Электромагнитный тормоз для лебедки

Автопринадлежности

Принцип работы электромагнитного тормоза

Нередко на производстве из соображений техники безопасности или по другим причинам возникает необходимость мгновенной остановки станочного, конвейерного или иного технологического оборудования. Для этой цели обычно используются двигатели, оснащенные электромагнитным тормозом. Использование таких устройств обеспечивает безопасность приводного механизма и повышает точность позиционирования исполнительных машин.

В их конструкцию входят три основных узла:

  • электромагнит — корпус с размещенным набором катушек (или одной катушкой);
  • якорь — главный исполнительный элемент, формирующий антифрикционную поверхность тормозного диска;
  • тормозной диск с фрикционными накладками — рабочая часть тормоза, перемещающаяся по зубчатой втулке на валу двигателя или заторможенного привода.

В состоянии покоя двигатель заторможен. Пружины нажимают на якорь, который прижимает и вызывает блокировку тормозного диска, создавая тормозящий момент. После подачи напряжения к катушкам и притягивания якоря возбужденным электромагнитом происходит отпускание тормоза. В результате якорь перестает прижимать тормозной диск. Он освобождается и начинает свободно вращаться с валом двигателя. Величина тормозного момента тормоза зависит от площади и силы прижатия накладок к тормозному диску. Регулировка тормозящего момента производится посредством прижимающих пружин.

Нередко тормоз оборудуется рычагом для ручного отпуска, чтобы обеспечить переключение привода при исчезновении требуемого для отпуска тормозного диска напряжения. Если устройство не развивает необходимого тормозящего момента, обычно применяют второй такой же элемент или задействуют модель с двусторонним наложением тормозных накладок.

Возможно, вам будет интересно:

Скидка на новый частотный преобразователь при сдаче старого ПЧ фирм Danfoss и Vacon — «Trade in»

Скидка 10% на преобразователи частоты ESV — кодовое слово «Приводные Системы»

Дополнительная скидка на приобретение ПЧ Danfoss серии FC-051

Источник

Электродвигатели с тормозом

Подписка на рассылку

Одним из важных конструктивных элементов электродвигателя является тормоз. Он позволяет обеспечить максимально быструю остановку электродвигателя, что необходимо при многих технологических процессах.

Электродвигатели с тормозом устанавливаются на деревообрабатывающих и металлорежущих станках, талях и крановых установках, на упаковочных линиях, эскалаторах, лифтах и на других механизмах, требующих практически мгновенного останова за регламентированное время.

Электродвигатели с тормозом бывают общего назначения. В маркировке таких двигателей после числа, обозначающего количество полюсов, ставится буква «Е», Некоторые агрегаты могут быть укомплектованы тормозом с ручным растормаживанием. В маркировке такой конструктивный элемент обозначается буквенно-числовым индексом «Е2».

Задачи, выполняемые электромагнитным тормозом

Электродвигатели с электромагнитным тормозом устанавливаются на самом разном оборудовании. Тормоз призван выполнять следующие задачи:

  • остановка приводимых в движение исполнительных механизмов при их позиционировании;
  • аварийная остановка в случае угрозы выхода из строя привода;
  • аварийная остановка для обеспечения безопасного использования привода;
  • блокировка механизмов при отключении питания;
  • сокращение времени выбега привода при циклической работе.

Наиболее распространенной задачей является остановка привода на требуемое время или в определенном положении, в соответствии с технологическим процессом.

В зависимости от типа напряжения, подаваемого на катушки электромагнитов, тормоза бывают постоянного или переменного тока. Питание тормоза может быть общим или независимым, в последнем случае в маркировке рядом с буквой «Е» указывается буква «Н».

Особенности конструкции электромагнитного тормоза и принцип действия

Электродвигатели с встроенным тормозом, вне зависимости от типа напряжения имеют одинаковую конструкцию. Конструктивно тормоз состоит из трех основных элементов:

  • электромагнит, представляющий собой стальной корпус, в котором размещена одна или несколько катушек;
  • якорь с антифрикционной поверхностью, с которой контактирует тормозной диск. Он выполняет функцию исполнительного элемента электромагнитного тормоза;
  • тормозной диск, являющийся рабочей частью тормоза и оснащенный безасбестовыми фрикционными накладками и. Он перемещается по зубчатой втулке, которая крепится на заторможенном приводе или валу двигателя.

Принцип действия

В выключенном или остановленном состоянии электродвигатель всегда является заторможенным. Это обеспечивается нажимом тарельчатых пружин на якорь, который воздействует непосредственно на тормозной диск. При этом создается рассчитанный тормозной момент, определяемый, обычно, силой прижатия накладок и их площадью. В результате вал двигателя останавливается.

В момент подачи тока на катушку электромагнита, она генерирует магнитное поле, притягивающее к себе якорь. Он, в свою очередь, отпускает тормозной диск, и вал электродвигателя начинает вращаться. Если с задачей динамического торможения лучше всего справляются сложные электронные устройства, то для работы двигателя в режиме частых пусков остановов лучше всего использовать электромеханические тормозные устройства с ручным растормаживанием.

На что обратить внимание при выборе электромагнитного тормоза

Двигатели могут комплектоваться различными по характеристикам электромагнитными тормозами. Если есть возможность выбрать параметры, то в первую очередь стоит обратить внимание на статический и динамический тормозной момент, а также на время срабатывания. Последний из этих параметров наиболее важен в момент аварийного срабатывания или для расчета тормозного пути. Также стоит поинтересоваться ресурсом тормозных накладок, особенно в том случае, если пуск и останов двигателя происходит регулярно.

Читайте также:  Дефлекторы для саньенг актион нью

Источник

Электромагнитные тормозные устройства

В некоторых устройствах, с целью торможения вращающихся элементов машины, применяется электромагнитный дисковый тормоз электродвигателя. Электромагнитное тормозное устройство монтируется прямо в двигателе или на двигателе, и по сути представляет собой вспомогательный двигатель или приводной узел, отвечающий всем требованиям касательно как позиционирования агрегата, так и с точки зрения безопасной его эксплуатации. Он включается пружинами и отпускается с помощью электромагнита.

Данное решение позволяет не только обеспечить безопасное торможение двигателя в случае аварии или позиционировать исполнительный орган машины во время ее функционирования, но и просто сокращает время работы машины во время ее торможения.

Существуют два типа дисковых электромагнитных тормозных устройств: дисковый тормоз переменного тока и дисковый тормоз постоянного тока (в зависимости от формы тока, которым питается данный тормоз). Для варианта тормоза, питаемого постоянным током, вместе с двигателем поставляется также и выпрямитель, при помощи которого постоянный ток получается из переменного, которым питается сам двигатель.

Конструкция тормозного устройства включает в себя: электромагнит, якорь и диск. Электромагнит изготовлен в виде набора катушек, расположенных в специальном корпусе. Якорь служит исполнительным элементом тормоза, и представляет собой антифрикционную поверхность, которая взаимодействует с тормозным диском.

Сам диск, с нанесенным на него фрикционным материалом, перемещается по зубцам втулки на валу двигателя. Когда в катушки тормозного устройства подано напряжение, якорь оттянут, и вал двигателя может свободно вращаться вместе с тормозным диском.

Затормаживание обеспечивается в свободном состоянии, когда пружины нажимают на якорь, и он воздействует на тормозной диск, вызывая тем самым остановку вала.

Тормоза такого типа находят обширное применение в системах с электрическим приводом. На случай аварийного отсутствия питания тормозного устройства, может быть предусмотрена возможность снять тормоз вручную.

В подъемно-транспортных машинах используется колодочный электромагнитный тормоз (ТКГ), удерживающий вал в заторможенном состоянии когда машина выключена.

ТКП — тормоз постоянного тока серии МП. ТКГ — тормоз электрогидравлический с толкателем серии ТЭ. Электромагнит тормоза ТКГ включает в себя привод и механическую часть, которая в свою очередь включает: подставку, пружины, систему рычагов и тормозные колодки.

Тормозное устройство устанавливается вертикально, причем тормозной шкив имеет горизонтальное положение. Механические части тормозных устройств питаемых переменным или постоянным током для шкивов одного и того же диаметра одинаковы.

Обычно такие устройства имеют буквенное обозначение ТК и число, обозначающее диаметр шкива для торможения. В момент включения питания рычаги нейтрализуют действие пружин и освобождают шкив для обеспечения ему возможности свободного вращения.

Электромагнитные тормоза находят применение в:

блокировке подъемных кранов, лифтов, укладочных машин и т. д. в выключенном состоянии; в механизмах остановки конвейеров, намоточных и ткацких станков, задвижек, прокатного оборудования и т. д.;

для сокращения выбега (времени холостого хода во время остановки) машин;

в системах аварийной остановки эскалаторов, мешалок и т. д.;

для остановки с позиционированием в точном положении в определенный момент времени.

В буровых установках применяется индукционное торможение, основанное на взаимодействии магнитных полей индуктора, в роли которого выступает электромагнит, и якоря, в обмотке которого наводятся токи, магнитные поля которых тормозят «причину их вызывающую» (см. Закон Ленца), создавая тем самым необходимый тормозящий момент ротору.

Рассмотрим это явление на рисунке. Когда в обмотке статора включается ток, его магнитное поле индуцирует вихревой ток в роторе. На вихревой ток в роторе действует сила Ампера, момент которой и является в данном случае тормозящим.

Как известно, в тормозном режиме способны работать асинхронные и синхронные машины переменного тока, а также машины постоянного тока, когда вал движется относительно статора. Если вал неподвижен (относительное перемещение отсутствует), то тормозящего действия не будет.

Таким образом, тормоза на основе электродвигателей применяются для затормаживания движущихся валов, а не для удержания их в состоянии остановки. При этом интенсивность замедления движения механизма можно в таких случаях плавно регулировать, что иногда удобно.

На следующем рисунке приведена схема работы гистерезисного тормоза. Когда в обмотку статора подается ток, на ротор действует вращающий момент, в данном случае он тормозящий, и возникает здесь из-за явления гистерезиса от перемагничивания монолитного ротора.

Читайте также:  Спойлер автобиография рендж ровер спорт

Физическая причина в том, что намагниченность ротора становится таковой, что его магнитный поток совпадает по направлению с потоком статора. И если ротор попытаться из такого положения повернуть (так чтобы статор оказался относительно ротора в положении Б), то он будет стараться вернуться обратно в положение А за счет тангенциальных составляющих магнитных сил, — так и возникает в данном случае торможение.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Тормозная система буровой лебедки

Функции:

1) Надежное удержание максимального веса бурильной колонны в статическом положении;

2) поглощение мощности при спуске колонны на одну свечу с максимально допустимой скоростью (контроль скорости);

3) остановка колонны в конце спуска;

4) плавная подача бурильной колонны путем регулирования тормозного момента.

Типовая схема тормозной системы состоит из двух шкивов, прикрепленных к барабану и охватываемых гибкой лентой с фрикционными колодками. Один конец ленты (набегающий) соединен с балансиром, уравновешивающим нагрузку на шкивах, второй конец (сбегающий) – с коленчатым валом, приводимым в движение рычагом или пневмоцилиндром. Угол поворота рычага — 90°; длина его lр= 1,2…1,6 м, высота рычага над полом h > 0,8…0,9 м. При расположении лебедки ниже пола буровой используется система рычагов и тяг, с увеличением мощности лебедки — устанавливаются дополнительные пневмоцилиндры с автономным питанием от баллона.

Рычаг имеет храповое (зубчатое) устройство и пневмоцилиндр, фиксирующий его в определенном положении (запирает).

Тормозной шкив может быть выполнен диаметром до 1,6 м и шириной 220…280 мм в зависимости от мощности лебедки. Шкивы крепятся к барабану с возможностью замены при износе. Они изготавливаются из стального литья в следующих вариантах: а) с ребрами воздушного охлаждения (распространенный вариант); б) с запрессованным ребристым цилиндром из алюминиевого сплава (дорого и сложно); в) с камерой водяного охлаждения (для условий жаркого и умеренного климата); г) без системы охлаждения.

Рис. 17. Кинематические схемы ленточных тормозов буровых лебедок:
а – ЛБУ-750; б – ЛБУ-37-1100; в – ЛБУ-2000ПС; г – ЛБУ-3000; 1 – тормозная рукоятка; 2 – тормозные шкивы; 3 – барабан; 4 – лента с фрикционными накладками; 5 – мотылевая шейка вала; 6 – регулятор управления;
7 – пневмоцилиндр; 8 – вал коленчатый; 9 – шатунная шейка вала; 10 – балансир; 11 –подшипник; 12, 15 – рычаги; 13 – вал рукоятки; 14- тяга; 16 – проушина штока; 17 – шейка; 18 – баллон; 19 – шток цилиндра; 20 – клапан

Толщина шкива δ ≈ 30…35 мм, допускаемый его износ – до
(0,4…0,5) δ. Ширина шкива больше ширины колодки на 5…10 мм.

Тормозная лента изготавливается из стальной полосы толщиной 3…6 мм и шириной, равной ширине колодок.

Колодки – тканевые, мягкие и твердые, из прессованного асбестового волокна с металлической сеткой, пластмассы. Наиболее прочны колодки из ретинакса ФК-24 и асбокаучука 6КХ-1 со связкой из фенолальдегидной смолы. Ретинакс выдерживает удельную нагрузку 5-6 МПа, скорость торможения 50-60 м/с, имеет твердость НВ 33, теплостойкость 1000 °С, коэффициент трения ƒ = 0,4…0,5.

Балансир представляет собой литую либо сварную балку.

Привод ленточного тормоза состоит из коленчатого вала, установленного на радиальных сферических подшипниках, корпуса которых крепятся к раме лебедки. Шатунные шейки коленчатого вала соединены тягами со сбегающими концами ленты

Вспомогательный тормоз служит для ограничения скорости спуска бурильных и обсадных колонн путем замедления вращения барабана и поглощения части выделяемой при спуске энергии. По принципу действия различают гидродинамические и электродинамические вспомогательные тормоза. Электродинамические тормоза в свою очередь делятся на индукционные и магнитопорошковые.

Как гидродинамические, так и электрические тормоза соединены с подъемным валом муфтой, в основном, ШПМ, и включаются в работу после спуска 300-400 м труб (10-15 свечей), т. е., по мере нарастания нагрузки на барабан лебедки. Общим признаком для всех видов тормозов также является использование воды для их охлаждения.

Гидродинамический тормоз (гидромат) состоит из статора и ротора, изготовленных из чугуна (рис. 19).

Рис. 19. Гидродинамический тормоз: А – радиальные и тангенциальные каналы в теле и лопатках статора; Б – межлопаточные полости тормоза;
В – плетеная асбестопроволочная набивка; 1 – стойка; 2 – втулка;
3, 9 –роликоподшипники; 4,7 – фланцевые стаканы; 5 –насосное колесо ротора; 6 – статор; 8 – вал ротора; 10 – каналы; 11- патрубок; 12 – болт;
13 – прокладка

Читайте также:  Антенна автомобильная edge light активная

Ротор состоит из двухлопастного насосного колеса с плоскими радиальными лопатками (20-28 шт.) толщиной 12-25 мм в зависимости от типоразмера.

Насосное колесо устанавливается на валу с натягом на шпонке.

Корпус гидромата состоит из двух симметричных частей, образующих статор. Корпус крепится на стойках к раме лебедки. Части статора имеют радиальные лопатки, наклоненные в сторону, противоположную наклону лопаток ротора. Статор в каждой половинке имеет сквозные соосные расточки под подшипники и фланцевые стаканы для установки вала ротора.

Уплотнения: стыки половинок статора уплотняются паронитовыми или картонными прокладками и затягиваются болтами; вал ротора — сальниковой плетенной асбестопроволочной набивкой и торцовым уплотнением. Сальники периодически смазываются графитовой смазкой.

Система подачи рабочей жидкости (обычно вода) и охлаждения тормоза представлена на рис.20. В межлопаточные полости тормоза вода 8 поступает из холодильника по радиальным и тангенциальным каналам в теле и лопатках статора. Из тормоза нагревшаяся вода уходит в холодильник через верхний патрубок под напором, создаваемым в роторе. Из холодильника охлажденная жидкость самотеком переливается в гидротормоз. Тормозной момент, создаваемый гидроматом, может меняться с помощью ступенчатых или бесступенчатых регуляторов уровня воды в холодильнике.

Рис. 20. Ступенчатый регулятор жидкости тормоза: 1 – холодильник;
2, 3 – патрубки; 4 – сливной патрубок; 5 – кран; 6 – вентиль; 7 – клапаны переливные; 8 –труба; 9 – рукоятка; 10 – шток.

Устройство регуляторов показано на рис. 20. Ступенчатый регулятор уровня жидкости представляет собой вертикальную трубу с рядом отверстий, закрытых переливными клапанами и размещенных по высоте трубы. Клапаны управляются эксцентриковыми рукоятками, позволяющими открыть сливное отверстие в трубе подпружиненным штоком при его перемещении в прорези эксцентрика. На уровне открывшегося отверстия холодильник и сообщающийся с ним тормоз заполняются водой.

Бесступенчатый регулятор уровня жидкости (рис. 21) работает за счет изменения наклона поворотной трубы, установленной в холодильнике и поворачиваемый рычагом 9.

Рис. 21. Бесступенчатый регулятор уровня жидкости в гидродинамическом тормозе: 1 – тормоз; 2 – холодильник; 3 – поворотная труба; 4 – труба сливная;
5 – рычаг регулирования наклона поворотной трубы

Параметры системы регулирования гидродинамических тормозов

Тип тормоза УТГ-1450 ТГ-1-1200
Регулирование наполнением ступенчатое бесступенчатое
Полезный объем регулятора уровня воды, м 3 0,8 0,52
Габариты регулятора, мм
высота
ширина
длина
Масса, кг

Электродинамический тормоз – электрическая машина, работающая в режиме динамического торможения. При помощи муфты он соединяется с подъемным валом лебедки. Комплект электродинамического тормоза: генератор, станция управления, тормозные сопротивления, возбудительный агрегат, командоконтроллер, кнопки управления.

Электродинамический индукционный тормоз создает тормозной момент при взаимодействии вихревых токов, наведенных в якоре с магнитным полем, возникающим при включении постоянного тока в обмотку возбуждения, расположенную на внутренней цилиндрической поверхности корпуса тормоза. Тормоз (рис. 22) состоит из цилиндрического ротора (якоря) с Т-образным сечением, изготовленного из немагнитного материала и вращающегося в статоре с обмоткой возбуждения. В якоре выполнена кольцевая проточка для циркуляции охлаждающей воды. Тормозной момент можно изменять в широких пределах, управляя изменением величины сопротивления в цепи статора возбуждающего генератора.

Порошковый тормоз отличается от индукционного тем, что воздушный зазор между станиной и якорем заполнен ферромагнитным порошком, что повышает величину момента торможения за счет увеличения магнитной проницаемости этого зазора. Порошок создает механическую связь между статором и якорем, благодаря чему изменение частоты вращения не влияет на величину тормозного момента.

Гидродинамический и индукционный тормоза, в отличие от порошкового не могут быть использованы для полной остановки и удержания груза на весу, так как у них при n=0 и МТ=0.

Механические характеристики вспомогательных тормозов приведены на рис. 23 Кривые графика рис. 23 характеризуют изменение тормозных моментов при определенном уровне тока в обмотке возбуждения электромагнитных тормозов. Регулируя ток возбуждения, изменяют момент торможения индукционного тормоза, что облегчает управление тормозом и позволяет автоматизировать процесс спуска. Тормозной момент гидродинамического тормоза регулируют, изменяя уровень наполнения тормоза жидкостью.

Электромагнитные тормоза выбираются по необходимому тормозному моменту из условия

для индукционных тормозов;

для порошковых тормозов;

где номинальный тормозной момент, статический момент вращения от веса наиболее тяжелой колонны труб; вращающий момент от действия инерционных сил при наибольшей массе колонны труб и угловом замедлении ε.

В табл. 16 приведены сравнительные данные технических характеристик отечественных вспомогательных тормозов.

Рис. 22. Индукционный тормоз: 1 – статор магнитный; 2 – обмотка возбуждения; 3 – кольцевая проточка; 4 – якорь; 5 – вал; 6 – подшипник; 7 – фланцевая муфта

Рис. 23. Механические характеристики тормозов 1 – ТЭП-7,5; 2 – ТЭП-4,5;
3 – ЭМТ-4,5; 4 – гидродинамический тормоз

Источник

Поделиться с друзьями
Тюнинг авто
Adblock
detector