Федеральноеагентство по образованию
ГОУ ВПО БрГУ
Кафедра СДМ и О
Лабораторная работа
Колодочныетормоза
Выполнил:
ст. группы СДМ 03-1А.А. Килибеев
Проверил:
Преподаватель А.Ю. Кулаков
Братск 2006
Введение
Использование тормозов имеет целью:
1. Поглощение живой силы груза и элементов механизма,находящихся в поступательном или вращательном движении.
2. Регулирование скорости опускания или подъема груза собеспечением его остановки в заданном положении.
3. Использование в некоторых случаях энергии движущейсясистемы для кратковременной обратной отдачи мощности в электрическую сеть.
Различают несколько способов торможения:
а) механическое торможение (колодочные, ленточные ипластинчатые тормозы);
б) электрическое торможение (рекуперативное, т.е. с отдачейэнергии в сеть); противовключение, т.е. включение электродвигателя на короткиймомент в обратную сторону, как говорят, «на силу», т. е. на подъем, приторможении в момент опускания груза и т.п.
Мы рассмотрим только механические схемы торможения, в которыхэлектромагниты (как правило, короткоходовые) или гидротолкатели используются вкачестве растормаживающих устройств.
Требования пооборудованию кранов тормозными устройствам и содержатся в Правилах инспекции«Госгортехнадзор».
1. Динамика торможения
При расчете тормозов приходится учитывать не только величинугрузового момента, но также (при машинном приводе) дополнительные моменты отсил инерции поступательно движущихся и вращающихся масс.
/>
где М2 — момент, расходуемый на преодоление силинерции поступательно движущихся масс;
М3 — момент расходуемый на преодоление маховых моментоввращающихся масс;
/> - тормозной коэффициент или запас торможения, не тождественный скоэффициентом запаса /> учитывающимпревышение расчетного момента на номинальным для некоторых типов кранов (илиснижение его против номинального).
По нормам Госгортехнадзора величины S и /> должныудовлетворять данным табл.1.
Таблица 1 — Запасы торможения />Режим работы крана
Длина пути торможения />пройденного грузом
/> Легкий «Л»
/>м\мин 1,75 Средний «С»
/> м\мин 2,0 Тяжелый «Т»
/> м\мин 2,5 Весьма тяжелый «ВТ»
/> м\мин 2,5
В специальных случаях (электротали с микроподъемом) s может еще во много раз уменьшено.
В ручных механизмахтормоз обычно устанавливается на валу рукоятки, а при электроприводе — иногдана соединительной муфте электродвигателя или на выходящем в противоположнуюстрону конце вала.
В этом случаединамические усилия, воспринимаемые деталями механизма, все же могут вызвать ихполомку, причем тормоз не сможет предотвратить аварию (надежность его неабсолютная). Однако сам тормоз здесь легок, компактен и дешев. В ответственныхслучаях (лифты, патерностеры, шахтные подъемники, металлургические краны)должен быть установлен аварийный тормоз на валу барабана, несмотря на наличиетормоза на валу электродвигателя. Последний нередко ставится поверх упругой илизубчатой муфты. В этом случае колодки тормоза располагаются на второйполумуфте, не связанной жестко с мотором, диаметр которой, по необходимости,увеличивают, чтобы уменьшить удельное давление на тормозные колодки. Формулатормозного момента при электроприводе в развернутой форме имеет вид:
/>
где /> - запасторможения;
nк — число канатов, одновременнонавиваемых на барабан;
Z — натяжение каждого из канатов, навиваемых на барабан;
R6 — радиус барабана;
/>к.п.д. механизма от крюка до тормоза;
ix — передаточное число механизмов между валом барабана и валом тормоза; V — скорость груза, м/сек;
/> - 0,2 ч- 0,8 сек — время торможения. В первомприближении
/>
(Q + Q0) — вес груза с грузозахватным приспособлением, кГ,
/> - передаточное число полиспаста;
/> - коэффициент увеличения махового момента ротора засчет маховых моментов прочих масс механизма, приведенных к ротору;
/> м/сек или 3-30 м/мин
/> угловая скорость ротора электродвигателя, 1/сек;
/> кгм2 — маховый момент электродвигателя, где
/> — момент инерции ротора.
2. Типы тормозов и остановов
колодочныйтормоз
Помимо тормозов для стопорения груза и регулировки спускаприменяются так называемые остановы, которые используются для удержания грузана заданной высоте. Классификация тормозов и остановов дана в табл.2.
Таблица 2. Классификация тормозов и остановов.Тормозы Остановы Тип Основное назначение Тип Основное назначение Колодочные 1. Двухколодочный рычажно-грузовой Мостовые краны, поворотные и другие краны Храповые 1. Храповой с внешним зацеплением Элеваторы; ручные лебедки 2. Двухколодочный с пружинным замыканием — / - 2. Храповой с внутренним зацеплением Металлургические краны; лебедки Ленточные
3. Ленточные:
а) простой;
б) дифференциальный
в) суммарный Экскаваторы: шахтные подъемники; лебедки; мостовые краны Прочие 3. Фрикционный клиновой останов (с собачкой) Лебедки Прочие 4. Дисковый Электротельферы, ручные лебедки и блоки 4. Роликовый останов Электротали 5. Безопасная рукоятка Ручные лебедки и блоки 6. То же, со спускным тормозом /> /> /> /> /> /> /> />
3. Конструкции колодочных тормозов
Наиболее распространенным в настоящее время типом колодочноготормоза является двухколодочный тормоз с короткоходовым растормаживающимэлектромагнитом (рис. 1).
Две колодки 1 и 2, обшитые тормозной лентой, прижаты силами N(с противоположных сторон) к тормозному шкиву диаметром D.
Момент трения, развиваемый колодками на ободе шкива,
/> кГм
Если расчетный момент на валу электродвигателя в кГм
/>,
причем, если этот момент соответствует номинальной мощностиэлектропривода, то тормозной момент
/>,
где />; 2 и 2,5 — коэффициент запаса (см. выше).
/>
Рис.1. Двухколодочный тормоз с короткоходовымрастормаживающим электромагнитом.
Коэффициент трения тормозной ленты по чугунному шкиву f = 0,25-0,35-0,4 — всухую.
Передаточным числом тормоза называется отношение /> и /> (см. рис.1)
/>
Рабочее усилие главной пружины определяется из соотношения
/>
/> кГ
Здесь к.п.д. тормозного механизма />.Момент короткоходового электромагнита
/>
(на рис. 1 плечо />, неуказано) определяется из условия компенсации им момента, создаваемого пружиной.
Для тормоза с длинноходовым электромагнитом с грузовымзамыканием (рис.2) основные уравнения имеют вид:
/> /> /> />
/> /> />
/>
точнее с учетом к.п.д. — />,/>.
В настоящее время взамен электромагнитов с успехомприменяются гидротолкатели, представляющие электронасос с цилиндром,заполненным маслом.
Типовое конструктивное оформление двухколодочного тормоза с гидротолкателемпредставлено на рис.4.
Заключение
В настоящей работе были рассмотрены задачи и методыторможения в механизмах грузоподъемных машин, а также разновидности и расчетныезависимости колодочных тормозов. Ленточные тормоза и остановы рассматриваются вдругих лабораторно-практических работах
/>
Рис.2.Схемадвухколодочного тормаза с длинноходовым электромагнитом.
/>
Таблица 3 — Основныетехнические данные тормозов ТКТГДиаметр тормоза, мм 200 300 400 500 600 700 800 Тормозной момент, кГсм 3000 8000 15000 25000 50000 80000 125000 Отход колодки, мм 1 1,5 - 1,63 1,75 1,8 2,1 Время затормаживания, сек 0,3 0,35 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Время растормаживания, сек 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Время растормаживания и затормаживания, сек 12 Допустимое число включений в час 720 Допустимая продолжительность включения «ПВ», % 100% Допустимая температура окружающей среды
От -500до +800 Установка тормоза Шкив тормоза горизонтально, толкатель вертикально Характеристика гидротолкателя Тип Т-25 Т-45 Т-75 Т-75 Т-160 Т-160 Т-160
Усилие, /> 25 45 75 160 Ход, мм 40 50 60 80 60 90 140 Электродвигатель Тип 4А 012-2Ø3 4А 11/2 Ø3 4А 21/2 Ø3 Мощность, кВт 0,05 0,12 0,18 0,4 Число оборотов, об/мин 2800 2760 2800 2800 Ток трехфазный Напряжение, В 220/380 Направление вращения Произвольное Температура окружающей среды
-500+200
-100+500
-100+800 Марка масла АМГ трансформаторное Индустриальное Количество заливаемого масла, л 2 2,8 4,5 7,5 Частота смены масла 12 месяцев
Таблица 4 – Размеры тормозов ТКТГ (по ВНИИПТМАШу) (рис.4)Вес в кг 49 100 178 248 434 605 840 Размеры в мм
/> 6 8 8 8 8 8 8 d 17 21 25 25 33 38 38 S 175 250 170 205 250 310 350 R 615 785 960 1115 1300 1455 1710 O 380 495 575 655 740 830 1015 M 56,5 81,5 101,5 112,5 136,5 156,5 176,5 L 158 180 212 250 322 358 374
K1 60 80 90 100 126 150 180 K 120 150 90 100 126 150 180
h1 8 12 90 115 140 172 182 h 170 240 320 400 475 550 600 H 359,5 507,5 635,0 798,0 938,0 1083,0 1216,0 F 387,5 513,0 582,0 742,0 867,5 957,5 1142,5 D 200 300 400 500 600 700 800 C 154 185 200 200 268 268 268 B 90 140 180 200 240 280 320 A 622,5 803,0 967,0 1202,0 1427,5 1582,5 1837,5 Тормоз ТКТГ 200 ТКТГ 300 ТКТГ 400 ТКТГ 500 ТКТГ 600 ТКТГ 700 ТКТГ 800
/>
Рис.4. Тормоз колодочный ТКТГ (габаритные и установочныеразмеры).