Тормоз колодочный с электромагнитным приводом

Тормоз колодочный с электромагнитным приводом

Одним из важных средств технического прогресса в промышленности и на транспорте является комплексная механизация трудоемких производственных процессов, без которой невозможны высокие темпы дальнейшего роста производительности труда. Известно, что простейший процесс производства вызывает необходимость пространственного перемещения грузов (предметов труда).

Всякая транспортная операция, так же как и передача грузов с одного вида транспорта на другой начинается и заканчивается, погрузочно-разгрузочными работами. Механизация тяжелых и трудоемких процессов – один из важнейших путей повышения производительности труда.

Комплексная механизация строительных работ, превращение стройки в непрерывный процесс монтажной сборки зданий и сооружений из изготовленных в заводских условиях узлов, конструкций и деталей, в первую очередь, сказались на профессии машиниста башенного крана, повысили ее значение, авторитет среди других строительных профессий.

В строительстве многоэтажного жилого здания, коммерческого объекта либо промышленного сооружения, где требуется регулярное поднятие и перемещение грузов значительной тяжести, без применения башенных кранов обойтись невозможно. Краны применяют для выполнения погрузочно-разгрузочных работ в портах, на причалах, складах и базах, строительных и монтажных площадках. Они участвуют в процессе монтажа промышленного оборудования и магистральных трубопроводов. С их помощью производят работы по ремонту линий электропередачи, мостов, зданий, сооружений и др.

Трудно переоценить значение кранов в строительном деле, выполняя практически все перемещения грузов по строительному объекту кран является ключевой и незаменимой частью строительства. Недаром непременным элементом современного пейзажа стал подъемный кран. Ведь именно с помощью башенного крана, мощной, мобильной и универсальной машины ведется основной монтаж строительных конструкций — ведущий процесс, который задает ритм, определяет последовательность производства остальных видов работ на стройке.

1. Устройство, принцип работы тормозов, регулировка тормозов

1.1 Тормоза ТКТ с короткоходовым электромагнитом МО

Тормоз колодочный ТКТ (ТК — тормоз колодочный, Т — с электромагнитным приводом переменного тока) предназначен для остановки и удержания валов механизмов подъемно-транспортного и другого оборудования в заторможенном состоянии при неработающем электродвигателе.

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

Тормозные электромагниты изготовляют коротко- и длинноходовыми. Ходом электромагнита называется расстояние, на которое перемещается подвижная часть электромагнита при включении и отключении тока.

Принцип работы тормоза основан на использовании силы трения, возникающей от воздействия тормозного усилия между поверхностями двух деталей, одна из которых жестко связана с затормаживаемым валом, а вторая соединена с корпусом машины. Колодки двухколодочного тормоза расположены диаметрально относительно шкива и создают равное, но противоположное давление на вал, что исключает изгибающий момент.

На рисунке 1 показан автоматический, т.е. замыкающийся автоматически при выключении тока, двухколодочный пружинный тормоз типа ТКТ с короткоходовым электромагнитом переменного тока МО.

Рисунок 1 — Колодочный тормоз с короткоходовым электромагнитом МО:

1, 5 – вертикальные рычаги; 2 – скоба; 3 – короткоходовой электромагнит; 4 – якорь; 6 – головка болта; 7, 9 – пружины (основная и вспомогательная); 8 – шток; 10 – основание; 11 – колодки.

Вертикальные рычаги тормоза шарнирно соединены с основанием, а колодки шарнирно с этими рычагами. К верхнему концу рычага жестко прикреплена скоба, внутри которой расположены шток и пружина. На штоке, между скобой и концом рычага расположена вспомогательная пружина. Пружина, установленная между скобой и гайками, навинченными на шток, служит для замыкания тормоза, а вспомогательная пружина способствует отходу рычага с колодкой от тормозного шкива при растормаживании.

Короткоходовой электромагнит с якорем закреплен на рычаге, а его центр тяжести расположен справа от оси рычага. Поэтому момент, создаваемый силой тяжести электромагнита, стремится поворачивать рычаг по часовой стрелке и, следовательно, отводить правую колодку от тормозного шкива. При выключенном электромагните сжатая рабочая пружина с помощью скобы и штока стягивает верхние концы рычагов, вследствие чего обе колодки прижимаются к тормозному шкиву, и тормоз замыкается. При включении электромагнита якорь, притягиваясь к сердечнику, поворачивается по часовой стрелке относительно оси своего шарнира и нажимает на конец штока тормоза. В результате пружина сжимается еще больше, рычаги поворачиваются относительно своих нижних шарниров, и обе колодки отходят от тормозного шкива. Угол поворота рычага, определяющий величину радиального отхода правой колодки, зависит от величины зазора между головкой болта и его упором. Зазор этот устанавливается с таким расчетом, чтобы обеспечивался радиальный отход колодки на заданную величину. Для устранения возможности поворота колодок после их отхода от шкива в них установлены подпружиненные фиксаторы трения.

Рассмотрим однофазные магниты типа МО (рис.2).

Рисунок 2 — Тормозные электромагниты однофазный электромагнит МО:

1 — ярмо, 2 — короткозамкнутый виток, 3 — угольники, 4 — крышка катушки. 5, 12 — катушка, 6, IS — якорь, 7 — поперечная планка, 8 — щеки якоря, 9 — ось, 10 — стойка, 11 — корпус, 14 — штырь, 15 — втулка, 16 — пружина, 17 — крышка, 18 — шток тормоза

Тормозные электромагниты имеют две основные части: магнитопровод и обмотку возбуждения (катушку). Магнитопровод состоит из неподвижного ярма 1 и подвижного якоря 6, которые набираются из собранных в пакет изолированных листов электротехнической стали.

Пакет ярма склепан с двумя угольниками 3 и двумя опорными стойками 10. Катушка 5 электромагнита крепится на ярме с помощью крышки 4. На ярме укреплен короткозамкнутый виток 2, служащий для устранения вибрации и гудения электромагнита.

Пакет якоря склепан с двумя щеками 8, которые через ось 9 шарнирно соединены со стойками 10. В прорези щек установлена поперечная планка 7. Планка при повороте якоря упирается в шток тормоза и перемещает его, обеспечивая отход колодок тормоза от шкива и растормаживание механизма.

При прохождении тока через укрепленную на ярме катушку возникает магнитное поле, под действием которого якорь притягивается к ярму и через систему рычагов растормаживает тормоз. Собственное время втягивания якоря составляет около 0,03 с, а время отпадания — около 0,015 с. Число включений магнитов допускается не более 300 в час при ПВ 40%.

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

Однако, всем электромагнитам свойствен существенный недостаток: в начале движения якоря, когда требуется наибольшее усилие, магниты дают наименьшее усилие, а в конце хода, когда необходимо уменьшить усилие для ослабления удара, магнит развивает наибольшую силу.

У тормозных электромагнитов переменного тока могут сгореть катушки, если магнит включен, а сердечник не замкнулся (например, вследствие перекоса или заклинивания, при попадании грязи на поверхности ярма и сердечника), поэтому в настоящее время широкое распространение на кранах получают тормоза с электрогидравлическими толкателями.

1.2 Тормоза ТКТГ с электрогидравлическими толкателями ТЭГ-25

Тормоза с электрогидравлическими толкателями ( рис.3 ), свободны от недостатков, присущих электромагнитам, и обладают большей надежностью. Шток тормоза здесь также шарнирно соединен с большим плечом двуплечего рычага, установленного на тормозном рычаге. С меньшим плечом рычага соединена тяга, прикрепленная гайками к тормозному рычагу. Замыкание тормоза осуществляется усилием вертикальных пружин. При движении штока толкателя вверх рычаг поворачивается, сжимая пружины, а рычаг вместе с тормозной колодкой отходит от шкива до тех пор, пока упор не дойдет до основания. Затем отходит от колодки рычаг. Возврат поршня в исходное положение происходит под воздействием пружины.

Рисунок 3 – Тормоз ТКТГ

Устройство и принцип работы. Тормоз состоит из следующих основных частей: электрогидравлического толкателя 1, механической части. Механическая часть состоит из: опорной рамы 10, тормозной пружины в сборе с защитным кожухом 11 с таблицей тормозного момента, регулировочного болта пружины 3, верхнего рычага 2, тормозного и вспомогательного рычага 5, регулировочной тяги 4, тормозных колодок 6 с тормозными накладками 7, регулировочного болта колодки 8, регулировочного болта балансировки 9.

При выключенном электрогидравлическом толкателе под действием сжатой пружины рычаги прижимают колодки к поверхности тормозного шкива. Шток электрогидравлического толкателя при этом находится в нижнем положении. При включении электрогидравлического толкателя, его поршень выдвигает вверх шток. Рычаги, освободившись от действия пружин, расходятся, растормаживая шкив.

В электрогидравлических толкателях (ЭГТ) используется принцип создания гидравлического давления под поршнем, шток поршня получает при этом прямолинейное движение (рис. 4).

Рисунок 4 — Электрогидравлические толкатели типа ТЭГ:

1 — электродвигатель, 2 — корпус, 3 — центробежный насос, 4 — поршень, 5 — цилиндр, 6 — контрольная пробка, 7 — шток, 8 — резиновое уплотнение, 9 — пробка заливного отверстия, 10 — крышка,11 — панель зажинов

Электромагнитные тормозные устройства

В некоторых устройствах, с целью торможения вращающихся элементов машины, применяется электромагнитный дисковый тормоз электродвигателя. Электромагнитное тормозное устройство монтируется прямо в двигателе или на двигателе, и по сути представляет собой вспомогательный двигатель или приводной узел, отвечающий всем требованиям касательно как позиционирования агрегата, так и с точки зрения безопасной его эксплуатации. Он включается пружинами и отпускается с помощью электромагнита.

Данное решение позволяет не только обеспечить безопасное торможение двигателя в случае аварии или позиционировать исполнительный орган машины во время ее функционирования, но и просто сокращает время работы машины во время ее торможения.

Существуют два типа дисковых электромагнитных тормозных устройств: дисковый тормоз переменного тока и дисковый тормоз постоянного тока (в зависимости от формы тока, которым питается данный тормоз). Для варианта тормоза, питаемого постоянным током, вместе с двигателем поставляется также и выпрямитель, при помощи которого постоянный ток получается из переменного, которым питается сам двигатель.

Конструкция тормозного устройства включает в себя: электромагнит, якорь и диск. Электромагнит изготовлен в виде набора катушек, расположенных в специальном корпусе. Якорь служит исполнительным элементом тормоза, и представляет собой антифрикционную поверхность, которая взаимодействует с тормозным диском.

Сам диск, с нанесенным на него фрикционным материалом, перемещается по зубцам втулки на валу двигателя. Когда в катушки тормозного устройства подано напряжение, якорь оттянут, и вал двигателя может свободно вращаться вместе с тормозным диском.

Затормаживание обеспечивается в свободном состоянии, когда пружины нажимают на якорь, и он воздействует на тормозной диск, вызывая тем самым остановку вала.

Тормоза такого типа находят обширное применение в системах с электрическим приводом. На случай аварийного отсутствия питания тормозного устройства, может быть предусмотрена возможность снять тормоз вручную.

В подъемно-транспортных машинах используется колодочный электромагнитный тормоз (ТКГ), удерживающий вал в заторможенном состоянии когда машина выключена.

ТКП — тормоз постоянного тока серии МП. ТКГ — тормоз электрогидравлический с толкателем серии ТЭ. Электромагнит тормоза ТКГ включает в себя привод и механическую часть, которая в свою очередь включает: подставку, пружины, систему рычагов и тормозные колодки.

Тормозное устройство устанавливается вертикально, причем тормозной шкив имеет горизонтальное положение. Механические части тормозных устройств питаемых переменным или постоянным током для шкивов одного и того же диаметра одинаковы.

Обычно такие устройства имеют буквенное обозначение ТК и число, обозначающее диаметр шкива для торможения. В момент включения питания рычаги нейтрализуют действие пружин и освобождают шкив для обеспечения ему возможности свободного вращения.

Электромагнитные тормоза находят применение в:

блокировке подъемных кранов, лифтов, укладочных машин и т. д. в выключенном состоянии; в механизмах остановки конвейеров, намоточных и ткацких станков, задвижек, прокатного оборудования и т. д.;

для сокращения выбега (времени холостого хода во время остановки) машин;

в системах аварийной остановки эскалаторов, мешалок и т. д.;

для остановки с позиционированием в точном положении в определенный момент времени.

В буровых установках применяется индукционное торможение, основанное на взаимодействии магнитных полей индуктора, в роли которого выступает электромагнит, и якоря, в обмотке которого наводятся токи, магнитные поля которых тормозят «причину их вызывающую» (см. Закон Ленца), создавая тем самым необходимый тормозящий момент ротору.

Рассмотрим это явление на рисунке. Когда в обмотке статора включается ток, его магнитное поле индуцирует вихревой ток в роторе. На вихревой ток в роторе действует сила Ампера, момент которой и является в данном случае тормозящим.

Как известно, в тормозном режиме способны работать асинхронные и синхронные машины переменного тока, а также машины постоянного тока, когда вал движется относительно статора. Если вал неподвижен (относительное перемещение отсутствует), то тормозящего действия не будет.

Таким образом, тормоза на основе электродвигателей применяются для затормаживания движущихся валов, а не для удержания их в состоянии остановки. При этом интенсивность замедления движения механизма можно в таких случаях плавно регулировать, что иногда удобно.

На следующем рисунке приведена схема работы гистерезисного тормоза. Когда в обмотку статора подается ток, на ротор действует вращающий момент, в данном случае он тормозящий, и возникает здесь из-за явления гистерезиса от перемагничивания монолитного ротора.

Физическая причина в том, что намагниченность ротора становится таковой, что его магнитный поток совпадает по направлению с потоком статора. И если ротор попытаться из такого положения повернуть (так чтобы статор оказался относительно ротора в положении Б), то он будет стараться вернуться обратно в положение А за счет тангенциальных составляющих магнитных сил, — так и возникает в данном случае торможение.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Тормоз колодочный постоянного тока ТКП-400, ТКП-500, ТКП-600, ТКП-700, ТКП-800

Тормоз колодочный постоянного тока предназначен для торможения и удержания валов механизмов в заторможенном состоянии при отключенном приводе.
Тормоз крепиться в вертикальном положении, на механизмах работающих в пожар безопасной и взрывобезопасной среде, если ось тормозного шкива расположена горизонтально.

Обозначение тормоза этой конструкции состоит из букв ТКП — тормоз колодочный постоянного тока и цифр, соответствующих диаметру тормозного шкива. Например: ТКП-400. Пример условного обозначения тормоза колодочного с электромагнитом постоянного тока, для шкива диаметром 400, применения в районах с умеренным климатом, категории размещения 2, напряжением питания 110В: ТКП-400 — У2-110 ТУ 3381-001-95725119-2007.

Устройство и принцип работы, габаритные и присоединительные размеры

В магнитах тормозов используются катушки параллельного-возбуждения которые рассчитаны на напряжение 110 В и повторно-кратковременный режим работы с ПВ равным 25%. Для работы катушек нормального исполнения в другом режиме с напряжением 220 и 440 В, и катушек в тропическом исполнении с напряжением 220 В, последовательно с катушкой нужно включить резистор. Частота включений в час не более 720.

Отход колодок от шкива, мм не более

60% номинального тока

40% номинального тока

Режим работы ПВ, %

Максимальный тормозной момент Ммах, Мм, не более

На подставке *1 закреплены с помощью пальцев рычаг с магнитом *2, рычаг якорный *3, рычаг *4 с тормозными колодками *5. Необходимое для сжатия колодок усилие, создает главная пружина *8, помещенная на штоке *6, внутри скобы *7. Шток связывает между собой рычаг с магнитом *2 и рычаг *4, но свободно проходит через отверстие в скобе *7 и оси рычага *3. Усилие от главной пружины *8 передается на рычаг *3 при помощи скобы *7, а на рычаг *4 при помощи штока. Установочная длина основной пружины регулируется двумя гайками *10. Крайняя гайка *11, используется для разжатия рычагов во время сжатия колодок а так же при их регулировке.

Гайка *12 упирается в рычаг *4 через сферическую и опорную шайбы, которые устраняют возможность изгиба штока. С помощью гайки *12 регулируется ход якоря и отход колодок от шкива. Положение гайки *12 фиксируется контргайкой *13. Рычаг *4 в месте где через него проходит шток, имеет прорезь, которая позволяет не разбирая тормоза откинуть рычаг, что бывает нужно для установки тормоза и замене шкива. Чтобы обеспечить растормаживание, между скобой *7 и рычагом *4 размещена вспомогательная пружина *9, сдвигающая рычаг во время срабатывания магнита. В заторможенном состоянии тормоза, основная пружина *8 в сжатом состоянии давит одной стороной на скобу *7 соединенную с якорным рычагом *3, а другой стороной на установочные гайки *10, которые передают усилие на рычаг *4 через шток *6. Рычаги прижимают колодки к поверхности тормозного шкива под воздействием основной пружины *8, создавая нужный тормозной момент. При подаче тока, якорь рычага *3 притягивается к сердечнику электромагнита *2, основная пружина *8 сжимается и под действием вспомогательной пружины *9 рычаги с колодками разжимают шкив. При этом совместный отход электромагнита *2 и рычага *3 под тяжестью собственной массы, ограничивается упором болта *14 в подставку и обеспечивается синхронный отход обеих колодок от тормозного шкива.

Указания мер безопасности

Работа по подготовке тормоза, монтаж, испытание и эксплуатация должна обязательно проводиться в соответствии с правилами технической эксплуатации электроустановок, правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок, правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов и паспортами на толкатель и тормоз.

При работе тормоза запрещается: -затягивание болтов; -заливка рабочей жидкости в толкатель; -наладка тормоза; -замеры отхода колодок и хода штока толкателя; -смазывание шарниров.

Перед установкой тормоза место крепления тормоза и опорные поверхности подставки обязательно должны быть зачищены до металлического блеска. Тормоза должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007-0-75 и ГОСТ 12.2.007.1-75. Тормоз должен быть занулен или заземлен в соответствии с ГОСТ 12.1.030-81.

Подготовка тормоза к работе

Тормоз крепиться на тормозной шкив, который удовлетворяет следующие требования:
-на рабочей поверхности шкива не должно присутствовать следов коррозии, масла, краски;
-твердость шкива не меньше 42 НРС;
-допуск биения рабочей поверхности шкива относительно оси расточки равен 0,1 мм для шкива c диаметром 400 мм и 0,12 мм для шкивов диаметром 500-800 мм;
-шероховатость рабочей поверхности шкива не больше Rz 1,6 мкм;
-диаметр шкива должен быть выполнен с отклонением h11.

При консольном расположении шкива на машине, тормоз монитруется на шкив с разжатыми отжимной гайкой и рычагами. Если расположение шкива не консольное, тормоз устанавливают на шкив прижимая отжимной гайкой *11 якорный рычаг *3 к магниту *2, далее, после снятия всех детали со штока со стороны рычага *4, отводят рычаг *4 в сторону, ставят тормоз и соединяют шток с рычагом в обратом порядке.
Во время установки тормоза необходимо следить чтобы центр тормоза совпадал с центром шкива, допуски параллельности и перекоса поверхностей накладок относительно рабочей поверхности шкива был равен 0,1 мм на 100 мм ширины шкива, подсоединение катушки магнита делается в соответствии с общей электросхемой механизма.
Тормоз крепится на механизме четырьмя болтами с гайками с пружинными шайбами.
По окончании установки тормоз подвергается регулировке, заключающейся в регулировке главной пружины, в настройке начального хода якоря, в регулировке равного отхода колодок.
Настройка величины начального отхода якоря производится с помощью вращения регулировочной гайки *12, пока ход якоря, замеренный вместе указанном на чертеже, не достигнет величины, указанной в таблице.

Регулировка тормоза тельфера

Тормозной механизм в конструкции тельфера является очень важным элементом, так как от него напрямую зависит точность установки груза в нужном положении при его подъеме и перемещении по горизонтали.

Функции, которые возложены на тормоз электрической тали, следующие:

• обеспечение безопасности работы грузоподъемного оборудования;
• фиксация троса с грузом в необходимом положение по высоте;
• оперативная остановка движения троса.

Для уточнения: настройка тормозного механизма грузоподъемного оборудования отличается для разных видов устройств, к примеру, в механических узлах грузоупорного типа доступна настройка кран-балки для бесперебойной работы, даже в экстренных ситуациях.

Работа тормоза тельфера: особенности

Остановка происходит при смещении ротора в двигателе тельфера. Тормозной механизм может полноценно работать и при отсутствии подачи электричества и при перепадах входного напряжения. Все компоненты данного механизма размещаются внутри двигателя грузоподъемного оборудования.

Стоит отметить, что тормозные системы в импортном оборудовании и в тельферах российского производства отличаются по своей конструкции. Например, в самых распространенных иностранных грузоподъемных устройствах в конструкции присутствует вентилятор торможения с лопастями из алюминия, который обеспечивает охлаждение тормозов при их работе. Настройка срабатывания тормозной системы в таких тельферах производится с помощью специальной зажимной гайки.

Тельферы, произведенные в нашей стране, в основном оснащаются тормозной системой, состоящей из двух модулей: грузоупорного и основного тормозов. Грузоупорный тормоз используется для предупреждения падения находящегося в данный момент на подъемном механизме груза при отключении подачи питания, его срабатывание происходит в автоматическом режиме. Основной тормоз на российских тельферах имеет несколько вариантов конструктивного исполнения.

Виды тормозных систем в тельферах

• Коническая.

Данная система представляет из себя диск-вентилятор, закрепленный на хвостовой части тали. Торможение производится следующим образом – ротор смещается под давлением специальной пружины. Если нужно остановить работу тали для того, чтобы зафиксировать груз неподвижно, тормоз плотно прижимается, блокируя работу двигателя. При отключении тормоза пружины ослабляются, ротор отводится обратно и двигатель запускается. Подстраивается такая тормозная система за счет поворота специального регулировочного винта.

• Колодочная.

Колодочная система функционирует за счет гидравлического толкателя. При включении тормоза создается давление тормозной жидкости в системе, из-за чего поршень способствует движению штока, ослабляющего пружину. Все это вызывает плотное прижатие колодок к тормозному диску и остановке работы двигателя тельфера. Данные тормоза особенно требовательны к состоянию окружающей среды, поэтому требуют дополнительной защиты.

• Дисковая.

Тормозная система дискового типа работает, аналогично предыдущей, с использованием давления жидкости. Гидропривод, воздействуя на рычаг, вызывает сдавливание пружины с помощью специального язычка, которая прижимает колодку к диску. При очередной подаче давления колодки освобождаются и работа тельфера продолжается.

• Шарнирно-колодочная.

В конструкции такой системы присутствуют фрикционные ободки, которые соединены между собой. Не очень надежная система из-за использования дополнительных шарнирных соединений.

• Ленточная.

В конструкцию ленточной тормозной системы входят муфта и барабан. По принципу работы данные тормоза сходи с дисковыми тормозами, только остановка производится с использованием фрикционной ленты и ее воздействия на пружину, которая и обеспечивает остановку механизма.

Обслуживание и эксплуатация тормозной системы тельфера

Любой вид тормоза, используемого в грузоподъемном оборудовании, требует обязательного регулярного обслуживания и ремонта, в противном случае тормоза перестанут гарантировать выполнение своей функции.

При работе тельфера, периодически необходимо производить технический осмотр тормозов, особенно, если подъемный механизм эксплуатируется с высокой интенсивностью и постоянной фиксацией груза в подвешенном состоянии. В процессе ТО нужно очистить механизм от всех накопившихся загрязнений, нанести смазку на предусмотренные для этого поверхности, заменить изношенные детали, проверить достаточно ли рабочих жидкостей в системах оборудования. Также, перед каждым запуском оборудования, необходимо несколько раз протестировать тормоза на срабатывание.