ленточно-колодочный тормоз с управляемым электромагнитным приводом

Формула изобретения

Ленточно-колодочный тормоз с управляемым электромагнитным приводом, содержащий установленный в опорах барабан с тормозным шкивом, две тормозные ленты с фрикционным материалом, электропривод, отличающийся тем, что тормозные ленты под установленный на них фрикционный материал с переменным сечением выполнены вогнутыми в противоположную сторону от тормозного шкива и охватывают тормозной шкив с противоположных сторон, а верхние и нижние концы упомянутых лент сверху и снизу связаны с втяжными якорями электромагнитов для регулирования угла обхвата лентами с фрикционным материалом тормозного шкива, при этом цилиндрические пружины, установленные между фланцами и корпусами электромагнитов, подобраны с такой жесткостью, чтобы обеспечить возможность удержания упомянутых лент в первоначальном положении и возврата их в указанное положение после завершения процесса торможения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения.

Известен ленточный тормоз, в котором тормозные ленты установлены на барабане параллельно друг другу, концы их направлены в противоположные стороны, а рычажная система выполнена в виде стойки с защемленной в ней опорой барабана, и двух шарнирно связанных с ней рычагов, установленных с возможностью взаимодействия с подвижными концами лент и силовым приводом [1, аналог]. Недостаток данного тормоза в том, что в зависимости от направления вращения барабана меняется натяжение лент, и как следствие, снижается его эффективность действия.

Известен ленточный тормоз буровой лебедки, в котором тормозные ленты прикреплены одним концом к балансиру, а другим - к мотылевым шейкам коленчатого вала. Поворачивая рукоятку тормоза и тем самым коленвал, бурильщик затягивает тормозные ленты на шкивах и их останавливает. Возможно взаимодействие штока пневматического цилиндра с мотылевой шейкой коленчатого вала тормоза, управляемого бурильщиком посредством крана [2, прототип]. Данному тормозу присущи недостатки упомянутого выше тормоза, а еще то, что он сложный в конструктивном исполнении.

Предложенное техническое решение по сравнению с аналогом-прототипом имеет следующие отличительные признаки:

- расположение с противоположных сторон шкива тормозных лент приводит к тому, что усилия уравновешиваются и нагрузки на опоры и вал становятся незначительными;

- выполнение тормозной ленты вогнутой в протипоположную сторону от шкива, т.е. с некоторым запасом длины позволяет увеличить их прогиб при обхвате тормозного шкива и тем самым увеличить тормозной момент;

- нанесение фрикционного материала на вогнутую часть тормозной ленты по ее длине переменного сечения позволяет увеличить его ресурс в связи с неодновременностью взаимодействия пар трения по дуге обхвата лентой шкива;

- достигается управление усилием натяжения тормозных лент, а следовательно, и тормозным моментом тормоза по закону пропорциональности величине электрического тока, подаваемого на катушки электромагнитов.

Целью настоящего изобретения является регулирование и управление эксплуатационными параметрами ленточно-колодочного тормоза.

Поставленная цель достигается тем, что тормозные ленты под установленный на них фрикционный материал с переменным сечением выполнены вогнутыми в противоположную сторону от тормозного шкива и охватывают тормозной шкив с противоположных сторон, а верхние и нижние концы упомянутых лент сверху и снизу связаны с втяжными якорями электромагнитов для регулирования угла обхвата лентами с фрикционным материалом тормозного шкива, при этом цилиндрические пружины, установленные между фланцами и корпусами электромагнитов, подобраны с такой жесткостью, чтобы обеспечить возможность удержания упомянутых лент в первоначальном положении и возврата их в указанное положение после завершения процесса торможения.

На чертеже изображен ленточно-колодочный тормоз в нерабочем состоянии.

Ленточно-колодочный тормоз содержит тормозной барабан 1 со шкивом 2, расположенными на валу 3. Тормозной шкив охватывают гибкие левая 4 и правая 5 тормозные ленты с нанесенным на их поверхности податливым фрикционным материалом 6. Последний выполнен переменного сечения в связи с тем, что он в средней части тормозных лент 4 и 5 будет изнашиваться быстрее, т.к. при торможениях его поверхности будут первыми взаимодействовать с рабочей поверхностью шкива 2. Поэтому в средней части тормозных лент 4 и 5 сечение фрикционного материала 6 будет максимальным с плавным его уменьшением к краям. Кроме того, это даст возможность выполнить ленты 4 и 5 с некоторым запасом длины, что исключает их использование как натянутых струн, прогиб которых был бы незначительным. Верхний 7 и нижний 8 концы лент 4 и 5 с помощью, например, болтов 9 прикреплены к фланцам 10 с втулками 11, являющимися втяжными якорями 12 и 13 электромагнитов 14 и 15, содержащих катушки 16 корпуса 17, закрепленных на раме 18 тормоза. Катушки 16 электромагнитов подключены к источнику тока, а в цепь питания катушек 16 электромагнитов включен элемент управления. В свою очередь, вытяжные якоря 12 и 13 установлены (на чертеже не показаны) с возможностью перемещения по осям 19 и 20. Свободный ход втяжных якорей 12 и 13 на фиг.1 обозначен буквой l. Оси 19 и 20 удерживаются в раме 17 стопорными планками 21 и болтами 22. Тормозные ленты 4 и 5 удерживаются в первоначальном положении цилиндрическими пружинами 23 и 24, установленными между фланцами 10 и корпусами электромагнитов 17. Пружины 23 и 24 подобраны с такой жесткостью, чтобы обеспечить возможность удержания лент 4 и 5 с фрикционным материалом 6 в первоначальном положении и возврата верхнего 7 и нижнего 8 их концов в указанное положение после завершения процесса торможения.

Ленточно-колодочный тормоз с управляемым электромагнитным приводом работает следующим образом.

При подаче тока в катушки 16 электромагнитов 14 и 15 в них возникает электромагнитная сила, способствующая перемещению втяжных якорей 12 и 13, а вместе с ними и тормозных лент 4 и 5 с фрикционным материалом 6, охватывающих тормозной шкив 2 с обеих сторон. При этом происходит натяжение тормозных лент 4 и 5 в зависимости от угла охвата тормозного шкива 2 и их прижатия к нему с усилием, пропорциональным величине электрического тока, подаваемого на катушки 16 электромагнитов. В результате чего возникает тормозной момент, уравновешивающий момент от внешней нагрузки. В связи с тем, что прижатие лент 4 и 5 с фрикционным материалом 6 к тормозному шкиву 2 происходит с противоположных сторон, то усилия уравновешиваются и нагрузки на опоры и вал практически ничтожны. Изменением угла охвата шкива 2 тормозными лентами 4 и 5 с фрикционным материалом 6 достигается постоянное регулирование тормозного момента, создаваемого ленточно-колодочным тормозом, управление которым осуществляется электромагнитной силой, создаваемой магнитами 14 и 15.

После прекращения подачи тока питания в катушки 16 электромагнитов 14 и 15 процесс торможения завершается, и пружины 23 и 24 возвращают верхний 7 и нижний 8 концы лент 4 и 5 с фрикционным материалом 6 в первоначальное положение.

Источники информации

1. А.с. СССР №1055920, F16D 49/12 за 1989 г. (аналог).

2. Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. -М.: Недра, 1981, с.129 (прототип).