Определяем место установки тормоза в приводе. Для уменьшения тормозного момента, а следовательно, размеров и массы, тормоз целесообразно располагать на самом быстроходном валу механизма. В этом случае тормозной момент минимален. При этом, согласно с Правилами Госнадзорохрантруда Украины в приводной линии механизма подъема между барабаном и тормозом должна быть жесткая связь (без фрикционных и кулачковых муфт). Для большей безопасности тормозной шкив в соединительной муфте необходимо располагать со стороны редуктора, а не со стороны двигателя.
Крутящий момент от веса поднимаемого груза, приведенный к валу двигателя:
, (4.13)
где Q – вес поднимаемого груза, кН; D – диаметр барабана; иn, иp – передаточные числа полиспаста и редуктора; h м – КПД механизма.
Тормозной момент:
, (4.14)
где kТ – коэффициент запаса торможения выбирают в зависимости от режима работы механизма:
Таблица 4.3 – Коэффициент запаса торможения kТ
| kТ | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,5 |
| Группа классификации (режим работы) | 2М-3М (Л) | 4М(С) | 5М(Т) | 6М(ВТ) |
При установке тормоза на барабане тормозной момент его в иp раз больше, чем на валу двигателя, а следовательно, больше размеры и масса.
Диаметр тормозного шкива выбирают в зависимости от тормозного момента по таблице 4.4.
Таблица 4.4 – Диаметры тормозных шкивов dt
| dt, мм | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 |
| МТ, Н×м | 20 | 70…180 | 250..500 | 1100 | 2000 | 4000 |
Минимальный диаметр тормозного шкива (м):
, (4.15)
где f – коэффициент трения фрикционной ленты по стальному шкиву; р – давление между колодкой и шкивом.
Предварительно принимают: давление на 30 50% ниже допустимого, то есть р= 0,2…0,4Мпа, коэффициент трения f = 0,35. Сила трения между колодкой и шкивом:
. (4.16)
Сила нажатия колодки на шкив:
. (4.17)
Работа торможения при отходе колодок на величину e:
, (4.18)
где h р – КПД рычажной системы; обычно принимают h р =0,9…0,95 (большие значения для шарниров со смазкой); e – радиальный зазор между колодкой и шкивом, его величина зависит от диаметра тормозного шкива (e = 0,6…2,0 мм).
Выбирают тип электромагнита с рабочим моментом МЭ, моментом от веса якоря (МЯ) и другими параметрами.
Усилие, приложенное к штоку при торможении ( рисунок 4.4, а),
, (4.19)
где d – плечо действия силы.
Передаточное число тормозной рычажной системы:
(4.20)
Расчетное усилие тормозной пружины, необходимое для создания необходимого тормозного момента, определяется по формуле:
, (4.21)
где РВ – усилие вспомогательной пружины.
Это усилие принимают небольшим РВ = 20…80 Н.
- дополнительное усилие для преодоления момента от веса якоря.
Расчет рабочей пружины проводят по предельному усилию полностью сжатой пружины, используя формулу:
, (4.22)
где k = 1,3,..1,6 – коэффициент запаса, учитывающий изменение усилия в пружине при регулировании тормоза.
Диаметр проволоки пружины
, (4.23)
где k – коэффициент кривизны, определяемый в зависимости от l; l = DСР/d – отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки; [t] – допускаемое напряжение пружины. При расчетах можно принимать к=1,05…1,25; l=4…16.
Рабочая длина пружины
. (4.24)
Давление на колодки:
, (4.25)
где b =60…120° – угол обхвата шкива колодкой; В – ширина колодки; принимают на 5…10 мм меньше от ширины шкива: В=Вш-( 5…10) мм Допускаемое давление в колодочных тормозах (МПа) зависит от типа тормоза: для стопорных тормозов [ р ]=0,6, для спусковых [ р ]=0,3…0,4. Можно принять высоту тормозной колодки Н=( 0,5…0,6) DТ и тогда:
. (4.26)
Рычажную систему нужно проверить на жесткость. Перемещение рычажной системы от деформации рычагов и тяги не должно быть больше 0,1 номинального хода электромагнита. Расчет деталей тормоза на прочность проводят с учетом динамического коэффициента Кд:
короткоходовые электромагниты – 2,5;
плунжерные электромагниты – 2;
электрогидравлические толкатели и управляемые – 1,25.
