Крутящий момент от веса поднимаемого груза приложен к колесу 1. Момент от привода приложен к валу 2 с диском 3. При подъеме груза колесо 1 прижимается к храповику 4, который свободно вращается.
При спуске груза храповик 4 останавливается собачкой 5. Вал 2, преодолевая трение о храповик 4, поворачивается относительно колеса 1. Колесо 1 перемещается вправо, трение между храповиком 4 и колесом 1 уменьшается за счет трапецеидальной резьбы 6. Колесо 1 под действием момента от поднимаемого груза приходит в движение, обгоняет вал 2 с диском 3 и вновь зажимает храповик 4, перемещаясь влево, процесс повторяется непрерывно.
Для плавности в работе при механическом приводе грузоупорный тормоз рекомендуется применять со смазкой.
При правильной конструкции и регулировке тормоза взаимные смещения через некоторое время переходят в непрерывное скольжение диска 3 и поверхности колеса 1 по храповому колесу 4. Наступает состояние равновесия, при котором груз опускается со скоростью,не превышающей скорость вращения промежуточного вала.
Расчёт грузоупорного тормоза:
Fx=2Тгр∕(dТ·f+d2·tg(ψ+ρ)) – необходимая осевая сила на поверхности трения,
Тгр = QDбηобщ∕2iпuпер - момент груза приведённый к валу с тормозом при спуске,
uпер и ηобщ – передаточное число и КПД передач от барабана к валу с тормозом
dТ = 2(D3-d3)∕3(D2-d2) Диаметр трения
Наружный D и внутренний d диаметры выбирают конструктивно по условиям размещения тормоза в корпусе редуктора.
Средний диаметр трапецеидальной резьбы по условиям жескости и прочности вала предварительно принимают в пределах d2=(0,3...0,5)аw
аw – межосевое расстояние зубчатой пары.
ψ=15о...20о - угол подъема резьбы (число заходов резьбы – z=2...4),
ρ=2о...3о- угол трения в резьбе
Условие удержания груза на весу имеет вид: dТ∕d2>tg(+ρ)∕f
Обычно dТ∕d2 = 2,2...2,8
Проверка резьбы по условию износа d2≥(2Fx∕(πψН[p])1/2≈ 0,2Fx1/2
ψн=H∕d2=1..1,6 – отношение высоты гайки к среднему диаметру резьбы
[p]=10 МПа – допускаемое давление в резьбе.
Коэффициент запаса торможения kт=2dТ·f∕(dТ·f+d2·tg(ψ+ρ))=1,1...1,15
Для обеспечения заданного kт варьируют в основном величины dТ, d2 и ψ.
Давление на рабочие поверхности трения между колесом и храповиком
p=4Fx∕π(D2-d2)≤[p]
Центробежные тормоза (регуляторы скорости)
Центробежные тормоза используются для ограничения скорости опускания груза, преимущественно в лебедках подъемников, и являются только регуляторами скорости, так как после снижения скорости до расчетного предела перестают действовать. На тормозном валу 1 на шпонке установлен диск 2, на ступице которого свободно вращается облицованное тормозными накладками храповое колесо 3 и поступательно перемещается по шлицам диск 4, с прикрепленными к нему на угловых рычагах 5 грузами 6. Установленная на валу обойма 7 и закрепленная в ней одним концом пружинастремится раздвинуть диски 2 и 4. При превышении расчетной скорости грузы 6 под действием центробежной силы отклоняются и прижимают диски 2 и 4 к закрепленному собачкой храповику 5, чем обеспечивается снижение скорости опускания груза. Подъему груза храповик не мешает.
