Схемы ленточных тормозов

Рис. 1: Ленточные тормоза:
а — простой; б — дифференциальный; в — суммирующий; 1, 4— избегающий и сбегающий концы; 2 — фрикционная лента; 3 — тормозной шкив; 5 — рычаг

В дифференциальном ленточном тормозе (рис. 2, б) оба конца ленты закреплены на тормозном рычаге по обе стороны оси его вращения, причем плечи а1 и а2 действия сил Т и t относительно оси вращения тормозного рычага не равны между собой. Вес груза, создающего необходимый тормозной момент:

Ход конца ленты (точки ее крепления к рычагу) при отходе ленты от шкива на размер ε равен:

Тормозной момент, развиваемый дифференциальным ленточным тормозом, при направлении вращения шкива, показанного на рисунке 1, позиции б, определяется по формуле:

Из анализа формулы видно, что при соотношении плеч рычага при очень малом значении замыкающей силы можно получить тормозной момент Мт → ∞, то есть может происходить самозатягивание тормозной ленты, так как нажатие ленты на шкив осуществляется не только под действием внешней силы, приложенной к ленте, но и под действием силы трения, возникающей между шкивом и лентой.

Малая замыкающая сила является преимуществом дифференциального тормоза. Однако самозатягивающиеся тормоза применяются крайне редко, так как они имеют много недостатков: резкое захватывание шкива, сопровождающееся толчками; слабое торможение при изменении направления вращения шкива; повышенный износ тормозной накладки и шкива. Значительное изменение тормозного момента при изменении коэффициента трения и склонность тормоза к самозатягиванию не позволяют широко использовать дифференциальный тормоз в лебедках с машинным приводом, он обычно имеет ручное управление. Для нормальной работы дифференциального тормоза без самозатягивания должно быть осуществлено неравенство a1 > a2e^{ƒ α} . Обычно принимают a1 = (2, 5÷ 3)a2, а длину плеча a2 из конструктивных соображений принимают равной 30 – 50 мм. При перемене направления вращения шкива, показанного на рисунке 2, позиции б, на противоположное тормозной момент уменьшается в (a1e^{ƒ α} — a2)/(a1 — a2e^{ƒ α} ) раз.

В суммирующем ленточном тормозе (рис. 1, в) оба конца ленты прикреплены к тормозному рычагу с одной стороны от оси его вращения. Плечи a1 и a2 действия сил Т и t относительно оси вращения рычага могут быть различными или равными по величине. При одинаковых плечах тормозной момент не зависит от направления вращения шкива.

Суммирующий ленточный тормоз применяют преимущественно в тех механизмах, где требуется постоянный тормозной момент при прямом и обратном направлениях вращения вала, например в механизмах передвижения поворота.

Вес груза, необходимый для создания необходимого тормозного момента в суммирующем тормозе, определяется суммой натяжений концов ленты:

Перемещение точки крепления ленты для образования радиального зазора ε при размыкании тормоза равно:

При a1 = a2 получаем Δ 1 = Δ 2 = ε α /2. Следовательно, ход штока электромагнита при одном и том же радиальном зазоре в этом тормозе в два раза меньше, чем в простом тормозе.

Из анализа приведенных уравнений также видно, что при a1 = a2 создать определенный тормозной момент в суммирующем тормозе можно замыкающей силой в e^{ƒ α} + 1 раз большей, чем в простом ленточном тормозе. Тормозной момент, развиваемый суммирующим ленточным тормозом, определяется по формуле:

При направлении вращения шкива противоположно указанному на рисунке 1 (позиции в) тормозной момент при a2 < a1 уменьшается в (a2 + a1e^{ƒ α} ) / (a1 + a2e^{ƒ α} ) раз.

Подбор электромагнитов для ленточных тормозов производят по формуле. Так, для простого тормоза:

где D = 2R.

Максимально возможное плечо действия тяговой силы электромагнита, определяемое из условий обеспечения нормального отхода ленты, равно:

Для суммирующего тормоза при a2 < a1:

Преимущества ленточных тормозов:

· простота конструкции;

· компактность;

· способность развивать большие тормозные моменты, увеличивающиеся с ростом угла обхвата.

В конструкциях кранов применяются главным образом простые ленточные тормоза. В то же время ленточные тормоза имеют следующие недостатки, из-за которых они вытесняются более рациональными колодочными тормозами.

Недостатки ленточных тормозов:

· ленточный тормоз создает значительную силу, изгибающую тормозной вал; она равна геометрической сумме натяжений Т и t;

· распределение давления и износа по дуге обхвата неравномерно и примерно пропорционально величине e^{ƒ α} ;

· тормозной момент ленточного тормоза зависит от направления вращения тормозного шкива;

· обрыв стальной ленты тормоза влечет за собой аварию, поэтому эксплуатационная надежность ленточных тормозов ниже надежности колодочных тормозов.

3. Рассчитайте усилие в канате механизм подъема груза при грузоподъемности крана – 20 т, числе полиспастов – 2, общий КПД полиспаста и обводных блоков – 0, 99.

Билет № 15

1. Механизмы изменения вылета стрелы.

2. Устройство и назначение винтовых конвейеров.

3. Рассчитать мощность электродвигателя механизм подъема крана грузоподъемностью – 40т, скорость подъема груза – 14 м/мин, КПД механизма подъема – 0, 85.