Тормоза. Остановы
Тормоза применяют в базовых машинах для снижения скорости движения, остановки и их удерживания в неподвижном состоянии на ровной поверхности и уклоне, а также для удержания поднятого груза, регулирования скорости опускания груза, а также скорости передвижения самоходной машины и ее поворота. Сущность торможения заключается в поглощении живой силы движущихся масс дополнительным сопротивлением. При этом крутящий момент погашается тормозным.
Составляющие тормоза Тормоз независимо от его конструкции и назначения состоит из: тормозного диска, насаженного на вал; тормозящей детали. Рабочая поверхность тормозящей детали представляет собой, как правило, специальную фрикционную ленту с повышенным коэффициентом трения f и высокой износостойкостью. Она бывает или тканой из асбестовых нитей (f=0, 35), или вальцованной из крошки асбеста и латекса (f =0, 40).
По назначению тормоза подразделяют на: стопорные (для автоматического удерживания поднятого груза); спускные (для одновременного регулирования скорости опускания груза). По конструкции тормозящей детали, различают тормоза: ленточные; колодочные; дисковые; конические. В гусеничных тракторах в основном применяют ленточные тормоза, в колесных — колодочные и дисковые.
По принципу действия их подразделяют на замкнутые (закрытые) и разомкнутые (открытые). В замкнутых (закрытых) тормозящая деталь в нормальном состоянии с помощью пружины или противовесного груза всегда прижата к тормозному диску и в необходимых случаях (при подъеме или опускании груза) к тормозящей детали прикладывается усилие, чтобы тормоз разомкнуть (открыть). В разомкнутом (открытом) тормозе, наоборот, усилие прикладывается для затормаживания с целью замедления опускания груза или удержания его на весу. С точки зрения требований техники безопасности лучшими являются замкнутые тормоза, в связи с чем они имеют в грузоподъемных машинах наибольшее применение.
По роду управления различают тормоза: управляемые (выключение и включение которых производит машинист); автоматически действующие (которые срабатывают автоматически). Управляемые тормоза зачастую оснащаются гидравлическими или пневматическими устройствами.
По направлению действия тормоза подразделяют на: ¶ односторонний (торможение при вращении вала только в одну сторону (соответствующую опусканию груза)); ¶ двусторонний (осуществляется торможение при вращении вала в обе стороны). Односторонние тормоза обслуживают операции подъема и опускания груза или подтягивания его по наклонной плоскости. Тормоза, обслуживающие операции передвижения самоходной машины или грузовой каретки, а также поворот кабины, устраиваются обязательно двусторонними. Важным является правильный выбор вала, на который устанавливают тормозной диск.
Ленточные тормоза Тормозящей деталью служит упругая стальная лента, к рабочей поверхности которой прикреплена фрикционная подкладка. Лента охватывает тормозной шкив и крепится набегающим концом к станине или тормозному рычагу, а сбегающим концом во всех случаях - к тормозному рычагу. При торможении лента затягивается на тормозном шкиве под действием груза или пружины, а также путем нажатия на рычаг рукой или ногой с необходимым усилием. Угол обхвата лентой тормозного диска находится в пределах 180 о-270 о (3, 14 -4, 7 рад), а величина отхода ленты от поверхности диска при расторможении 1 -3 мм.
Сила трения Fленты о поверхность шкива при ее затяжении равна разности усилий натяжения набегающей Т 1 и сбегающей Т 2 ветвей: F = Т 1 - Т 2
В зависимости от размещения точек крепления концов ленты относительно оси вращения тормозного рычага различают следующие разновидности ленточных тормозов: @простые; @дифференциальные; @суммирующие.
В простом ленточном тормозе набегающий конец ленты крепится к неподвижной точке станины (обычно к оси вращения тормозного рычага), а сбегающий конец к тормозному рычагу на расстоянии ɭ от оси. Из условия равновесия рычага (при вращении тормозного вала по стрелке 1) получаем равенство: К’ ɭ - T 2 a =0, откуда К’’= = , где
К’ - тормозное усилие, приложенное к тормозному рычагу на расстоянии ɭ от оси вращения рычага; A е - основание натурального логарифма, равное примерно 2, 72; A α - угол обхвата лентой тормозного диска, рад (град. ); A ƒ - коэффициент трения фрикционной ленты о поверхность диска; A Р - усилие на тормозном шкиве натяжения ветвей ленты; A а - плечо усилия Т 2. A
Если на расстоянии от оси вращения тормозного рычага ɭ 1 приложить груз G, то тормозное усилие находят из равенства: К’ =(T 2 - G ɭ 1 )/ ɭ Если G ɭ 1 > T 2 , то величину К’ получим отрицательным, а это значит, что тормоз замкнут и усилие необходимо для его размыкания. Для дифференциального ленточного тормоза уравнение равновесия тормозного рычага имеет вид: К’ ɭ + T 1 a 1 - T 2 a 2 =0, где a 1 и a 2 - плечи усилий T 1 и T 2, а тормозное усилие будет равно: К’ =(T 2 a 2 - T 1 a 1)/ ɭ , если T 1 a 1 < T 2 a 2 - тормоз разомкнут. К’>0; если T 1 a 1 ≥ T 2 a 2 - тормоз замкнут. К’<0. Для всех выше уравнений величина T 2 равна: T 2=
Простой и дифференциальный ленточные тормоза могут быть использованы только в качестве односторонних тормозов, т. е. в механизмах подъема, в которых тормоз требуется только при спуске груза. В качестве двусторонних их можно использовать только при условии, т. е. в механизмах передвижения, поворота, обеспечения одинакового тормозного усилия при вращении тормозного вала в обе стороны.
Таким образом, при любом направлении вращения тормозного вала уравнение равновесия рычага оставит: К’ ɭ - T 1 a 1 - T 2 a 2 =0, а тормозное усилие К’ будет одинаковым и равным: К’ =( T 1 -T 2)а/ ɭ , где T 1 и T 2 - усилия натяжения на обоих концах ленты, a 1 и a 2 - плечи. Если a 1 = a 2, то и М 1 и М 2 на рычаге имеют одинаковый знак. Такой ленточный тормоз получил название суммирующего двустороннего.
Для уменьшения тормозного усилия суммирующего (реверсивного) тормоза сконструирован плавающий тормоз ленточного типа. В его конструкции обе ветви ленты прикреплены к концам рычага, противоположные концы которого насажены на шарнир. На этом же шарнире закреплена тяга для замыкания тормоза, который нормально под воздействием пружины разомкнут. Тормоз называют «плавающим» потому, что он не имеет закрепленных точек.
Достоинства ленточных тормозов К достоинствам ленточных тормозов относятся: Ø простота конструкции; Ø компактность; Ø способность развивать большую силу трения (большой тормозной момент).
Колодочные тормоза Подразделяют на: J одноколодчатые; J двухколодчатые.
Одноколодчатые тормоза Одноколодчатые имеют ограниченное применение и используются только в простейших грузоподъемных устройствах. Состоят из: тормозного шкива; чугунной колодки, укрепленной на рычаге. Тормозной момент создается при спуске груза, прижатием колодки к окружности шкива. Сила трения между ободом шкива и колодкой создает дополнительное сопротивление вращению шкива, что позволяет регулировать скорость спускания груза. Недостатком служит возникающее усилие, которое изгибает вал.
Двухколодчатые тормоза Двухколодочные тормоза состоят из противоположно расположенных по окружности колодок. Торможение создается прижатием их к тормозному шкиву. В связи с чем усилия, передаваемые на тормозной вал, взаимно уравновешивается и вал не испытывает изгибающего момента. Последнее позволило двухколодочным тормозам применяться как в грузоподъемных, так и в транспортных и строительных машинах. Кроме того они могут использоваться в реверсивных механизмах (передвижения, вращения). Прижатие тормозных колодок создается пружиной или массой груза, а размыкание осуществляется электромагнитом. От способа замыкания и применяемого типа электромагнита различают: двухколодочные тормоза с пружиной и короткоходовым электромагнитом; с противовесным грузом и длинноходовым электромагнитом; с электрогидротолкателем.
Расчеты тормозов Исходной величиной при расчете тормоза являются данные о крутящем моменте на тормозном валу Мкр , который рассчитывается исходя из мощности и числа оборотов вала: Мкр = [τ]кр Wρ, где Мкр - крутящий момент на валу; [τ]кр - допускаемое напряжение на кручение, МПа; Mρ - полярный момент сопротивления по поперечному сечению вала. Зная крутящий момент Мкр, определяют тормозной момент по формуле: Мтор = Мкр Кзап, где Кзап - коэффициент запаса (при легком режиме работы механизма =1, 5 , при среднем - 1, 75 , при тяжелом - 2, 0 и весьма тяжелом - 2, 5).
В зависимости от величины тормозного момента шкива Dтор : Мт, к. Н-м. 20 70— 160 250— 500 1000 2000 4000 6500 10000 Dт, мм. . 100 200 300 400 500 600 700 800 Диаметр шкива можно также определить по эмпирической зависимости: Dтор =(10 -12)dтор, где dтор - диаметр тормозного вала.
Расчетное окружное усилие на тормозном шкиве (Н) Ррасч = 2 Мтор Dтор Для ленточных тормозов расчет сводится к расчету значений натяжения набегающей и сбегающей ветвей ленты (T 1 и T 2), задавшись предварительно величиной угла обхвата и материалом фрикционной подкладки ленты, значением коэффициента трения.
Таблица. Значение коэффициента трения при различных материалах соприкасающихся поверхностей и разных способах смазки Материал поверхностей Сталь по стали и чугуну Дерево по стали и чугуну Тормозная асдестовая лента по стали и чугуну Смазка отсутствует Работа в масляной ванне 0, 15 -0, 2 0, 06 -0, 1 0, 25 -0, 3 0, 2 -0, 25 0, 35 -0, 37 0, 16 -0, 25
При расчете колодочных тормозов определяют силу прижатия Рпр тормозных колодок к поверхности шкива по формулам: Рпр = Ррасч/ ƒ (для одноколодочных тормозов); Рпр = Ррасч/(2 ƒ) (для двухколодочных тормозов).
Длину и ширину колодок принимают по эмпирической зависимости: длина колодки равна Dтор/2; ширина - 1, 5 dтор. Ширина и толщина лент должна находится в соотношении: Ширина ленты, мм 40 50 60 70 80 100 Толщина ленты, мм 2 3 3 4 4 4 Ленту рассчитывают на растяжение с учетом ослабления ее сечения заклепками.
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию Тормоза Остановы Тормоза применяют в базовых машинах
Тормоза.Основы Савич.pptx