Главная страница

Услуги

Марки

Шоссе

Техцентры на карте

Новости

Архив новостей

Вопрос-ответ

Архив ответов

Тормозная система описание виды устройство фото видео принцип работы. Устройства тормозные

Тормозная система описание виды устройство фото видео принцип работы

Для эффективного управления движением любого механического средства – регулированием скорости на том или ином участке пути, замедлением её при выполнении маневров, наконец, для остановки в нужном месте – и в том числе экстренной – на всех грузовых и легковых автомобилях должна быть установлена соответствующая классу машины тормозная система. Для удержания машины на месте во время продолжительной стоянки, особенно на склоне, предусмотрен стояночный тормоз.

Для безопасной эксплуатации транспортного средства эта система должна быть надежна, как никакая другая. Не случайно в перечне неисправностей, при которых запрещено использование транспортного средства (приложение к Правилам дорожного движения РФ), неисправности тормозных систем вынесены на первое место.

ВИДЫ И УСТРОЙСТВО ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ

В современных автомобилях используют устройства тормозов двух видов – дисковые и барабанные. Название устройств видов тормозных систем пошло от используемого главного элемента, воспринимающего тормозное усилие, выполненного в виде диска или в виде барабана.

Барабанные тормоза насчитывают более ста лет, в настоящее время считаются устаревшими, обычно применяются в устройстве заднего моста автомобиля. Устройство задних барабанных тормозов достаточно простое и надежное. Ступица колеса жестко соединена с тормозным барабаном, который и воспринимает тормозящее усилие от двух тормозных колодок со специальными накладками. Пара колодок и гидравлический привод, называемый еще колесным цилиндром, смонтированы на тормозном щите, являющимся силовой деталью заднего моста. Устройство барабана таково, что удачно закрывает весь механизм от грязи и пыли, поэтому задний механизм торможения менее восприимчив к воздействию окружающей среды.

При нажатии педали тормоза давление гидравлической жидкости передается в рабочую полость колесного цилиндра и выталкивает из него два симметричных штока, прижимающих колодки к внутренней поверхности тормозного барабана. В старых моделях барабан изготавливался из специальных сортов чугуна, современные барабаны отливаются из алюминиевых сплавов с чугунными вставками, что значительно улучшает отведение тепла от трущихся поверхностей.

В конструкции барабанного механизма предусмотрено крепление троса стояночного тормоза. При выжимании рычага на определенную величину, легко контролируемую по количеству щелчков храповика фиксатора, трос натягивается и через специальный рычаг механизма тормоза с усилием прижимает колодки заднего тормоза к барабану, тем самым фиксируя колеса машины.

Преимущества устройства барабанных систем:

общая рабочая поверхность колодок составляет не менее 400 см2для легкового автомобиля класса «В», что в разы больше суммарной поверхности накладок дисковых систем;
при меньшей эффективности, значительно большее останавливающее действие;
устройство привода позволяет легко подключить трос ручного стояночного тормоза, тогда как для дисковых систем это сделать значительно сложнее;
накладки на колодках изнашиваются медленнее.

Важно! Контролировать, насколько выработана и изношена рабочая поверхность барабана, в силу специфики устройства достаточно сложно, поэтому следует с каждой регулировкой системы демонтировать барабан и замерять остаточную толщину стенки.

Усилие торможения может достаточно изменить траекторию движения автомобиля, поэтому в системе управления торможением первым всегда подключается привод задних колес, с небольшим опозданием подключается привод колодок передних колес. Благодаря такой последовательности обеспечивается стабильность курса движения машины без бокового заноса или разворота.

Принцип работы тормозной системы

Принцип работы тормозной системы рассмотрен на примере гидравлической рабочей системы.

При нажатии на педаль тормоза нагрузка передается к усилителю, который создает дополнительное усилие на главном тормозном цилиндре. Поршень главного тормозного цилиндра нагнетает жидкость через трубопроводы к колесным цилиндрам. При этом увеличивается давление жидкости в тормозном приводе. Поршни колесных цилиндров перемещают тормозные колодки к дискам (барабанам).

При дальнейшем нажатии на педаль увеличивается давление жидкости и происходит срабатывание тормозных механизмов, которое приводит к замедлению вращения колес и поялению тормозных сил в точке контакта шин с дорогой. Чем больше приложена сила к тормозной педали, тем быстрее и эффективнее осуществляется торможение колес. Давление жидкости при торможении может достигать 10-15 МПа.

При окончании торможения (отпускании тормозной педали), педаль под воздействием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение перемещается поршень главного тормозного цилиндра. Пружинные элементы отводят колодки от дисков (барабанов). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр. Давление в системе падает.

Эффективность тормозной системы значительно повышается за счет применения систем активной безопасности автомобиля.

ТОРМОЗНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Механизмы тормозов используются для создания противодействующего вращению колёс механического момента. В основном на всех авто применяются фрикционные механизмы, работающие на трении соприкасающихся материалов. Они устанавливаются на колесе и делятся по конструкции на дисковые и барабанные типы.

1 — колесная шпилька дисковые тормоза2 — направляющий палец3 — смотровое отверстие4 — суппорт5 — клапан6 — рабочий цилиндр7 — тормозной шланг8 — тормозная колодка9 — вентиляционное отверстие10 — тормозной диск11 — ступица колеса12- грязезащитный колпачок

Дисковые механизмы могут быть с подвижным или статичным суппортом. Подвижный суппорт способствует равномерному износу трущихся накладок и, кроме того, обеспечивает постоянный зазор до поверхности диска вне зависимости от выработки накладок. Он крепится на подвеске с помощью кронштейна и имеет пазы для установки рабочих цилиндров. Диск, соединённый со ступицей колеса, имеет гладкую поверхность и отверстия для быстрого воздушного охлаждения.

Колодки с тормозящими накладками в нормальном положении прижаты к суппорту возвратными пружинами. Под давлением штока поршня исполнительных цилиндров колодки отжимаются к поверхности диска, происходит его торможение. Для индикации выработки накладок в колодках имеется датчик износа, который сигнализирует на приборную доску о критической выработке фрикционного поверхностного слоя колодок.

Барабанные механизмы имеют полукруглые колодки в виде полумесяца с фрикционными накладками с наружной стороны, нижние концы которых закреплены на неподвижной оси, а верхние концы могут раздвигаться под давлением поршней исполнительных цилиндров тормозов. Прижатые в нормальном положении друг к другу стяжными пружинами полукруглые колодки под давлением поршней раздвигаются и распирают внутреннюю поверхность вращающегося барабана. Трение поверхностей колодок и барабана приводит к торможению колеса. Для компенсации выработки трущейся поверхности имеется механизм самоподвода колодок к барабану.

По отношению к тормозам барабанного типа дисковые механизмы имеют следующие преимущества:

температурные изменения материала не влияют на состояние поверхности, и тормозной момент не зависит от нагрева диска;
эффективное воздушное охлаждение за счёт использования отверстий на диске и высокая температурная стойкость материала;
меньший тормозной путь за счёт активного действия всей поверхности колодок;
меньше вес и габариты;
высокая чувствительность системы торможения;
оперативность срабатывания;
лёгкость замены колодок, не требуется обточка и подгонка накладок при замене колодок;
до 70% инерции движения автомобиля могут гаситься на передних тормозных дисках.

О тормозных приводах

В автомобильных тормозных системах нашли применение вот эти типы тормозных приводов:

гидравлический;
пневматический;
комбинированный.
механический;

Гидравлический привод получил самое широкое распространение в рабочей тормозной системе автомобиля. В него входят:

главный тормозной цилиндр;
тормозная педаль;
колесные цилиндры;
усилитель тормозов
шланги и трубопроводы (рабочие контура).

При усилии на тормозную педаль водителем, та передает усилие от ноги на главный тормозной цилиндр. Усилитель тормозов дополнительно создает усилие, облегчая тем самым жизнь водителя. Широкое применение на машинах приобрел вакуумный усилитель тормозов.

Главный тормозной цилиндр нагнетает тормозную жидкость к тормозным цилиндрам. Обычно над главным цилиндром стоит расширительный бачок, в нем содержится тормозная жидкость.

Колесный цилиндр прижимает тормозные колодки к тормозному барабану или диску.

Рабочий контур сейчас представляет из себя основной и вспомогательный. Например, вся система исправна, то значит работают оба, но при неисправности одного из них — другой будет работать.

Широко распространены три основные компоновки разделения рабочих контуров:

2 + 2 подключенных параллельно — задние + передние;
2 + 2 подключенных диагонально — правый передний + левый задний и так далее;
4 + 2 в один контур подключены два передних, а в другой тормозные механизмы всех колес.

Прогресс не стоит на месте и сейчас в состав гидравлического тормозного привода добавляются разные электронные компоненты:

усилитель экстренного торможения
антиблокировочная система тормозов;
антипробуксовочная система;
система распределения тормозных усилий;
электронная блокировка дифференциала.

Пневматический привод применяется в тормозной системе большегрузных автомобилей.

Комбинированный тормозной привод — это комбинация разных типов привода.

Механический привод применяется в стояночной тормозной системе. Он включает в себя систему тяг и тросов, с помощью которых объединяет систему в одно целое, обычно на задние колеса имеет привод. Рычаг тормоза соединен при помощи тонкого троса с тормозными механизмами, где есть устройство, которое приводит в действие основные или стояночные колодки.

Есть автомобили, где стояночная система работает от ножной педали. Сейчас всё чаще стали применять в стояночной системе электропривод, который получил название — электромеханический стояночный тормоз.

Итак, как работает гидравлическая тормозная система

Осталось рассмотреть работу тормозной системы, что мы сделаем на примере гидравлической системы.

Когда водитель нажимает на педаль тормоза, то передается нагрузка к усилителю и тот создает усилие на главном тормозном цилиндре. А в свою очередь поршень главного тормозного цилиндра через трубопроводы нагнетает жидкость к колесным цилиндрам. Поршни колесных цилиндров от давления жидкости передвигают тормозные колодки к дискам или барабанам и происходит торможение автомобиля.

Когда водитель убирает ногу с педали тормоза, то педаль от действия возвратной пружины возвращается в начальное положение. Также, в свое положение возвращается и поршень главного тормозного цилиндра, а пружины отводят колодки от барабанов или дисков. Тормозная жидкость возвращается обратно в главный тормозной цилиндр и падает давление в системе.

УХОД ЗА ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМОЙ АВТОМОБИЛЯ

Как один из наиболее важных узлов, тормозная система автомобиля требует постоянного внимания и ухода. Здесь буквально любая неисправность может привести к непредсказуемым последствиям на дороге.

Некоторые диагнозы можно поставить, исходя из характера поведения тормозной педали. Так увеличенный ход или «мягкая» педаль свидетельствуют, скорее всего, о попадании воздуха в систему гидропривода в результате утечки тормозной жидкости. Поэтому необходимо периодически контролировать уровень жидкости в бачке.

Её повышенный расход может быть следствием повреждения гидрошлангов и трубок, а также обыкновенного испарения со временем. Это приводит к попаданию в систему воздуха и отказу тормозов.

Пришедшие в негодность детали необходимо заменить, а систему придется прокачивать, выпуская воздух из каждого рабочего цилиндра на колесах и доливая жидкость. Процесс длительный и нудный.

Уход автомобиля при торможении в сторону говорит о возможном выходе из строя одного из рабочих цилиндров или чрезмерном износе накладок на каком-то определенном колесе. При загрязнении тормозных механизмов может возникать характерный шум при нажатии на педаль.

Все эти неисправности легко устраняются самостоятельно или обращением в сервисный центр. А чтобы свести к минимуму вышеописанные неприятности, берегите тормоза, чаще используйте торможение двигателем, особенно на крутых и затяжных спусках. Продолжительное по времени включение основной рабочей системы ведет к перегреву деталей и служит причиной различных поломок.

49. Назначение, классификация и устройство тормозных механизмов.

Тормозными называются механизмы, осуществляющие процесс торможения автомобиля. Тормозные механизмы служат для принудительного замедления автомобиля. Современные автомобили оборудуются различными типами тормозных механизмов. Тормозные механизмы могут осуществлять принудительное замедление автомобиля различными способами.

тормозные механизмы
по принципу действия	по форме поверхн трения	по расположению
фрикционные	барабанные	колесные
гидравлические	барабанные	трансмиссионные
электрические	дисковые	распол на кузове
компрессорные	дисковые	распол у двигателя

Фрикционные тормозные механизмы (дисковые и барабанные) получили наиболее широкое распространение на автомобилях. Дисковые тормозные механизмы применяются для передних и задних колес легковых автомобилей большого класса и для передних колес легковых автомобилей малого и среднего классов. Барабанные тормозные механизмы используют на грузовых автомобилях, независимо от их грузоподъемности, в качестве колесных и трансмиссионных и на легковых автомобилях малого и среднего классов для задних колес. Фрикционный тормозной механизм включает в себя вращающуюся часть (барабан, диск), тормозной элемент (колодки), прижимное (кулачковое, поршневое), регулировочное (эксцентрики) и охлаждающее (ребра, каналы) устройства. В барабанном тормозном механизме тормозной барабан соединен с колесом автомобиля и вращается вместе с ним. Тормозные колодки с фрикционными накладками установлены нижними концами на оси, закрепленной на неподвижном тормозном диске. Колодки могут поворачиваться на оси. Между верхними концами колодок находится разжимной кулак. При торможении кулак разводит колодки, прижимая их к вращающемуся с колесом барабану. Торможение колеса происходит за счет сил трения, возникающих между фрикционными накладками колодок и тормозным барабаном. В дисковом тормозном механизме тормозной диск связан с колесом автомобиля и вращается вместе с ним. С обеих сторон тормозного диска установлены две невращающихся колодки с фрикционными накладками. При торможении колеса колодки прижимаются к диску, создавая тормозной момент, препятствующий вращению колеса. Дисковые тормозные механизмы по сравнению с барабанными имеют меньшую массу, более компактны, более стабильны и лучше охлаждаются. Однако они менее эффективны, имеют более быстрое изнашивание фрикционных накладок и хуже защищены от загрязнения.

Гидравлические, электрические, компрессорные и аэродинамические тормозные механизмы используются на автомобилях в качестве тормозов-замедлителей. Гидравлический тормоз-замедлитель представляет собой обычную гидромуфту, одно из колес которой закреплено неподвижно, а другое установлено на валу трансмиссии (за коробкой передач) и вращается вместе с валом. Тормозной момент гидравлического тормоза-замедлителя зависит от скорости вращения рабочего колеса и количества подаваемой жидкости. Гидравлические тормоза-замедлители имеют большую массу и малоэффективны при небольших скоростях движения автомобиля.

Электрический тормоз-замедлитель обычно располагают за коробкой передач. Он представляет собой массивный стальной диск, закрепленный на валу трансмиссии и вращающийся с валом относительно неподвижных электромагнитов. Торможение автомобиля происходит за счет работы, которая затрачивается на преодоление магнитного взаимодействия между вращающимся диском и электромагнитами. Электрические тормоза-замедлители высокоэффективны и обеспечивают плавность торможения автомобиля. Однако они имеют большую массу, дорогостоящи в изготовлении и расходуют дополнительную энергию аккумуляторных батарей.

Компрессорный тормоз-замедлитель представляет собой моторный тормоз, использующий противодавление на выпуске при работе двигателя на компрессорном режиме. Механизм моторного тормоза устанавливают в приемной трубе глушителя. В корпусе механизма на валу закреплены заслонка и приводной рычаг. Для создания противодавления при торможении автомобиля приемная труба глушителя перекрывается заслонкой. Одновременно с этим прекращается подача топлива в цилиндры двигателя, и двигатель работает как компрессор. В результате тормозной момент двигателя возрастает почти в два раза по сравнению с моментом при обычном торможении двигателем. Компрессорный тормоз-замедлитель прост по конструкции и не требует больших затрат. Однако он малоэффективен при торможении автомобиля, движущегося на высших передачах. Кроме того, для компрессорного тормоза-замедлителя необходимо специальное устройство, предотвращающее выбрасывание масла из воздушного фильтра двигателя из-за попадания сжатого воздуха в воздушный фильтр.

Аэродинамические тормоза-замедлители выполняются в виде специальных щитов, закрылков и парашютов. Ими оборудуются скоростные и гоночные автомобили, движущиеся с высокими скоростями. Аэродинамические тормозные механизмы увеличивают сопротивление воздуха и используются для экстренного вне-колесного торможения автомобилей.

studfiles.net

Тормозные механизмы автомобилей.

Тормозные механизмы

Тормозной механизм – устройство, непосредственно предназначенное для создания или изменения принудительного сопротивления движению автотранспортного средства. В тормозных системах автомобилей в качестве тормозных механизмов наиболее часто используют фрикционные устройства, в которых искусственное сопротивление движению создается за счет сил трения между вращающимися деталями, связанными с колесом, и неподвижными деталями, связанными с ходовой частью, агрегатами трансмиссии или несущей системой автомобиля. Исключение могут составлять вспомогательные тормозные системы, использующие для уменьшения скорости автомобиля естественные силы трения в трансмиссии и двигателе, а также противодавление в выпускной системе двигателя. В качестве тормозной системы спортивных и гоночных автомобилей иногда применяются устройства, использующие внешние источники энергии, например, парашют. В массовом автомобилестроении такие тормозные системы не применяются.

по форме вращающихся деталей различают барабанные, дисковые и шкивовые тормозные механизмы;
по форме трущихся поверхностей - колодочные и ленточные;
в зависимости от места установки различают колесные и трансмиссионные тормозные механизмы.

В рабочих, стояночных и запасных тормозных системах автомобилей в подавляющем большинстве применяются барабанные и дисковые тормозные механизмы, поскольку они наиболее полно отвечают предъявляемым требованиям – надежность и эффективность, хороший отвод тепла от деталей и узлов, обеспечение плавности торможения и высокий КПД. Используемые в конструкциях многих дорожных и сельскохозяйственных машин ленточные тормозные механизмы, использующие трение между тормозной лентой (или ремнем) и шкивом, на автомобилях применение не нашли.

В барабанных тормозных механизмах (рис. 1) используются силы трения, возникающие между внутренней поверхностью цилиндрического барабана, вращающегося вместе с колесом или подвижным элементом трансмиссии, и тормозными колодками, шарнирно соединяемыми с неподвижными элементами ходовой части, несущей системы или трансмиссии.

В дисковых тормозных механизмах (рис. 2) используются силы трения, возникающие между боковыми поверхностями металлического диска, вращающегося вместе с колесом, и колодками, корпус которых крепится к неподвижным элементам ходовой части. Тормозной привод в обоих механизмах воздействует на тормозные колодки, прижимая их к поверхностям барабана или диска, создавая силу трения требуемой эффективности.

***

Достоинства и недостатки тормозных механизмов

К достоинствам барабанных тормозных механизмов следует отнести более высокую эффективность при одинаковом усилии на исполнительные элементы (колодки) по сравнению с дисковым тормозным механизмом при прочих равных условиях. Это достигается возможностью использования большей площади трения между барабаном и колодками, а также создавать полученной силой трения крутящий момент с бóльшим плечом, равным внутреннему радиусу барабана.

Плечо силы трения, создаваемой дисковым механизмом, меньше наружного диаметра диска, поскольку суммарная сила трения приложена к его боковой поверхности на некотором расстоянии от обода, т. е. смещена к оси колеса. По этой причине, при одинаковой силе трения и габаритах тормозного механизма, барабанные тормоза создают больший тормозящий момент, чем дисковые.

Тормозные колодки барабанных механизмов имеют бóльшую площадь трения, чем колодки дисковых тормозов, поэтому они изнашиваются менее интенсивно. Детали барабанного тормозного механизма лучше защищены от неблагоприятного воздействия внешней среды, поэтом меньше подвержены механическим повреждениям, коррозии и абразивному износу.

Кроме этого, барабанные тормозные механизмы имеют более жесткую конструкцию тормозящего элемента (барабана), благодаря чему он менее подвержен деформации, чем диск. Однако пространственная форма барабана усложняет его балансировку.

Такие качества, как создаваемый эффективный тормозной момент и прочностные достоинства барабана являются основной причиной широкого применения барабанных тормозных механизмов в системах торможения грузовых автомбилей и автобусов. В современных легковых автомобилях их применение ограничено из-за сравнительно большой массы и габаритов.

К достоинствам дисковых тормозных механизмов можно отнести малые габариты и массу, эффективное охлаждение деталей механизма из-за большой площади охлаждения и возможности вентилирования, независимость действия тормозов от износа накладок и возможность работы с малыми зазорами, более равномерное распределение давлений и высокую стабильность работы. Дисковые тормозные механизмы проще обслуживать. Так, например, замена тормозных колодок дисковых тормозов занимает значительно меньше времени, чем в барабанных тормозных механизмах.

У дисковых тормозов зависимость коэффициента эффективности от коэффициента трения имеет более благоприятный (линейный) характер, чем у барабанных.

Благодаря перечисленным достоинствам дисковые тормозные механизмы в последние годы практически вытеснили барабанные механизмы в конструкциях тормозных систем легковых автомобилей, и все чаще применяются на грузовых автомобилях.

Тем не менее, и тот и другой тип тормозных механизмов может использоваться в конструкции всех типов автомобилей, при этом барабанные тормозные механизмы чаще применяются в тормозных системах грузовых автомобилей, дисковые – в тормозных системах легковых автомобилей. Встречаются и комбинации таких механизмов на одном автомобиле, например, тормозные механизмы задних колес легкового автомобиля могут быть барабанными, передних колес – дисковыми.

Барабанные тормозные механизмы, размещенные на элементах трансмиссии, нередко используются в стояночных тормозных системах грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности.

***

Элементы тормозных механизмов

Тормозные барабаны могут быть литые, штампованные и комбинированные. Их отливают из чугуна с примесью меди, молибдена, никеля и титана, а также из алюминиевых сплавов. Штампованные барабаны обычно выполняются из листовой стали, при этом имеют внутренний слой из легированного чугуна.

Тормозные диски изготовляют, как правило, из чугуна. Применяют также биметаллические диски, которые выполняют с фрикционным слоем из серого чугуна, размещаемого на алюминиевом или медном основании.

Колодки тормозных механизмов выполняют чаще всего литыми из чугуна или легких сплавов, а также штампованными или сварными. К ним с помощью заклепок или клея крепят тормозные накладки. Колодки стяжными пружинами постоянно прижаты к разжимному устройству.

Тормозные накладки могут быть прессованные или формованные или плетенные. Для накладок используют формованные и прессованные материалы на асбокаучуковой основе (коротковолокнистый асбест, наполнители и связующие материалы - чаще бакелито-формальдегидные смолы), а также металлокерамику.

***

Устройство тормозных механизмов различных марок отечественных автомобилей можно изучить, пройдя по приведенным ниже ссылкам (схемы откроются в отдельном окне браузера):

Тормозные механизмы автомобилей «ГАЗ» и «ЗИЛ» Тормозные механизмы автомобилей «КамАЗ» и «МАЗ» Дисковые тормозные механизмы автомобилей «Волга», «Москвич» Дисковый тормозной механизм автомобилей «ВАЗ»

***

Назначение и общее устройство рулевого управления

k-a-t.ru

Принцип, устройство работы тормозной системы и что в неё входит

Автомобиль — это технически сложное транспортное средство, в состав которого входит множество систем и механизмов. Не смотря на стремительное развитие технологий, основные требования к машинам всех времен остаются неизменными: это возможность совершать движение (с помощью двигателя), изменять траекторию его (рулевое управление), а также вовремя и безопасно останавливать автомобиль (система торможения). В данной статье рассмотрен принцип работы тормозной системы автомобиля — самой главной системы, которая требует должного к себе внимания.

Виды тормозных систем

Как многим может показаться, виды тормозных систем не ограничиваются педалью рабочего и рычагом ручного тормоза, помимо них в современных автомобилях присутствует хотя бы еще одна система. Все их можно классифицировать следующим образом:

1. Рабочий тормоз (основной)

Служит как элемент управления автомобилем, который позволяет контролировать скорость движения транспортного средства и останавливать его. Элемент управления рабочим тормозом — это педаль, которая находится в ногах у водителя (исключение составляют машины для инвалидов, где используются подрулевые рычаги). Принцип действия любой тормозной системы базируется на передаче усилия ноги водителя к тормозным исполнительным устройствам (колодкам) посредством трубопроводов, часто усиливаясь в вакуумных усилителях. В торможении также могут участвовать и прицепы, если их масса соизмерима с массой тягача. Рабочая система может использовать все типы приводов: механический (рычаги и тросы), гидравлический (жидкостный), пневматический (воздушный), электромагнитный и комбинированный. Главным отличием от других систем является возможность управлять тормозным усилием на колесах, изменяя усилие на педали тормоза.

2. Запасной тормоз (аварийный)

Не сложно догадаться из названия, что он необходим при отказе рабочего тормоза, что бы обеспечить аварийную остановку транспортного средства. Такой тормоз может иметь более низкую эффективность, чем рабочий. Это либо отдельная (автономная) тормозная магистраль, работа которой начинается только при отказе основной, либо часть рабочей тормозной системы. Примером такой системы служит распространенная многоконтурная тормозная система. Она содержит как минимум два контура — для передних и задних колес. Автомобили высокого класса снабжены отдельным контуром для каждого колеса. Устройство тормозной системы с большим числом контуров делает систему максимально работоспособной, потому как отказ одного контура не влечет полную потерю тормозного усилия. Если вы не предпочитаете агрессивную манеру вождения, то можете долгое время не узнать, что ваши тормоза не совсем исправные, так как для городского цикла их эффективности будет достаточно. Но даже при наличии большого числа контуров не стоит пренебрегать их обслуживанием, потому что при экстренном торможении, из-за неисправности контура, автомобиль будет подвержен заносу и полной потере управления.

К запасному тормозу так же, как и к рабочему, предъявляется требование — наличие модуляции тормозного усилия. Модуляция тормозного усилия — это возможность его дозирования (плавного управления), является одним из параметров характеризующих качество системы в целом.

3. Стояночный тормоз

Именно этот тип тормозов является излюбленным у многих лихачей, потому что для легковых автомобилей он позволяет отдельно блокировать задние колеса и пускать машину в занос. Но это отнюдь не его предназначение. Он необходим для фиксации транспортного средства в статическом состоянии при стоянке на уклоне или подъеме. Для его активации используется ручной рычаг, в народе известный как «ручник», с фиксацией положения. Не смотря на возможность модуляции торможения, к запасному его не относят.

4. Вспомогательный тормоз

Необходим для длительного торможения, что бы поддерживать постоянную скорость на затяжных спусках. Этот тип тормоза не использует колесные тормоза, а реализуется за счет торможения двигателем. Такое торможение реализуется за счет прекращения подачи топлива в двигатель и перекрытия впускного тракта. Таким тормозом можно воспользоваться на любом автомобиле с ДВС. Особо развита эта техника на грузовиках, где применены специальные меры для максимальной его эффективности.

Конструкция тормозной системы

Для того что бы понять как работает тормозная система автомобиля необходимо разобраться из чего она состоит. Рассмотрим, что входит в тормозную систему на примере гидравлической системы, как самой распространенной для использования в рабочем тормозе.

1. Главный тормозной цилиндр

Это основа всей системы, с помощью него происходит преобразования механической силы нажатия на педаль в гидравлическое давление. Как правило, состоит из нескольких секций, часто двух, которые обеспечивают передачу усилия в разных контурах. Для переднеприводных авто используется перекрестные контура (связано переднее и заднее колесо с разных сторон в одном контуре), а для заднеприводных предпочтительнее объединение передних и задних колес попарно. Главный тормозной цилиндр оборудован расширительным бачком, который представляет собой сообщающийся сосуд с цилиндром. Он необходим для подпитки системы в случае наличия протеканий в трубопроводах или тормозных цилиндров на суппортах. Многие производители оборудуют бачок датчиком уровня тормозной жидкости, который сообщает на приборной панели, что достигнут критически низкий уровень.

2. Вакуумный усилитель тормозов

Усилитель предназначен для уменьшения требуемого усилия водителя на педали, для обеспечения эффективного торможения. Усилитель тормозов может отсутствовать на легких автомобилях (например, ВАЗ 2101), где мускульной силы человека достаточно для эффективного торможения. Однако с повышением массы автомобиля требуется повышение тормозного усилия. Вакуумный усилитель предназначен для решения этой задачи. Для уменьшения усилия на педали используется разрежение во впускном коллекторе, которое помогает толкать поршень. Это реализовано с помощью дополнительной герметичной камеры перед главным цилиндром, из которой двигатель, откачивая воздух, увеличивает усилие на поршне. Его конструкция очень проста, эффективна и надежна.

3. Трубопровод

Эта часть самая простая и понятная. Нагнетаемая главным тормозным цилиндром жидкость передается к колесным тормозным системам с помощью системы трубопроводов, которые представляют собой металлические трубки, заполненные тормозной жидкостью, способные выдерживать высокие давления. Возле подвески колеса трубка переходит в армированный шланг, который передает усилие в тормозные цилиндры, не препятствуя перемещению колеса.

4. Колесная тормозная система

Бывает двух типов — барабанная и дисковая. Хоть они и различны по конструкции, но все равно оба используют фрикционные свойства материалов — механическое трение. Принцип работы тормозной системы с барабанным тормозом весьма прост. Внутри барабана находятся две, закругленные по радиусу барабана, тормозные колодки, которые приводятся в действие с помощью одного или нескольких толкателей. При наличии одного толкателя одна из колодок является набегающей, которая по ходу движения барабана получает эффект «затягивания». Затягивание работает как своеобразный усилитель. Для повышения эффективности торможения используют два толкателя, что бы эффект «затягивания» действовал на обе колодки. Минусом такой конструкции является ухудшенная модуляция, что делает торможение неудобным и резким. Принцип действия тормозной системы с дисковым тормозом также основан на механическом трении колодок. Отличие в том, что колодки зажимают металлический диск соосный с колесом. Их конструкция более простая и ремонтнопригодная. На диск надет суппорт с цилиндрами-толкателями, к которым прикреплены колодки. Так как колодки ходят под углом 90̊, то эффект «затягивания» здесь отсутствует, что приводит к уменьшению эффективности по сравнению с барабанными тормозами. Взамен мы получаем превосходную модуляцию. Именно благодаря такой конструкции тормоза, диски получили широко применение в большинстве видов транспорта.

Диски против барабанов

Барабанные тормоза уже почти исчерпали свой потенциал, их стараются все реже применять в современной технике. Оправдывают свое применение только там, где их преимущества принципиально важны, не смотря на недостатки. Главным преимуществом является тормозное усилие, которое пропорционально площади пятна контакта рабочей поверхности (барабана) и колодки. Конструкция барабана позволяет максимально эффективно использовать его площадь и увеличивать ее не только за счет увеличения диаметра, но и за счет ширины барабана. Тормозной диск же можно увеличивать только в диаметре, который ограничивается диаметром колеса. К тому же барабан является герметичным для влаги и пыли из окружающей среды, что не дает возможности образоваться абразивной пленке на поверхностях трения и как результат повышает срок службы. Барабанный тормоз не выделяет большого количества тепла, что делает возможным использование более дешевых и менее термостойких тормозных жидкостей. Отсюда следует вывод, что использование дисковых тормозов на тяжелых грузовиках и автобусах невозможно. А вот для легкового автомобиля дисковый тормоз незаменим. Поскольку легковые автомобили имеют значительно более высокие скорости передвижения, то использовать резкие барабанные тормоза невозможно, так как нужно очень плавно и в больших пределах изменять момент торможения.

Также немаловажную роль играет масса устройства, которая критична как для гражданских автомобилей, так и для спортивных. Самым большим недостатком дисковых тормозов является большая подверженность перегреву, вследствие которого резко ухудшается эффективность торможения. Также возможно вскипание тормозной жидкости, что может привести к потере тормозов вовсе. Резкие перепады температуры искривляют тормозной диск, что приводит к самопроизвольному подтормаживанию автомобиля. Водитель будет чувствовать при этом ритмичные удары по педали тормоза. Это может произойти, например, после того как автомобиль с затяжного спуска наезжает на лужу. Как же работает дисковая тормозная система повсеместно и не выходит из строя после первого же затяжного спуска? Для обеспечения работоспособности используют не цельные диски, а с полостью внутри, которая имеет аэродинамические ребра, что обеспечивает активную вентиляцию и теплоотвод. Такие диски называют вентилируемыми. Тормозная система спортивного автомобиля испытывает колоссальные перегрузки, иногда даже можно наблюдать, что диски раскалены докрасна. Поэтому для улучшения теплоотвода делают перфорацию диска, жертвуя тормозным моментом. Также применены все возможные воздушные аэродинамические каналы, которые перенаправляют потоки воздуха на тормозной диск. Вдобавок для изготовления диска используют керамику, которая обладает повышенной износостойкостью, эффективностью и стойкостью к перегреву. Сегодня такие тормоза можно увидеть и на некоторых серийных авто.

Тормозная жидкость

Принцип работы гидравлической тормозной системы отличается от пневматической способом передачи тормозного усилия. От качества и состояния тормозной жидкости напрямую зависит эффективность и стабильность системы. Поэтому на нее следует периодически обращать внимание, даже если она не убывает в расширительном бачке, и своевременно заменять. В тормозной жидкости обязательно присутствуют присадки (2-7%), которые предотвращают ее окисление при перегреве и позволяют защитить гидросистему от коррозии. Именно состав тормозной жидкости определяет ее основные свойства. Основные свойства тормозной жидкости:

Температура кипения. Должна быть как можно выше, что бы при нагреве тормозов жидкость не закипала и не образовывала пары, которые делают ее «сжимаемой». Как результат педаль проваливается в пол, а тормозной путь в разы увеличивается.
Вязкость. Определяет способность жидкости проходить по трубкам системы. Температура жидкости может изменяться в широких пределах от -50̊ зимой и свыше 200̊ в тормозном цилиндре. В связи с этим изменяется ее плотность, а значит и вязкость, при этом жидкость должна без особого сопротивления прокачиваться по системе.
Воздействие на материалы системы. Качественная жидкость не влияет на геометрию, эластичность и прочность уплотнений. Что может вызывать затрудненное перемещение поршня в цилиндре, или же наоборот протекание. Металлические части системы не должны подвергаться коррозии от тормозной жидкости, что приведет к ускоренному увеличению зазоров либо пробою гидролинии.
Смазывающие свойства. Это обязательное требование, так как сухое трение в разы увеличивает износ.
Гигроскопичность. Это способность впитывать воду. Этот параметр должен быть как можно меньшим, поскольку присутствие воды значительно снижает температуру кипения.

Выбирать какую тормозную жидкость использовать в своем автомобиле не приходится. За вас это определяет производитель. Нужно понимать, что использование тормозных жидкостей, не состоящих в списке разрешенных, может вывести из строя всю тормозную систему. Также нельзя смешивать разные жидкости, они, как правило, не совместимы, что в итоге даст отрицательный эффект.

Тормозная система требует тщательного ухода и обслуживания, не стоит этим пренебрегать, так как от нее напрямую зависит не только ваша жизнь, но жизни ваших близких и окружающих. Это совсем не сложно, нужно лишь придерживаться простых правил и вовремя производить обслуживание и замену агрегатов.

auto-grad73.ru

Тормозные устройства строительных машин

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Детали, сборочные единицы, механизмы

Тормозные устройства строительных машин

Тормоза применяют для поглощения инерции движения при необходимости остановки машины или механизма, для постепенного снижения скорости движения перед остановкой и удержания остановленной машины или механизма в неподвижном состоянии.

В грузоподъемных машинах тормоза используют также для удержания поднятого груза на весу и постепенного замедления скорости при его опускании.

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 (тормозным шкивом, диском), а вторая (колодка, диск, лента) соединена с корпусом машины. Сила трения зависит от величины тормозного усилия, нормального к поверхности трения, и фрикционных свойств контактных поверхностей.

По направлению тормозного усилия относительно оси затормаживаемого вала тормоза могут быть радиальными (ленточные и колодочные), у которых тормозное усилие направлено по радиусу тормозного шкива, я осевыми (дисковые и конусные), у которых тормозное усилие направлено вдоль оси затормаживаемого вала.

По способу действия тормоза бывают нормально замкнутые (закрытые) и нормально открытые. Нормально замкнутые тормоза постоянно затянуты усилием, действующим на систему рычагов груза или пружины, и растормаживаются (при включении двигателя) с помощью вспомогательных устройств электромагнитом, гидротолкателем и др. Нормально открытые тормоза замыкаются для затормаживания после отключения двигателя машинистом с помощью промежуточных устройств (рычажных, пневматических и гидравлических).

По способу управления тормоза разделяют на автоматически действующие и управляемые. К автоматически действующим относятся тормоза: центробежные, винтовые грузоупорные, а также с некоторым допущением все нормально замкнутые, растормаживание которых осуществляется электромагнитами и гидротолкателями.

К управляемым тормозам относятся нормально открытые тормоза, замыкание которых осуществляется машинистом. Положительным качеством управляемых тормозов является то, что создаваемый ими тормозной момент и время торможения можно регулировать и, следовательно, обеспечивать плавное (постепенное) замедление скорости. Однако своевременность затормаживания находится в полной зависимости от внимания машиниста.

Механизмы подъема груза и изменения вылета крюка грузоподъемных машин с машинным приводом должны быть снабжены тормозами нормально замкнутого типа, размыкающимися при выключении привода.

Ленточные тормоза могут быть простыми, дифференциальными и суммирующими.

Простой ленточАый тормоз (рис. 37, а) состоит из стальной ленты, охватывающей тормозной шкив и, прикрепленной одним (набегающим) концом к проушине корпуса машины пальцем, а вторым сбегающим концом — к рычагу пальцем. К ленте с внутренней стороны прикреплена фрикционная обкладка 4.При нажиме на педаль тормозная лента натягивается и плотно обжимает (удерживает) тормозной шкив. При снятии усилия с педали рычаг приподнимается пружиной и между тормозной лентой и шкивом образуется зазор 1… 1,5 мм. Правильное положение ленты относительно шкива обеспечивает кожух и скобы.

Дифференциальный ленточный тормоз применяют для уменьшения усилия на педали тормозного рычага (см. рис. 37,б). Отличается от простого ленточного тормоза тем, что оба конца его тормозной ленты прикрепляются к рычагу с двух сторон относительно оси качания.

Рис. 37. Ленточные тормоза

У простого и дифференциального ленточного тормозов усилие на тормозном рычаге зависит от направления вращения тормозного шкива, поэтому их нецелесообразно применять в реверсивных механизмах. Они более пригодны для механизмов, у которых тормозной момент всегда направлен в одну сторону, например, для механизма подъема груза.

Суммирующий ленточный тормоз двухстороннего действия применяют для торможения механизмов с тормозным моментом, меняющим направления (механизмов поворота, передвижения).

У суммирующего тормоза (см. рис. 37, в) лента двумя концами прикреплена к рычагу по одну сторону оси качания на равном расстоянии (Ь = а), поэтому тормозной момент натяжения ленты будет одинаковым независимо от направления вращения тормозного шкива. Усилие, прикладываемое к педали суммирующего тормоза, требуется большее, чем при применении тормоза простого действия (при одинаковых условиях).

Тормозной момент, развиваемый тормозом, всегда должен быть больше фактического момента на валу тормозного шкива с учетом коэффициента запаса к. По нормам Госгортехнадзора для грузоподъемных машин с ручным приводом и с машинным приводом при легком режиме работы & = 1,5; при машинном приводе и режиме работы среднем—1,75; тяжелом — 2 и весьма тяжелом — 2,5.

Pис. 38. Колодочные тормозаа — с короткоходовым электромагнитом: б — с длинноходовым электромагнитом; в — кинематическая схема привода тормоза с короткоходовым электромагнитом; г — то же, с длинноходовым электромагнитом; 1 — стойка; 2 — колодка; 3 — тормозной шкив; 4 — пружина; 5— электромагнит; 6 — подвижное звено; 7 — груз; 8 — обкладка

Недостатком ленточных тормозов с одной лентой является значительное радиальное направленное усилие, изгибающее вал. Для устранения этого недостатка устраивают ленточные тормоза с двумя лентами, усилия натяжения которых, направленные навстречу друг другу, уравновешиваются.

Колодочные тормоза с двумя колодками, расположенными с двух сторон шкива, имеют то преимущество, что не создают изгибающей нагрузки на вал тормозного шкива. Двухколодочный тормоз состоит из двух стоек с колодками и обкладками, обжимающими тормозной шкив под воздействием усилия на систему рычагов, создаваемого затянутой пружиной (см. рис. 38, а) или грузом (см. рис. 38,6).

Тормоз размыкается электромагнитом с подвижным звеном или гидротолкателем.

Рис. 39. Колодочный тормоз с гидротолкателема — общий вид; б — сечение; 1 — электродвигатель; 2 — крыльчатка; 3—поршень; 4— цилиндр; 5—шток; 6 — пружина

В зависимости от типа применяемого электромагнита различают колодочные тормоза с короткоходовым (см. рис. 38, а, в) или длинноходовым (см. рис. 38, б, г) электромагнитом.

Рис. 40. Схемы тормозных устройств

Тормозной системой называется устройство, состоящее из нескольких тормозов, управляемых с общего пульта, а также сборочных единиц и деталей для их уп-равления.

Читать далее: Грузоупорные тормоза, безопасные рукоятки

Категория: - Детали, сборочные единицы, механизмы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Тормозные устройства и механизмы подъема грузоподъемных машин

ФГОУ ВПО

НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Кафедра СМ и ПТМ

Лабораторная работа №6

Тема: «Тормозные устройства и механизмы подъема грузоподъемных машин»

Новосибирск 2008

Тормозные устройства

Назначение, принцип действия и классификация.

Удержание груза на весу, предотвращение недопустимого разгона груза при спуске, принудительное замедление движения механизма и остановка его обеспечиваются тормозами.

Принцип действия тормозов заключается в создании тормозного момента за счет трения между вращающимся шкивом и стационарными колодками или лентой, поверхностями дисков или конусов.

Конструктивно тормоза делятся на радиальные (колодочные и ленточные) и осевые (дисковые и конусные). Они могут быть управляемыми и автоматического действия, нормально открытыми (постоянно разомкнутые и замыкаемые по мере надобности) и нормально закрытыми (постоянно замкнутые и размыкаемые в момент начала работы механизма). Удержание тормоза в замкнутом состоянии может выполняться пружинами или специальным грузом. Размыкание автоматического тор моза производится либо электромагнитом, шарнирно прикрепленным к тормозному рычагу, либо различного рода толкателями, наибольшее распространение из которых получили электрогидравлические толкатели.

Закрытые тормоза более безопасны в работе, чем открытые, что особенно важно для механизмов подъема и изменения вылета стрелы, однако управление ими более тяжелое, в связи, с чем они применяются преимущественно с автоматическим управлением.

Все тормоза рассчитываются на величину тормозного момента, необходимую для остановки механизма на заданном пути или при заданном времени торможения.

Местом установки тормозного шкива обычно является наиболее быстроходный вал механизма, где действует наименьший крутящий момент, и, следовательно, тормоз имеет наименьшие габариты. В качестве тормозного шкива обычно используется одна из полумуфт соединения двигателя с редуктором. Для надежности работы необходимо, чтобы между тормозом и затормаживаемым элементом имелась жесткая связь.

Колодочные тормоза.

Наиболее распространенными в подъемно-транспортных машинах являются колодочные тормоза. Применяются самые разнообразные конструкции колодочных тормозов, различающиеся в основном по схемам рычажных систем. Колодок может быть одна или две.

Одноколодочные тормоза применяется для создания небольших тормозных моментов. Главным их недостатком является одностороннее давление на вал, в связи, с чем вал испытывает значительный изгибающий момент.

Колодки двухколодочного тормоза расположены диаметрально относительно шкива и создают равное, но противоположное давление на вал, что исключает изгибающий момент (рис. 1).

Тормозной момент двухколодочного тормоза состоит из суммы тормозных моментов, развиваемых каждой колодкой. Между колодками и шкивом под действием нормальных к поверхности шкива давлений N1 и N2, возникают силы трения мN1 и мN2, направление которых зависит от направления вращения шкива. Тормозной момент при диаметре шкива Dт будет ранен Mт = мNDт.

Так как величина тормозного момента находится в прямо пропорциональной зависимости от коэффициента трения между колодками и шкивом, то для уменьшения габаритов тормоза, уменьшения усилий на рычагах, в тормозах используются специальные материалы, обладающие повышенными фрикционными свойствами. Наиболее распространенными фрикционными материалами в тормозах ПТМ являются асбестовая и вальцованные ленты.

Рис. 1. Расчётная схема двухколодочного тормоза: 1 – тормозной шив, 2 – тормозные колодки, 3 – вертикальные рычаги, 4 – треугольник; 5 – электромагнит; 6 – горизонтальный рычаг; 7 – затормаживающий груз.

Фрикционный материал обычно крепят к тормозной колодке латунными или медными заклепками. Чтобы головка заклепки не повреждала поверхность шкива, ее делают утопленной во фрикционную накладку не менее, чем на половину толщины накладки. Центр заклепки должен располагаться не менее, чем в 15 мм от края накладки во избежание выкрашивания, расстояние между заклепками рекомендуется не менее 80-100 мм.

В последнее время все более применяется приклеивание фрикционного материала к колодкам термостойкими клеями.

Тормозные шкивы выполняются преимущественно стальными. Поверхность обода должна быть тщательно обработана и ,во избежание чрезмерною износа, обладать твердостью Нв=200-400 в зависимости от режима работы.

Управление колодочными тормозами осуществляется электромагнитами, электромеханическими и электрогидравлическими толкателями, включаемыми в электросеть параллельно двигателю механизма.

Поэтому размыкание тормоза и освобождение механизма происходи! одновременно с включением двигателя. При обесточивании привод тормоза и двигатель механизма выключаются, тормоз под действием замыкающей силы замыкается и производит остановку механизма.

Тормозные электромагниты подразделяются на длинноходовые и короткоходовые. У первых ход якоря составляет 50-80 мм, а у вторых-2-4 мм. Короткоходовые электромагниты устанавливаются преимущественно на тех же рычагах, что и колодки, а длинноходовые связаны с ними специальной рычажной системой.

По потребной работе электромагнит может быть выбран по каталогу.

В процессе работы должен быть обеспечен равномерный отход колодок с обеих сторон и по длине колодки. Для регулировки отхода используются специальные болты, устанавливаемые на фундаменте тормоза под колодочными рычагами и на рычагах под колодками.

Электрогидравлические и электромеханические толкатели также могут быть подобраны по потребной работе.

Электрогидравлический толкатель представляет собой комплекс центробежного насоса, приводимого в действие электродвигателем малой мощности, и поршневой группы, соединенной с рычажной системой тормоза посредством штока (рис. 2). Насос и поршень (а для уменьшения габаритов - и электродвигатель) заключены в единый корпус. Под воздействием крыльчатки рабочая жидкость (преимущественно трансформаторное масло) перемешает поршень, приводя в действие рычажную систему тормоза.

Рис. 2. Колодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем: 1 - электрогидравлический толкатель; 2 – затормаживающая пружина; 3 – тормозные колодки; 4 – тормозной шкив.

В электромеханическом толкателе соединений с рычажной системой шток перемешается под воздействием центробежной силы вращающихся масс.

Как те, так и другие толкатели не чувствительны к механическим перегрузкам, ход штока у них может быть ограничен в любую сторону на любую величину. Они обеспечивают плавную работу с большим числом включений в час, позволяют регулировать время срабатывания тормоза и время торможения, относительно просты в эксплуатации.

Ленточные тормоза.

В ленточных тормозах тормозной момент создается за счет трения фрикционного материала, укрепляемого на стальной ленте, огибающей шкив, о поверхность тормозного шкива.

В зависимости от расположения точек крепления концов ленты относительно оси вращения тормозного рычага ленточные тормоза подразделяются на суммирующие, простые и дифференциальные.

Рис. 3. Ленточные тормоза: а) – суммирующий; б) – простой; в) – дифференциальный.

В суммирующем тормозе (рис. 3. а) оба конца ленты прикреплены к тормозному рычагу с одной стороны от оси вращения его. Плечи закрепления концов ленты могут быть разными, при одинаковых плечах величина тормозного момента не зависит от направления вращения шкива. Применяются они преимущественно в тех механизмах, где требуется постоянство тормозного момента независимо от направления движения механизма (механизм поворота, передвижения).

Толщина стальной ленты определяется ее прочностью в самом опасном сечении при максимальном натяжении ленты. В целях обеспечения равномерной гибкости и прилегания ленты к шкиву по всей окружности толщина ленты более 10 мм не рекомендуется.

При растормаживании отход ленты должен быть обеспечен не менее, чем на 1-5-1,5 мм.

Тормоза с осевым нажатием.

В этих тормозах необходимое для получения тормозного момента усилие действует вдоль оси тормозного вала. К ним относятся дисковые и конические тормоза.

В дисковых тормозах (рис. 4) ряд дисков I фиксируется со скольжением на шпонках в неподвижном корпусе, а второй ряд дисков II получает такую же связь с тормозным валом. При сжатии обеих групп дисков силой К между ними возникает сила трения, создающая тормозной момент.

Рис. 4. Дисковый тормоз.

Конический тормоз (рис. 5) состоит из подвижного 2 и неподвижного конусов 1. Осевым усилием К подвижный конус прижимается к неподвижному, в результате чего на образующей конической поверхности сила трения создает тормозной момент.

Рис. 5. Конический тормоз.

Однако, во избежании заклинивания конусов угол Р не рекомендуется принимать меньше 30°.

С учетом функционального назначения все тормоза должны отвечать следующим требованиям: обладать достаточной прочностью и долговечностью; иметь малые габариты и массу; быть простым в изготовлении, иметь свободный доступ для осмотра и ремонта; трущиеся детали должны иметь минимальный износ; температура на поверхности нагрева не должна превышать предельного значения.

Изучение конструкции и основ проектирования механизма подъема

Назначение и разновидности механизма подъема

mirznanii.com

Тормозные устройства мостовых кранов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Узлы мостовых кранов

Тормозные устройства мостовых кранов

Тормозом называется механизм, предназначенный для удержания груза на весу, регулирования скорости его опускания и быстрой остановки горизонтально движущихся частей крана — моста и тележки. Работа любого тормозного устройства основана на создании больших сил трения между движущейся частью и прижимаемой к ней тормозной колодкой или лентой. Сила трения F зависит от силы нажатия Р, Н, колодки или ленты и коэффициента трения между движущейся частью и тормозным устройством:F = Pf. (2.4)Сила трения создает тормозной момент на шкивеМт = FR = PfR, (2.5)где R — радиус тормозного шкива, см.

Когда тормозной момент равен вращающему, наступает равновесие между движущими силами и силами торможения, движение продолжается. Следовательно, для полной остановки механизма необходимо, чтобы тормозной момент Мт был больше вращающего момента Мвр.

При скорости движения тележки 32 м/мин и менее тормоза в механизмах передвижения можно не устанавливать. В этом случае запас энергии невелик и трения в подшипниках и о рельсы достаточно, чтобы механизм остановился на допустимом пути торможения (п. 137 Правил). В зависимости от силы торможения спускающийся груз, мост крана или тележка будут продолжать движение с по степенно уменьшающейся скоростью до полной остановки. Путь, проходимый механизмом с начала торможения до полной остановки, называется путем торможения.

По конструктивному исполнению тормоза делятся на радиальные и осевые. Радиальные, в свою очередь, подразделяются на колодочные и ленточные, а осевые — на дисковые и конусные.

По характеру работы тормоза могут быть стопорными — для остановки механизма — и спускными — для ограничения скорости спуска.

Тормоза бывают открытого и закрытого типов. Открытым называется такой тормоз, который срабатывает при нажатии на тормозную педаль, а нормально не оказывает какого-либо сопротивления работе механизма, с которым он связан. Закрытым или замкнутым называется тормоз, нормально находящийся в закрытом состоянии, препятствующем движению связанного с ним механизма до тех пор, пока не будет нажат рычаг тормоза. При этом тормоз открывается и связанный с ним механизм получает возможность работать.

Подъемные механизмы кранов оборудованы закрытыми (замкнутыми) тормозами — нормально механизмы заторможены, тормоз снимается только при включении двигателя. Механизмы подъема кранов, транспортирующих раскаленный металл, взрывчатые и ядовитые вещества и кислоты, должны иметь два тормоза, действующие независимо друг от друга. При отключении двигателя тормоз автоматически закрывается, вследствие чего груз повисает в воздухе. На механизмах передвижения крана также ставят закрытые тормоза. Поглощая инерцию движущихся частей, они тем самым способствуют сокращению пути их движения после остановки двигателя.

Тормоза закрытого типа на кранах применяют в связи с тем, что они надежнее открытых и их неисправность легко обнаружить. Тормоза открытые иногда устанавливают на кранах в дополнение к закрытым в качестве вспомогательных тормозов для более быстрой и точной остановки механизмов передвижения.

Управление последними производится с помощью ручного рычага или ножной педали. Процесс торможения в этом случае можно регулировать. В зависимости от силы нажатия на рычаг тормоза тормозящие усилия могут быть сильнее и слабее. Такой тормоз называется оперативным.

Для автоматического размыкания тормозов закрытого типа служат тормозные электромагниты или электромеханические и электрогидравлические толкатели.Наибольшее распространение в крановых механизмах получили колодочные тормоза. Тормозное усилие в них создается сжатой пружиной или специальным тормозным грузом. Пружинное замыкание тормозов более совершенно, чем грузовое. Осадкой пружины можно точно отрегулировать силу нажатия колодок на тормозной шкив, торможение будет плавным и быстрым, без толчков.

При грузовом замыкании время торможения увеличивается, торможение происходит с толчками, регулировка нажатия за счет перемещения груза по рычагу не всегда может быть точной и удобной.

Колодочные тормоза состоят из чугунного или стального шкива и чугунных или стальных колодок, зажимающих в случае надобности шкив и тормозящих его движение. Тормоза делают с двумя колодками, расположенными по обеим сторонам шкива для равномерного распределения нагрузки на его вал. Тормозной шкив устанавливают всегда до редуктора, т. е. там, где частота вращения шкива выше, а усилие меньше. В связи с этим для торможения требуется меньшее усилие, чем при размещении шкива после редуктора.

В качестве тормозного шкива используют муфту, соединяющую электродвигатель с редуктором. Тормоз устанавливают так, чтобы его колодки зажимали ту половину муфты, которая соединена с редуктором, а не с двигателем.

Если тормозить половину муфты, соединенную с двигателем, то в случае среза соединительных болтов муфты будет заторможен только двигатель, а не механизм. Надежность работы тормоза при этом будет меньше. Хотя срез болтов соединительной муфты происходит очень редко, для полной безопасности работы необходимо предусмотреть все возможные поломки частей крана и сделать его работу устойчивой и безаварийной.

Груз, замыкающий тормоз, должен быть укреплен на рычаге так, чтобы исключалась возможность его падения или самопроизвольного смещения. При использовании пружин тормоз должен замыкаться усилием сжатой пружины. Пружину размещают в гильзе или снабжают центрирующим стержнем. Тормоз должен быть защищен от попадания на тормозной шкив влаги или масла. На поверхность тормозных колодок приклепывают специальную тормозную ленту, увеличивающую трение между колодкой и шкивом.

Устройство колодочного тормоза с короткоходовым электромагнитом типа ТКП (постоянного тока) приведено на рис. 2.34, а колодочного тормоза с грузовым замыканием и длинноходовым электромагнитом типа КМТ (переменного тока) — на рис. 2.35.

В ленточных тормозах торможение шкива осуществляется за счет силы трения, возникающей между трущимися поверхностями шкива и ленты тормоза при нажиме тормозного рычага. Применяются они реже колодочных из-за того, что при их работе возникают значительные добавочные усилия, изгибающие вал тормозного шкива (рис. 2.36).

Рис. 2.34. Колодочный тормоз с короткоходовым электромагнитом постоянного тока типа ТКП

Рис. 2.35. Колодочный тормоз с грузовым замыканием и длиннохо-довым электромагнитом переменного тока типа КМТ

Рис. 2.36. Ленточный тормоз с тормозным электромагнитом

Различают простые, дифференциальные и суммирующие ленточные тормоза. В простом тормозе один конец тормозной ленты крепится неподвижно на шарнире, а другой — к подвижному рычагу. Изменяя положение рычага, регулируют усилие торможения. Тормоза этого типа могут быть многообхватными, т. е. лента может иметь несколько витков. Принцип работы их такой же, как и обычных тормозов. Простой ленточный тормоз при изменении направления вращения шкива будет развивать меньшее тормозное усилие.

В суммирующем тормозе оба конца тормозной ленты укреплены на тормозном рычаге на равных расстояниях от оси вращения рычага. Статический момент груза равен сумме моментов натяжений концов ленты. Этот вид тормоза может хорошо работать и при изменении направления тормозного шкива.

В двухленточном тормозе типа ТЛП с короткоходовым электромагнитом постоянного тока (рис. 2.37) усилие, изгибающее вал тормозного шкива, незначительно. Размыкание тормоза происходит быстро, так как якорь электромагнита имеет малый ход — всего 1 мм.

Рис. 2.37. Двухленточный тормоз типа ТЛП

Большой угол обхвата шкива тормозной лентой (320°) дает большие тормозные усилия при малых удельных давлениях, поэтому срок службы тормозной ленты значительный. Толщина ленты 2—5 мм, ширина 100—200 мм. В качестве материала ленты используют сталь 45.

К ленте прикрепляют тормозную накладку для увеличения трения. В качестве тормозных накладок в крановых тормозах применяют тормозную асбестовую ленту типа А, пропитанную битумом, ленту типа Б, пропитанную маслом, и вальцованную ленту, приготовленную из асбестовой крошки и каучука с добавлением серы с последующей вулканизацией. Тормозная лента должна обладать высоким коэффициентом трения, сохранять тормозные качества при нагреве во время работы, мало изнашиваться, хорошо обрабатываться.

Лента типа А имеет коэффициент трения по металлу 0,37 и допускает нагрев до 200 °С. Для ленты типа Б эти значения равны соответственно 0,35 и 175 °С, а для вальцованной ленты — 0,42 и 220 °С. Вальцованная лента износоустойчива. Срок службы такой ленты в два-четыре раза больше, чем ленты типов А и Б.

Тормозные накладки крепят к тормозам чаще всего латунными или медными заклепками с потайной головкой. Головку заклепки заглубляют на половину толщины ленты.

Тормозным устройством называют механизм, предназначенный для остановки кранового механизма, а также для надежного удержания груза в поднятом состоянии. В некоторых случаях тормоза используют также для регулирования скорости подъема и опускания груза. Основное назначение тормозов заключается в создании сил сопротивления перемещению кранового механизма.

В мостовых электрических кранах применяют колодочные и дисково-колодочные тормоза. В колодочных тормозах тормозные колодки прижимаются к наружной поверхности тормозного шкива. В дисково-колодочных тормозах тормозные колодки выполнены плоскими и прижимаются они к торцовым поверхностям диска.

Тормоза мостовых электрических кранов замкнуты, т. е. их колодки прижаты к тормозному шкиву или диску в нормальном состоянии, когда отключен приводной двигатель механизма и привод тормоза (п. 125 Правил). Усилие замыкания тормоза (усилие прижатия колодок к шкиву или диску) создается постоянно действующей внешней силой предварительно сжатой замыкающей пружины. Эти тормоза размыкаются, освобождая механизмы крана, только при включении привода тормоза одновременно с включением приводного двигателя механизма. Крановые тормоза приводятся в действие автоматически при отключении приводного двигателя механизма. Тормоза механизмов мостовых электрических кранов не создают сил сопротивления при работе механизма, а стопорят механизм только в конце движения при отключении от электрической сети приводного двигателя и удерживают механизм на месте при стоянке.

Колодка прижимается к тормозному шкиву под действием усилия замыкающей пружины. Это усилие зависит от степени поджатая, т. е. осадки пружины. При производстве тормозов применяют материалы, которые позволяют изготовлять замыкающие пружины с приблизительно одинаковыми характеристиками. От длины пружины в сжатом состоянии зависит усилие, которое она создает. Регулируя длину пружины в сжатом состоянии, машинист может увеличивать или уменьшать усилие прижатия колодок к тормозному шкиву.

Коэффициент трения р, зависит от свойств материалов, из которых изготовлены тормозные колодки и шкив, а также от состояния поверхности трения тормозного шкива — наличие смазочного материала, влаги, ржавчины, рисок и канавок. Для повышения стабильности и коэффициента трения и увеличения срока службы тормоза тормозные шкивы подвергают термической обработке, чаще всего закалке токами высокой частоты до твердости не менее HRC 35. Тормозные колодки снабжают фрикционными накладками, изготовленными из смеси асбестовой ваты с различными каучуками или смолами. Такие накладки обладают стабильным и высоким значением коэффициента трения (n = 0,3-f-0,5). Таким образом, при работе тормоза сила трения создается при прижатии фрикционных накладок к термообработанной поверхности трения тормозного шкива.

При торможении кинетическая энергия движущегося механизма преобразуется в тепловую энергию нагрева поверхности трения тормоза. В тяжелом и весьма тяжелом режимах работы мостового крана температура поверхности трения тормоза может достигать 200° С и более. Одним из недостатков фрикционных накладок крановых колодочных тормозов является то, что при сильном нагреве коэффициент трения накладки по шкиву начинает уменьшаться. При этом пропорционально уменьшается сила трения и увеличивается путь торможения, что может привести к аварии крана. По этой причине нельзя использовать кран в режиме, более тяжелом, чем режим, указанный в паспорте крана. Фрикционные накладки быстро изнашиваются, если усилие их прижатия к тормозному шкиву превышает заданное значение. Поэтому давление между фрикционными накладками на каучуковой основе и тормозным шкивом не должно быть больше 0,5—0,6 МПа.

При работе тормоза в результате действия сил трения возникает тормозной момент. Тормозной момент зависит от силы трения и диаметра тормозного шкива. С увеличением диаметра шкива при одинаковых усилиях прижатия колодок к шкиву и коэффициенте трения тормозной момент увеличивается. Поэтому на разных крановых механизмах установлены тормоза с разными диаметрами тормозных шкивов.

Для полной остановки и удержания механизма или поднятого груза в неподвижном состоянии необходимо, чтобы тормозной момент тормоза был больше крутящего момента, создаваемого приводным двигателем механизма или весом поднятого груза. Превышение тормозного момента по сравнению с крутящим называют коэффициентом запаса торможения. Коэффициент запаса торможения задается при проектировании крана.

В зависимости от скорости начала торможения, тормозного момента и массы крана или поднимаемого груза грузовая тележка, кран или груз при торможении будут проходить до полной остановки определенный путь, который называют тормозным путем.

Рис. 84. Крановый двухколодочный тормоз с электромагнитом переменного тока:

Для кранов, работающих на постоянном токе, применяют тормоза с приводом от электромагнита типа МП (рис. 85), а для кранов, работающих на переменном токе,— тормоза с приводом or электромагнита типа МО-Б (см. рис. 84,6) или от электрогидравлического толкателя (рис. 86). Колодочный тормоз с приводом от электромагнита работает следующим образом. При включении контроллера электрический ток поступает одновременно в обмотки приводного двигателя механизма и в катушку (см. рис. 84, б) сердечника приводного электромагнита тормоза. В результате вокруг катушки сердечника образуется электромагнитное поле, под действием которого якорь электромагнита прижимается к сер- дечнику и нажимает на конец штока. В электромагнитах типа МП якорь движется поступательно, а в электромагнитах типа МО-Б поворачивается относительно шарнира крепления якоря на сердечнике. Шток, перемещаясь, Сжимает главную пружину. Тормозные рычаги, освободившись от действия главной пружины, повернутся, и тормозные колодки освободят тормозной шкив. При выключении контроллера прекратится подача электрического тока в катушку сердечника электромагнита, магнитное поле вокруг катушки исчезнет, и якорь отпадет от сердечника. Главная пружина не будет удерживаться в сжатом состоянии якорем электромагнита и повернет тормозные рычаги, прижав колодки к тормозному шкиву.

Рис. 85. Крановый двухколодочный тормоз с электромагнитом постоянного тока

В тормозах с приводом от электрогидравлического толкателя (рис. 86, а) на одном из тормозных рычагов шарнирно с помощью пальца закреплен приводной рычаг. Приводной рычаг с помощью шарнирно закрепленной тяги соединен со вторым тормозным рычагом. Свободный конец приводного рычага шарнирно соединен со штоком электрогидравлического толкателя. К рычагу шарнирно прикреплена тяга, на которой установлена замыкающая пружина. Один конец пружины связан с основанием тормоза, а другой через опорную шайбу и гайки — с тягой. Через шайбу и гайки усилие сжатой пружины передается на приводной рычаг. При этом приводной рычаг опущен, а свободные концы тормозных рычагов сведены и колодки прижаты к тормозному шкиву. Болт служит для регулирования равномерного отхода колодок от тормозного шкива.

Электрогидравлический толкатель имеет корпус (рис. 86,6), в нижней части которого установлен приводной электродвигатель центробежного насоса. В верхней части корпуса имеется гильза, в которой перемещается поршень со штоком. Поршень, насос и электродвигатель залиты маслом до указанного уровня. Для заливки масла служит пробка. Для слива загрязненного масла имеется пробка в нижней части корпуса.

Рис. 86. Крановый двухколодочный тормоз с приводом от электрогидравлического толкателя:а — тормоз в сборе; б — электрогидравлический толкатель

При включении электродвигателя механизма одновременно включается электродвигатель центробежного насоса толкателя. При работе насоса под поршнем создается избыточное давление масла, и поршень поднимается. При этом шток поршня поворачивает приводной рычаг тормоза. Замыкающая пружина дополнительно сжимается, а тормозные рычаги отводят колодки от тормозного шкива, освобождая механизм. При отключении от электрической сети приводного двигателя механизма одновременно отключается и электродвигатель насоса толкателя. Давление под поршнем падает, и приводной рычаг под действием усилия замыкающей пружины опускается, прижимая колодки к тормозному шкиву.

В качестве тормозного шкива в основном используют одну из половин муфты (рис. 87), соединяющей ротор приводного двигателя с входным валом редуктора (п. 129 Правил). Тормоз должен устанавливаться так, чтобы колодки прижимались к той половине муфты, которая установлена на валу редуктора. Это необходимо для того, чтобы при разрушении пальцев муфты механизм остался заторможенным. Если тормоз установить на полумуфту, закрепленную на валу ротора электродвигателя, то при поломке пальцев муфты механизм будет расторможен, что может привести к аварии крана. Тормозной шкив устанавливают на входном валу редуктора по той причине, что частота вращения этого вала больше, а крутящий момент меньше, чем у других валов механизма. Поэтому при торможении механизма в этом случае требуется меньшее усилие, чем при установке тормоза на других валах редуктора.Фрикционные накладки для крановых колодочных тормозов изготовляют из вальцованной асбокаучуковой ленты типа ЭМ-2 (ГОСТ 15960—70). Накладки крепятся к тормозным колодкам заклепками. Если толщина накладок уменьшится в средней части до Ч2, а в крайних частях до ‘/з первоначальной толщины, то накладки становятся непригодными для эксплуатации. При изнашиваиии накладок до такой степени, когда головки заклепок касаются поверхности трения тормозного шкива, эксплуатация крана не допускается. При соприкосновении головок заклепок с поверхностью трения шкива происходит интенсивное изнашивание поверхности трения с появлением кольцевых бороздок, что снижает надежность тормоза.

Дисково-колодочные тромоза по сравнению с крановыми колодочными обладают повышенной надежностью и долговечностью.

Тормозной шкив с кранах зарубежного производства, втулочво-пальцевой муфтой Вместо тормозного шкива в этих тормозах используют диск, закрепленный на входном валу редуктора с помощью ступицы. Плоские тормозные колодки с накладками из твердого асбосмоляно- го материала прижимаются к боковым поверхностям диска. Тормоз такого типа содержит основание (рис. 88), два шарнирно закрепленных на основании рычага, несущих тормозные колодки с фрикционными накладками. На верхних концах рычагов с внешней стороны выполнены цилиндрические углубления, в которых установлены обоймы с пакетами тарельчатых замыкающих пружин. В сквозных отверстиях пружин пропущена стягивающая их шпилька. Пружины затягивают гайками. Над пакетами замыкающих пружин рычаги имеют приливы с горизонтальными пазами, в которых на вертикальных осях установлены ролики. С роликами взаимодействует клин, шарнирно связанный со штоком электрогидравлического толкателя.

Тормозной диск прикреплен к ступице тормозного вала винтами. Постоянный зазор между тормозным диском и накладками колодок при разомкнутом тормозе независимо от износа накладок обеспечивается автоматическим компенсатором износа накладок, содержащим тяги и обгонные муфты.

В замкнутом положении тормозные колодки под действием усилия замыкающих пружин прижаты к тормозному диску. Толкатель отключен от электрической сети, ролики сближены и контактируют с клином в зоне его острия. При включении электродвигателя толкателя клин, преодолевая усилие замыкающих пружин, разводит рычаги и освобождает тормозной диск. По мере изнашивания фрикционных накладок ход клина увеличивается, вследствие чего в процессе размыкания тормоза поворачиваются муфты.

При повороте муфт тормозные колодки приближаются в тормозному диску, компенсируя образовавшийся при изнашивании накладок дополнительный зазор между накладками и диском.

Читать далее: Ходовые колеса, оси, валы, соединительные муфты мостовых кранов

Категория: - Узлы мостовых кранов