Тормозные устройства

Тормозные устройства применяют для быстрой остановки движущихся машин и частей оборудования, удержания машин на преодолеваемом ими подъеме или спуске, для исключения самопроизвольного опускания груза и т.д.

Рабочие органы некоторых машин обладают большой массой и большой частотой вращения и, следовательно, могут длительное время вращаться по инерции, что создает для работающих опасность получить травмы.

Степень опасности травмирования обслуживающего персонала во многом зависит от времени срабатывания тормозной установки.

Полное время t_п аварийной остановки движущегося оборудования при внезапном появлении опасности можно расчленить на отдельные элементы:

(3.9)

где t₁ – время получения информации и реакции оператора; t₂ – время задержки сигнала в звеньях привода тормоза; t₃ – время торможения до полной остановки рабочего органа.

Время реакции зависит от индивидуальных особенностей оператора, возраста, навыков и т.п. Оно может колебаться от 0,4 до 1,5 с и более. Время задержки сигнала в приводе тормоза зависит от его конструкции и определяется экспериментально. Его можно условно принять: для гидравлического привода тормозов – 0,2 с, механического – 0,3 с, пневматического – 0,6…0,7 с. Время торможения для механических тормозов зависит от частоты вращения тормозного вала, размеров, массы деталей и величины тормозного момента. Тормозной момент зависит от усилия, с которым фрикционные элементы тормозов (колодки, ленты, диски) прижимаются к поверхности трения барабана, и от свойства материалов трущейся пары.

Исходя из требований безопасности тормоз рассчитывают с учетом коэффициента запаса торможения К_з, равного отношению тормозного момента М_т к моменту сопротивления М_с.

Согласно правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов К_з = 1,5 – для кранов с ручным приводом и К_з = 1,5…2,5 – для кранов с машинным приводом.

В целях безопасности время торможения желательно сократить. Однако при этом следует иметь в виду, что с его уменьшением резко возрастут динамические нагрузки, которые могут привести к поломке деталей.

Эффективность торможения мобильных машин оценивают по величине остановочного пути, который пройдет машина с момента обнаружения опасности до момента ее остановки. Остановочный путь упрощенно можно выразить в следующем виде:

(3.10)

где v₀ – начальная скорость при торможении, км/ч; К_эт – коэффициент эксплуатационных условий торможения; j – коэффициент сцепления шин с почвой.

Если автомобиль (трактор) буксирует прицеп, не имеющий тормозов на колесах, то остановочный путь увеличится:

(3.11)

где G_а – масса автомобиля (трактора), кг; G_п – масса прицепа, кг.

В электрических приводах транспортных и грузоподъемных машин применяют торможение электродвигателя противовключением. Сущность этого способа состоит в том, что к выключенному электродвигателю подводится обратный порядок чередования фаз, в результате чего возникает значительный тормозной момент и частота вращения рабочего органа быстро уменьшается. При торможении противовключением сразу же после остановки электропривод должен быть отключен во избежание изменения направления вращения электродвигателя на противоположное.