> Техника, страница 86 > Тормоза

Тормоза

Тормоза, приспособления, служащие для задержки машины или перемещаемого груза плавным или быстрым изменением скорости движения их, которая может поддерживаться в определенных пределах или быть доведенной до нуля. Работа Т. основана на введении сил (моментов) сопротивления движению и на поглощении кинетич. энергии задерживаемых масс.

Наибольшее распространение имеют Т., в которых энергия поглощается трением и элек-трич. торможением. Т. трения разделяются на управляемые и автоматические. К управляемым Т. относятся: 1) Т. незамкнутые, в которых торможение производится при затягивании Т. нажатием от руки (иногда ноги) на рукоятку (или педаль); 2) замкнутые, в которых задержка движения груза происходит при помощи храповика и собачки, а растормаживание—подъемом груза, посаженного на рукоятке; 3) безопасные рукоятки; 4)электрич. Т. По конструкции эта группа Т. разделяется на колодочные, ленточные, с колодочной лентой, комбинированные, конические, пластинчатые, винтовые.

Основной деталью колодочного Т. являются тормозная шайба, укрепленная на тормозном валу при помощи затяжной шпонки, тормозной рычаг с неподвижной осью вращения и свя занная с ним деревянная колодка (фигура 1). При окружном усилии на тормозной шайбе, равном Р, необходимое усилие на рычаге для затормаживания равно

2£— ΡΟΡΤμο).

ил. ⁵

(О

знак минус берется при вращении, обратном часовой стрелке, или при положении шарнира, указанном пунктиром. Усилие не должно превосходить 15 килограмм. Для спокойной работы, Т.

Г-----!- *

разность в формуле (i) не следует доводить до нуля. Материал колодок—тополевое дерево. Для уменьшения износа и постоянства коэф-тов трения колодку следует смазывать. Коэф. трения для смазанных колодок μ=0,16—0,2, для сухих—д=0,4—0,5. Диаметр тормозной шайбы назначается Р=(10—12) d, где d—диаметр тормозного вала. Допускаемое удельное давление на поверхность колодки д=6 килограмм)см². Тормозящее действие Т. усиливается при клинчатых колодках. В этом случае P(b sin a rbjt/c)

где а—угол скоса колодки. Во избежание ущемления необходимо, чтобы 2а >45°. Для раз

грузки тормозного вала и при больших тормозных моментах применяют Т. с двумя колодками. Пример такого Т. показан на фигуре 2. Этот Т. замыкается весом груза:

с - ^Pbd__L

μαΐ cos α

Колодки необходимо отрегулировать на одновременное нажатие.

В ленточных Т. затягивание тормозной шайбы производится при помощи стальной ленты, которая охватывает шайбу при значительном угле (a^27Q°). В простом ленточном Т. (фигура 3) набегающий на шкив конец ленты закрепляют непо

движно, сбегающий конец соединяют с тормозным рычагом. Необходимое усилие на рычаге

(е^^а —1)1

В диференциальном Т. (фигура 4) оба конца ленты связаны с рычагом, причем натяжение набегающего конца используется для затягивания тормозной шайбы. Усилие на рычаге

P{b-et*^aa)

3

Для стали по чугуну μ=0,18, что при α= — π

дает е^/<а=2, 34. Т. к. для спокойной работы Т. разность в числителе не должна доходить до

нуля, то b берут равным 2,5—3 а при а= =30—50 миллиметров. Толщина ленты берется 1,5— 4 миллиметров у ширина до 80 миллиметров. Расчет производится по натяжению набегающего конца при допускаемом напряжении на разрыв (с учетом износа) .R_s=600 килограмм 1см² для стали и #_s=300 mjcM² для полосового железа. Если расчет дает ширину ленты более 80 миллиметров, на тормозную шайбу накладываются в целях равномерного прилегания две ленты.

Неудобство незамкнутых тормозов заключается в том, что для опускания груза необходимо от руки откинуть собачку храповика при одновременном нажатии на тормозной рычаг. Более удобным в управлении является замкнутый Т., в к-ром тормозная шайба затянута постоянным грузом (смотрите Подъемные машины, фигура V10). Чтобы рукоятки на рабочем валу не вращались при опускании груза, вал смещают в осевом направлении для включения зубчатой передачи. Этого не требуется при применении безопасных рукояток. Пример таковой— рукоятка Вейдтмана (фигура 5). Здесь Т. конический. Внешний конус одновременно служит храповиком; внутренний составляет одно целое с шестерней. Благодаря пружинам и вин-

о]

Фигура 6.

товой нарезке на тормозном валу Т. всегда замкнут силами трения на конич. поверхностях. При нажатии на рукоятку в сторону, обратную подъему, рукоятка с внешним конусом отходит влево, и груз опускается с регулируемой скоростью.

Для увеличения сцепления между тормозной шайбой в ленточных Т. под лентой укрепляют ряд деревянных колодок или кожаный ремень. Коэф-ты трения для кожи принимают те же, что и для дерева. Наибольшее удельное давление на поверхности ленты, допускаемое для стальной ленты, q—10 килограмм/см², а для кожи и деревянных колодок q=6 килограмм[см², проверяется по ф-ло

dmax ⁵

где Т—натяжение набегающего конца ленты, г—радиус шайбы и b— ширина ленты. При опу-

НеподВижные

Вращающиеся

Фигура 7.

скании груза на Т. удельная работа трения на поверхности |его 1v — quv переходит в тепло, и Т. следует проверять по ф-ле

Ρυ

k >

5rb ⁹.

причем k=qμv=10—30 килограмм м/см² ск в зависимости от продолжительности работы и интенсивности охлаждения. Для использования давления тормозного рычага на ось в целях торможения ось рычага устраивают подвижной, соединяя ее с деревянной колодкой. Пример такого комбинированного Т. на фигуре 6.

На фигуре 7 дан пластинчатый Т., в

к-ром возникает работа трения между неподвижными дисками b и дисками а, вращающимися вместе с валом. Необходимое для торможения осевое давление

_к _ 3 М_т(Е²а-вЬ

²

где М_т—тормозной момент, п—число трущихся поверхностей. Допускаемое удельное давление #=6 килограмм)см², коэф. трения со смазкой μ=0,0ο. Винтовой тормоз с одной пластинкой, служащей одновременно храповиком, дан на фигуре 8. Т. подобного рода применяют на грузо-подъемных блоках, причем тормозной вал служит одновременно валом тягового цепного колеса. При подъеме груза храповик Ь зажат между тарелками с силою

- tg(a-fg> )

где М_а — момент на шестерне a, d — средний

диам. винта. При опускании груза необходимо вращать тяговое колесо все время в сторону, обратную подъему, причем разомкнутый Т. будет стремиться к замыканию действием момента на шестерне.

Автоматические тормоза служат для плавного опускания груза и приводятся в действие от давления поднятого груза или центробежными силами при его опускании. Последние называют также скоростными. Конец каната прикрепляется к одному концу рычага (фигура 9), а на другом конце колодка прижимается к тормозной шайбе. Шайба сидит на валу свободно и посредством собачек сцепляется с храповиком, заклиненным на валу. При спуске груза необходимо преодолеть момент трения на шайбе минус момент от гру- Фигура 9. за, так как тормоз работает как остановочный. В червячных тормозах для остановки и спуска груза (фигура 10) используется осевое давление по червяку, ось которого оканчивается конусом а и входит в полый конус Ь, выполненный с наружной поверхности, как храповик. Полый конус упирается в установочный болт d, ввернутый во втулку с которая связана наглухо с рамой червячного подъемного блока (Т. сист. Беккера). Средний диам. конуса D определяется по зависимости

Β>ά^^βψ^-,

где d—средний диам. червяка, β—половина угла при вершине конуса, μ—коэф. трения на

Фигура 10.

поверхности конуса. В среднем /?=24°, μ=0,08. Давление на поверхности конуса принимается к

6 килограмм /см² и равно

% ⁼ лп sin β ⁷ где К—осевое усилие, b—длина образующей конуса. Скоростной Т. сист. Беккера (фигура 11)

состоит из неподвижного кожуха А у тормозных колодок В, шарнирно связанных с заклиненной на валу тарелкой, пружины D, служащей для оттягивания колодок при помощи тяг Е и муфты F. Центробежная сила одной колодки р _ _r rn* N

- , ^{ь Ст}900

Фигура 11.

вызывает на поверхности кожуха силу трения Р, которая связана с весом колодки G и плечами зависимостью:

^в-И£+с) + *Ж·

где а—плечо нормального давления, Ь—плечо

силы трения, с—плечо центробежной силы относительно шарнира колодки, F—натяжение пружины, f—плечо пружины относительно того же шарнира. Конструктивно.берется α= δ,®== -=- =-!» причем F=5-f-7 килограмм. Скорост-

С О ±2 с 2

ной Т. употребляется при больших грузах и скоростях опускания. При нем необходим еще остановочный Т.

Электромагнитный Т. применяется в электромоторных подъемниках. Он состоит из соленоида, который втягивает якорь электромагнита при включении мотора и тем размыкает Т. При включении мотора рычаг Т. опускается и затягивает Т., к-рый берется обычно ленточной или колодочной конструкции (фигура 12). Регулировка опускания груза производится при непосредственном управлении с помощью тяг, связывающих тормозной рычаг с пусковой рукояткой мотора, или помощью дополнительных рычагов, действующих на тормозной рычаг (фигура 13). При управлении на расстоянии опускание груза производится путем | электрического торможения; при

этом: 1) моторы

(шунтовой и трехфазного тока) обращаются в генератор, превращая работу опускания груза в электрическую энергию, или 2) коротко замыкается якорь через сопротивление (шунтовой мотор) и изменением сопротивления регулируется скорость опускания; в моторах последовательного возбуждения коротко замыкается обмотка магнитов, а при большом тормозном моменте кроме тока короткого замыкания через обмотки магнитов пропускают ток сети, при этом работа опускающегося груза также^ превращается в

Фигура 13.

электрич. энергию и в теплоту. Т. к. при этих способах торможения скорость опускания груза не меньше скорости подъема, то для остановки груза необходим еще остановочный Т. 3) Торможение встречным током (при трехфазном токе) дает медленное и точное опускание. В кранах с большой грузоподъемностью соединения электромашин производят по схеме Леонарда (смотрите Подъемные машины), что создает широкие пределы плавного регулирования подъема, спуска и торможения. В электромоторных грузоподъемниках при больших скоростях движения груза необходимо при расчете Т. считаться с инерционными силами, развиваемыми якорем мотора, передачами и грузом. При данном маховом моменте якоря M=GO², где G—вес якоря и Ό—двойной радиус инерции массы его; момент инерционных сил якоря при продолжительности торможения f, при начальном числе оборотов п равен (в кгм)

^1У±Я ~~ ^±я t ~ ~4g~ ’ M ~ 380f ’ ·

Если передаточное число от мотора до тормозного вала г_1?а от последнего до крюка г₂, соответствующие кпд передач η_χ, и то на тормозной вал передается момент

_b/Г GD²n.

Μι** _380ί г_Л.

Инерционная сила груза Q при начальной скорости торможения его ν равна

U =

Qv

Ti

и создает на тормозном валу момент Uv. Ου².

-^2=^ТоБп V?2=УГГ ^2^2>

0,105η ^

причем ω_7η == ——. Силы инерции вращающих-

ся масс подъемного механизма можно приближенно учесты, увеличивая маховой момент яко-

брасывается. В настоящее время установлены следующие типы Т. для стрельбы: 1) с подводных лодок, 2) с крейсеров, 3) с линкоров,

4) с катеров, 5) с самолетов и 6) с береговых установок. Для подрывания подводной части неприятельского корабля, находящегося на расстоянии, необходимо: 1) выпустить Т. с корабля при помощи ТА; 2) довести Т. до цели с возможно большего расстояния, для чего служат механизмы для движения; 3) сохранить Т. определенное направление при помощи специального прибора сист. Обри; 4) удержать Т. на заданной глубине при помощи гидростатич. аппарата и рулевых приводов; 5) вызвать Т. в требуемый момент.

Диам. Т. колеблется от 45 до 53 сантиметров при длине от 5,5—7,5 метров Корпус Т. имеет сигарообразную форму и состоит из следующих главных частей: 1) зарядного отделения, 2) резервуара со сжатым воздухом, 3) кормовой части и 4) хвостовой части. На фигуре 1 дан общий вид одного из образцов Т., где а—резервуар со сжатым воздухом, б—зарядное отделение, в—кормовая часть, з—хвостовая часть, д—наделка, служащая для поддержания Т. при выходе ее из ТА. В зарядном отделении помещается чатое вещество с приспособлением для его -а, состоящим из ударника и двух ов. Резервуар со сжатым воздухом в количестве, потребном для работы механизмов, помещается между зарядным отделением и кормо-

ря на 25%. При этом полный момент на Т. окажется равным Qv.

^: 0Д05п ^

М„

Qv* ,. _or GD*.

Г V/2 + 1.25 щтгы.

nt

При электрич. торможении мотор получает перегрузку моментом

^M*=0,105« »хЧЧЛ. + 1.25 миллиметров ·

Время торможения выбирается в пределах 2— 4 ск. или принимается j=^ от 0,5 до 1 м/ск².

В целях большей безопасности Т. необходимо располагать на валу барабана (шахтные подъ-, емники) или на ближайшем промежуточном валу (в зубчатых лебедках). Однако часто Т. ставят на валу мотора (в червячных лебедках). Упругая муфта, соединяющая мотор с червяком, при этом обращается иногда в тормозную шайбу. Очевидная экономия получается вследствие низкого кпд обращенной червячной передачи η₄ =. В последнем виде его и надо подставлять в тормозной момент мотора.

Лит.: Берлов М., Детали машин, вып. 9, М., 1926; Кифер Л., Грузоподъемные машины, т. 1, 2 изд., М., 1922;Попов В., Проектирование подъемных механизмов, Л., 1928; Б етман Г., Грузоподъемные машины, пер. с нем., М., 1930; Пресс С., Элек-трич. оборудование подъемных и транспортных устройств, т. 1, Москва—Ленинград, 1930; Ernst J., Hebezeuge, В. 2, Berlin, 1903. Е. Гутьяр.