому же, срабатывание при пропадании питания являлось важным шагом в направлении повышения безопасности движения. Применение аналогичной технологии к пневматическим тормозам много позже заметно повысило безопасность их использования.

Как видим, конструкторская мысль на рубеже веков фонтанировала, причем некоторые элементы решений оказались очень перспективными, но совершенно бесполезными в момент разработки.

Тормозить всеми лапамиИ кстати, первый полноприводный автомобиль Spyker HP 60/80 1903 года является одновременно и первой машиной с тормозами на всех колесах. Подавляющее большинство остальных машин тормозило только задней осью, причем не очень эффективно. Следом за голландцами последовали шотландцы. Модель Arrol-Johnston 1910 года они тоже оснастили тормозами всех четырех колес. В том же году Isotta Fraschini запатентовала тормозную систему всех колес, а с 1911 по 1914 выпускали модель Tipo KM4, оснащенную такой системой. Кстати, тормоза на этой машине были барабанными и с водяным охлаждением, да еще и с раздельным приводом. Передний тормоз приводился рычагом, а задний –педалью. Да-да, конструкция раздельных тормозов у мотоциклов «растет» именно оттуда.

Spyker HP 60 1903 года

На автосалоне в Нью-Йорке 1923 года всего два автомобиля имели тормоза на всех колесах – отличились Duesenberg и Rickenbacker. Запомните перечисленные марки, именно они были быстрейшими машинами на трассах в начале века, а продвинутая тормозная система была знаком принадлежности к клубу самых мощных и быстрых авто на свете.

Rickenbacker Six Convertible Indy 500 Pace Car 1923 год

Ситуация начала меняться гораздо позже. В 1924 году 70% машин все еще имели тормоза только на задней оси, и только к 1929 году ситуация переломилась кардинально – 99% машин получили тормоза на все колеса.

Впрочем, тормозная система была все еще мало похожа на современные, хотя многие компоненты уже к тридцатым годам имели схожий с современным дизайн. Привод механизмов часто был механическим, усилители тормозов были редкой опцией, раздельные контуры механизмов появятся еще не скоро, даже регуляторы тормозного усилия все еще не появились. Не говоря уже об АБС и системах контроля устойчивости, которые изменят сам способ управления тормозами и их функциональность.

материал заимствован с портала www.kolesa.ru

Если данная запись Вам была интересна, я был бы признателен, если Вы поделитесь ссылкой со своими подписчиками.

www.drive2.ru

Ленточный тормоз

Изобретение относится к области тормозных устройств трансмиссий транспортных и тяговых самоходных гусеничных и колесных машин, а также силовых приводов грузоподъемных машин и механизмов. Ленточный тормоз содержит цилиндрический тормозной барабан и концентрически охватывающую его плавающую тормозную ленту, а также механизм затягивания ленты и два упора концов тормозной ленты. Для обеспечения выбора торможения с серводействием или без серводействия при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана, каждый из упоров выполнен с возможностью принудительного перемещения к другому посредством механизма затягивания тормозной ленты. Достигается обеспечение торможения при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана с серводействием или без серводействия, произвольным выбором необходимого способа торможения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к тормозным устройствам трансмиссий транспортных и тяговых самоходных гусеничных и колесных машин, а также силовых приводов грузоподъемных машин и механизмов.

Известен простой ленточный тормоз с односторонним серводействием (Груздев Н.И., Козлов А.Г., Иванов П.И. Танки. Конструкция и расчет. В 3-х частях. Часть II. Трансмиссия. М.: Военное издательство Военного Министерства Союза ССР, 1951, рис.151, с.360, а также рис. 161-163, с.380-382). Тормоз-аналог состоит из цилиндрического тормозного барабана (шкива), концентрически охваченного тормозной лентой, один конец которой шарнирно закреплен на неподвижном корпусе тормозного устройства, а второй конец с помощью, например, поворотного рычага может перемещаться относительно тормозного барабана в тангенциальном направлении. В исходном (расторможенном) состоянии тормозная лента не контактирует с тормозным барабаном, между ними имеется гарантированный кольцевой зазор. При торможении подвижный конец тормозной ленты посредством рычажного устройства перемещается в направлении к закрепленному концу ленты, зазор между лентой и барабаном выбирается, лента приходит в соприкосновение с барабаном, между лентой и барабаном возникают распределенные касательные силы трения, величина которых прямо пропорциональна усилию затягивания тормозной ленты.

Если направление вращения тормозного барабана противоположно направлению перемещения подвижного (набегающего) конца тормозной ленты, торможение происходит без серводействия, то есть касательные силы трения, прикладываемые к ленте со стороны барабана, направлены против усилия затяжки ленты. При этом обеспечивается высокая плавность торможения, достаточно точное дозирование тормозного момента, исключение самопроизвольного захватывания тормоза. В то же время при торможении без серводействия приходится прикладывать значительное усилие для затягивания тормозной ленты.

Если же направление вращения тормозного барабана совпадает с направлением перемещения подвижного (сбегающего, в данном случае) конца тормозной ленты, торможение происходит с серводействием, то есть, касательные силы трения, прикладываемые к ленте со стороны барабана, направлены в сторону усилия затяжки ленты, то есть способствуют затяжке. При этом обеспечивается малое усилие для затяжки ленты, высокое быстродействие торможения, возможно даже самопроизвольное захватывание тормоза. При торможении с серводействием весьма затруднительно точное дозирование величины тормозного момента.

Известен также ленточный тормоз "с поперечным разрезом ленты" или с закрепленной серединой ленты (Груздев Н.И., Козлов А.Г., Иванов П.И. Танки. Конструкция и расчет. В 3-х частях. Часть II. Трансмиссия. М.: Военное издательство Военного Министерства Союза ССР, 1951, рис.153, с.364, а также рис.169-171, с.387-389).

Особенностью этого тормоза является подвижность обоих концов тормозной ленты, соединенных между собой рычажным устройством, действующим по принципу клещей, то есть при торможении, сводящим концы ленты навстречу друг другу. Кроме того, посредине ленты, на одинаковом расстоянии от ее концов выполнена, например, плавающая опора, соединяющая середину ленты с неподвижным корпусом тормозного устройства таким образом, чтобы, не допуская окружного перемещения середины ленты, обеспечить ее радиальное перемещение для выборки зазора между лентой и барабаном (шкивом) при торможении.

При любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана одна половина тормозной ленты работает с серводействием, а другая половина - без серводействия. Таким образом, по сравнению с первым аналогом ленточный тормоз с поперечным разрезом ленты является паллиативным техническим решением, позволяющим, с одной стороны, уменьшить отрицательные эффекты торможения с полным серводействием или без серводействия, но, с другой стороны, не позволяющим достигать максимальных положительных эффектов этих двух способов торможения. Дополнительным положительным эффектом упомянутого технического решения является существенное уменьшение величины изгибающего момента, нагружающего вал тормозного барабана при включении тормоза.

Другими аналогами, содержащими сходные признаки и обладающими отмеченными недостатками, являются ленточные тормоза, например, защищенные патентами РФ RU 2269694 С1, опубл. 2006.02.10 (приоритет 2004.11.15) и RU 2270382 С1, опубл. 2006.02.20 (приоритет 2004.11.04).

Наиболее близким аналогом по совокупности конструктивных признаков и достигаемому техническому результату является ленточный плавающий тормоз с двухсторонним серводействием (Груздев Н.И., Козлов А.Г., Иванов П.И. Танки. Конструкция и расчет. В 3-х частях. Часть II. Трансмиссия. М.: Военное издательство Военного Министерства Союза ССР, 1951, рис.152, с.363, а также рис.164-168, с.383-386).

Ленточный плавающий тормоз с двухсторонним серводействием состоит из цилиндрического тормозного барабана (шкива), охваченного тормозной лентой, не имеющей постоянных неподвижных удерживающих связей с неподвижным корпусом тормозного устройства. Подвижные концы тормозной ленты соединены между собой рычажным устройством, действующим по принципу клещей, то есть, при торможении, сводящим концы ленты навстречу друг другу. Кроме того, концы тормозной ленты снабжены опорными башмаками, а неподвижный корпус тормозного устройства снабжен двумя жесткими неподвижными упорами.

При торможении концы тормозной ленты сводятся навстречу друг другу посредством рычажного устройства, возникающие при контакте ленты с барабаном касательные силы трения поворачивают ленту в окружном направлении, совпадающем с направлением вращения тормозного барабана, опорный башмак набегающего конца ленты упирается в неподвижный упор корпуса, а сбегающий конец ленты продолжает затягиваться с полным серводействием. То же самое происходит при смене направления вращения тормозного барабана, только опора ленты на корпус осуществляется другой парой "опорный башмак - неподвижный упор". Таким образом, плавающий ленточный тормоз обеспечивает полное серводействие тормозного устройства при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана.

Недостатком прототипа является невозможность торможения без серводействия при любом направлении вращения барабана, то есть не обеспечивается плавность торможения, точное дозирование тормозного момента, создаются предпосылки к самопроизвольному полному затормаживанию барабана.

Отмеченный недостаток прототипа устраняется предлагаемым в качестве изобретения ленточным тормозом.

Цель изобретения - обеспечение торможения при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана с серводействием или без серводействия, произвольным выбором необходимого способа торможения.

Указанная задача решается тем, что ленточный тормоз, содержащий цилиндрический тормозной барабан и концентрически охватывающую его плавающую тормозную ленту, а также механизм затягивания ленты и два упора концов тормозной ленты, в котором согласно изобретению каждый из упоров выполнен с возможностью свободного выбора принудительного перемещения любого из двух упоров в направлении к другому упору посредством механизма затягивания тормозной ленты.

Благодаря наличию двух подвижных упоров, являющихся одновременно, и толкателями концов тормозной ленты, обеспечивается возможность свободного выбора способа торможения - с серводействием или без серводействия при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема ленточного тормоза с рычажным (механическим) управлением; на фиг.2 -то же, с гидравлическим или пневматическим управлением; на фиг.3 - то же, с электромагнитным управлением.

Ленточный тормоз, предлагаемый в качестве изобретения (фиг.1), состоит из цилиндрического барабана 1, плавающей тормозной ленты 2, концы которой опираются на два упора-толкателя 3 и 3', снабженных отжимными пружинами 4 и 4' и имеющих возможность осевого перемещения в корпусе 5 в тангенциальном направлении относительно барабана 1, рычага 6, скалки 7 и двух двуплечих рычагов 8 и 8'.

Ленточный тормоз с рычажным (механическим) управлением работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии торможения, рычаг 6 находится в нейтральном положении (как показано на фиг.1), отжимные пружины 4 и 4' обеспечивают максимальное разведение упоров-толкателей 3 и 3'. Тормозная лента 2 свободна, между ней и тормозным барабаном 1 обеспечивается гарантированный кольцевой зазор, не препятствующий свободному вращению барабана 1 в любом из двух возможных направлений а или b.

При торможении барабана 1, вращающегося, например, в направлении а, если необходимо серводействие, рычаг 6 поворачивается в направлении, указанном на фиг.1 стрелкой А. Скалка 7 перемещается вправо, поворачивая двуплечий рычаг 8 против часовой стрелки. Вследствие этого упор-толкатель 3 затягивает правый, сбегающий конец тормозной ленты 2, одновременно сжимая отжимную пружину 4. Упор-толкатель 3', отжимная пружина 4' и двуплечий рычаг 8' остаются в исходном положении благодаря наличию открытого паза на левом конце скалки 7. Левый, набегающий конец тормозной ленты 2 опирается на неподвижный упор-толкатель 3', находящийся в крайнем левом положении.

При необходимости торможения барабана 1, вращающегося в направлении а, без серводействия, следует поворачивать рычаг 6 в направлении, указанном на фиг.1 стрелкой В. Скалка 7 перемещается влево, поворачивая двуплечий рычаг 8' по часовой стрелке. Вследствие этого упор-толкатель 3' затягивает левый, набегающий конец тормозной ленты 2, одновременно сжимая отжимную пружину 4'. Упор-толкатель 3, отжимная пружина 4 и двуплечий рычаг 8 остаются в исходном положении благодаря наличию открытого паза на правом конце скалки 7. Правый, сбегающий конец тормозной ленты 2 опирается на неподвижный упор-толкатель 3, находящийся в крайнем правом положении.

Если тормозной барабан 1 вращается в направлении b (а), то для торможения с серводействием следует поворачивать рычаг 6 по стрелке В (А), а без серводействия - по стрелке А (В).

Ленточный тормоз с гидравлическим или пневматическим управлением (фиг.2) содержит упоры-толкатели 3 и 3', которые связаны, соответственно, с поршнями 9 и 9', расположенными в цилиндрах 10 и 10'.

Ленточный тормоз с гидравлическим или пневматическим управлением работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии торможения, рабочие полости цилиндров 10 и 10' соединены со сливом (с атмосферой). Отжимные пружины 4 и 4' обеспечивают максимальное разведение упоров-толкателей 3 и 3'. Тормозная лента 2 свободна, между ней и тормозным барабаном 1 обеспечивается гарантированный кольцевой зазор, не препятствующий свободному вращению барабана 1 в любом из двух возможных направлений а или b.

При торможении барабана 1, вращающегося, например, в направлении а, если необходимо серводействие, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу А в рабочую полость цилиндра 10. Если требуется осуществить торможение без серводействия, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу В в рабочую полость цилиндра 10'.

При торможении барабана 1, вращающегося в направлении b, если необходимо серводействие, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу В в рабочую полость цилиндра 10'. Если требуется осуществить торможение без серводействия, рабочая жидкость под давлением или сжатый воздух подводится по трубопроводу А в рабочую полость цилиндра 10.

Ленточный тормоз с электромагнитным управлением (фиг.3) содержит упоры-толкатели 3 и 3', которые связаны, соответственно, с якорями 11 и 11', расположенными в обмотках 12 и 12'.

Ленточный тормоз с электромагнитным управлением работает следующим образом.

В исходном состоянии, при отсутствии торможения, обмотки 12 и 12' обесточены. Отжимные пружины 4 и 4' обеспечивают максимальное разведение упоров-толкателей 3 и 3'. Тормозная лента 2 свободна, между ней и тормозным барабаном 1 обеспечивается гарантированный кольцевой зазор, не препятствующий свободному вращению барабана 1 в любом из двух возможных направлений а или b.

При торможении барабана 1, вращающегося, например, в направлении а, если необходимо серводействие, на обмотку 12 подается электрическое напряжение. Якорь 11 выталкивается из обмотки 12 и упор-толкатель 3 затягивает правый, сбегающий конец тормозной ленты 2. Если требуется осуществить торможение без серводействия, электрическое напряжение подается на обмотку 12'. Якорь 11' выталкивается из обмотки 12' и упор-толкатель 3' затягивает левый, набегающий конец тормозной ленты 2.

При торможении барабана 1, вращающегося в направлении b, если необходимо серводействие, на обмотку 12' подается электрическое напряжение. Якорь 11' выталкивается из обмотки 12' и упор-толкатель 3' затягивает левый, сбегающий конец тормозной ленты 2. Если требуется осуществить торможение без серводействия, электрическое напряжение подается на обмотку 12. Якорь 11 выталкивается из обмотки 12, и упор-толкатель 3 затягивает правый, набегающий конец тормозной ленты 2.

Предложенный ленточный тормоз со свободным выбором режима работы с серводействием или без серводействия может быть использован в качестве остановочного тормоза в трансмиссиях самоходных гусеничных и колесных машин. При экстренном торможении машины на дороге или грунте с высокими сцепными свойствами можно применять торможение с серводействием при движении машины как передним, так и задним ходом. При рабочем подтормаживании или торможении машины на скользкой дороге, на скользком либо слабосвязном, непрочном грунте, для недопущения блокировки движителя и неуправляемого движения машины юзом, целесообразно использовать торможение без серводействия с точным дозированием тормозной силы.

Во всех известных зубчато-фрикционных механизмах поворота и двухпоточных механизмах передач и поворота гусеничных машин остановочные тормоза используются также и для регулирования кривизны траектории машины при малых радиусах поворота. Для повышения точности управления машиной в этом случае следует использовать режим подтормаживания отстающего борта машины остановочным тормозом этого борта, без серводействия, при повороте машины, движущейся передним или задним ходом.

В различных грузоподъемных машинах, грузовые лебедки которых снабжены тормозами, предлагаемый ленточный тормоз может быть использован с серводействием для аварийного останова груза или без серводействия для точной регулировки скорости опускаемого груза.

1. Ленточный тормоз, содержащий цилиндрический тормозной барабан и концентрически охватывающую его плавающую тормозную ленту, а также механизм затягивания ленты и два упора концов тормозной ленты, отличающийся тем, что для обеспечения выбора торможения с серводействием или без серводействия при любом из двух возможных направлений вращения тормозного барабана, каждый из упоров выполнен с возможностью принудительного перемещения к другому посредством механизма затягивания тормозной ленты.

2. Ленточный тормоз по п.1, отличающийся тем, что механизм затягивания тормозной ленты содержит два подпружиненных упора-толкателя, установленных в неподвижном корпусе тормоза с возможностью возвратно-поступательного перемещения и связанных посредством двух двуплечих рычагов и скалки с поворотным рычагом управления тормозом.

3. Ленточный тормоз по п.2, отличающийся тем, что каждый из упоров-толкателей связан с поршнями двух одинаковых оппозитных гидравлических или пневматических силовых цилиндров.

4. Ленточный тормоз по п.2, отличающийся тем, что каждый из упоров-толкателей связан с якорями двух одинаковых оппозитных выталкивающих электромагнитов-соленоидов.

www.findpatent.ru

Тормоз ленточный

Тормоз ленточный – тормоз, у которого торможение осуществляется прижатием ленты к тормозному шкиву. ***

ТОРМОЗ ЛЕНТОЧНЫЙ

Ленточные тормоза подъемного оборудования

Наглядно, ленточный тормоз выглядит в виде огибающей тормозной шкив упругой стальной ленты с фрикционной накладкой, закрепляется она на станине. Лента в своей конструкции имеет набегающий конец, который прикреплен все к той же станине, и имеет сбегающий конец через тягу, идущий к тормозному рычагу или может обоими концами к тормозному рычагу с педалью. Когда лента натягивается или прижимается к крутящемуся шкиву, появляется эффект торможения последнего. В отдельных случаях применяют внутренние ленты, в таком варианте, когда нужно произвести торможение, ленту необходимо разжимать. Если тормоз подъемного оборудования является нормально разомкнутым, то тут торможение происходит при нажатии на натянутый пружиной рычаг с педалью. Если же тормоз является нормально замкнутым, то тут уже тормозной рычаг нагружен весом груза или может быть нагружен натяжением пружины, а сама рычажная система сделана таким образом, что педалью осуществляется растормаживание. Чтобы был произведен равномерный отход ленты от тормозного шкива, ленту в верхней точке подвешивают на пружину, саму пружину фиксируют к кронштейну кожуха. Также зафиксированные в кожухе укрепленные регулировочные болты исполняют точно такую же цель. Говоря о применении ленточных тормозов, можно утверждать, что их обычно используют в машинах с групповым приводом механизмов, вследствие этого управление их может быть дистанционным, то есть осуществляться электромагнитами, гидравлическими или пневматическими толкателями. Следует заметить, что в ленточном тормозе окружная сила на тормозном шкиве будет уравновешиваться разностью натяжений концов ленты, набегающим и сбегающим концами, про которые мы говорили выше. Зависимость соотношения между натяжениями основано на теории Эйлера трения гибкой нити о шкив.

Радиальное давление между поверхностью тормозного шкива и лентой переменно. Также заметим, что ход подвижного конца ленты зависит от ее радиального отхода и угла обхвата. Для того чтобы тормоз подъемника работал нормально, лента должна отходить от шкива в расторможенном состоянии при диаметрах шкива меньше 400 мм на 1 – 2.5 мм, при диаметрах шкива больше 400 мм на 1.5 – 3 мм. Теперь рассмотрим, на какие виды разделяют ленточные тормоза. В зависимости от закрепления их концов они могут быть простыми, дифференциальными и суммирующими. Смотря на простой ленточный тормоз одностороннего действия можно сказать, что его в основном используют для торможения механизмов, у которых крутящий момент направлен всегда в одну сторону, также чаще всего его применяют как нормально замкнутый в механизмах подъёма. Набегающий конец ленты, имеющий натяжение, фиксируют на закрепленной от сдвигов, укрепленной на станине оси, а сбегающий конец ленты, который также должен иметь натяжение на тормозном рычаге. Груз или пружина зарождают необходимую силу торможения, вычислить её возможно из уравнения моментов относительно шарнира рычага. Необходимо учесть, что тормоз необходимо размыкать при спуске и подъёме груза. В свою очередь это будет затруднять управление грузоподъемными механизмами, поскольку, если включить механизм в работу раньше, чем будет разомкнут тормоз, то начнет осуществлять торможение двигатель и сам механизм нельзя будет пустить в ход. А если же разомкнуть тормоз заранее, то будет происходить падение груза, и высока вероятность аварии. Для того чтобы не включать тормоз, когда включается механизм на подъём, используют устройства с храповым механизмом. В тормозе с храповым устройством тормозной шкив установлен свободно на втулке барабана и соединен с ним через сам храповый механизм, в связи с этим вращение барабана, идущее на подъём груза возможно и при замкнутом тормозе. Чтобы происходило именно так, необходимо преодолевать только дополнительный момент трения, возникающий во втулке муфты. При возникновении спуска груза, тормоз размыкается, и барабан вращается вместе с тормозным шкивом. Ленточный тормоз дифференциального типа являются разновидностью тормозов одностороннего действия и имеют отличия только тем, что набегающий конец ленты с натяжением зафиксирован на хвостовом плече рычага, ввиду чего уменьшается усилие, которое нужно для того, чтобы осуществить торможение. Если нам нужно определить усилие, необходимое для торможения, то находится оно через уравнение моментов относительно оси вращения рычага. Следует учитывать, что при неудачном выборе отношения плеч, дифференциальный тормоз может самозатягиваться, получается, что торможение идет без приложения внешней силы. При правильном выборе плеч дифференциальный тормоз будет полезен для торможения при больших моментах. Учитывая непостоянство коэффициента трения, получается, что тормоз будет работать недостаточно качественно и в связи с этим применяют его весьма редко.

*** Ленточный тормоз - тормозное устройство брашпиля, обеспечивающее отдачу якорной цепи и удержание судна при стоянке на якоре.

proseptic.ru


Смотрите также