Ленточные тормоза принцип действия

В ленточных тормозах тормозной момент создается в результате трения гибкой ленты по поверхности цилиндрического тормозного шкива.

Рис. 1. Схема действия сил в ленточном тормозе

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Толщину стальной тормозной ленты определяют расчетом на растяжение в опасном сечении по максимальному усилию натяжения Т (толщину фрикционной накладки при расчете не учитывают). Крепление концов ленты осуществляют так, как показано на рис. 2. Один конец ленты прикрепляют без устройства для подтягивания ленты, а второй конец (это обычно конец с минимальным натяжением) снабжают винтовой стяжкой для регулирования зазора е и подтягивания ленты по мере износа фрикционного материала.

Рис. 2. Крепление концов тормозной ленты

Различают следующие принципиальные схемы ленточных тормозов: простой, дифференциальный, суммирующий и тормоз двухстороннего действия.

Простой ленточный тормоз. В простом ленточном тормозе усилие конца ленты с наибольшим натяжением воспринимается какой-либо неподвижной точкой — обычно осью вращения рычага. Простой ленточный тормоз является тормозом одностороннего действия, так как при изменении направления вращения шкива при том же замыкающем усилии, создаваемом весом замыкающего груза, максимальное усилие создается на том конце ленты, который прикрепляется к рычагу.

Рис. 3. Схема простого ленточного тормоза

Тогда для торможения поднимающегося груза оказывается достаточно его более слабого действия. Вес груза, необходимый для создания тормозного момента.

Необходимость в малом замыкающем усилии является преимуществом дифференциального тормоза. Однако самозатягивающиеся тормоза применяются крайне редко, так как они имеют следующие недостатки: резкое захватывание шкива, сопровождающееся толчками; слабое торможение при перемене направления вращения шкива; повышенный износ тормозной накладки и тормозного шкива. Значительное изменение тормозного момента при изменении коэффициента трения и склонность тормоза к самозатягиванию не позволяют дифференциальный тормоз широко использовать в лебедках с машинным приводом и он обычно имеет: ручное управление.

Рис. 4. Схема дифференциального ленточного тормоза

Рис. 5. Схема суммирующего ленточного тормоза

Следовательно, ход электромагнита для получения одного и того же радиального зазора должен быть в этом тормозе в два раза меньше, чем в простом тормозе.

На основании этих уравнений и конструктивных соображений производится выбор электромагнита.

Тормоз двухстороннего действия. В этих ленточных тормозах неподвижная опорная точка крепления ленты в зависимости от направления вращения тормозного шкива при торможении перемещается от одного конца к другому. При этом набегающий конец ленты, имеющий максимальное натяжение Т, всегда оказывается закрепленным жестко. Так, при вращении шкива по часовой стрелке (рис. 99 а) опорная точка рычага управления 1 и точка крепления набегающего конца ленты расположена в верхнем гнезде опоры 2 (точка А). При перемене направления вращения опорная точка перемещается в нижнее гнездо опоры 2 (в точку Л’). Приведенная схема позволяет получить независимость величины тормозного момента от направления вращения (как в суммирующем тормозе) при сохранении замыкающего усилия Р того же размера, что и в простом тормозе. По сравнению с обычным суммирующим тормозом, в котором плечи а имеют одинаковую длину, замыкающее усилие в тормозах данного типа при одинаковых размерах диаметра шкива и угла обхвата и одинаковом коэффициенте трения уменьшается в раз.

Рис. 6. Схема ленточного тормоза двухстороннего действия

До настоящего времени ленточные тормоза имеют еще широкое применение, благодаря простоте конструкции, компактности и способности развивать большие тормозные моменты, увеличивающиеся с увеличением угла обхвата. В крановых конструкциях применяются главным образом простые ленточные тормоза. В то же время ленточные тормоза имеют следующие недостатки, из-за которых они вытесняются более рациональными конструкциями колодочных тормозов:
1) ленточный тормоз создает значительное усилие, изгибающее тормозной вал, равное по величине геометрической сумме натяжений;
2) из-за гибкости тормозной ленты не происходит выравнивания удельных давлений, и закон их распределения, а следовательно, и износа соответствует примерно изменению функции;
3) обрыв стальной ленты тормоза влечет за собой аварию. Поэтому эксплуатационная надежность ленточных тормозов ниже надежности колодочных тормозов.

Источник

Ленточный тормоз: устройство, принцип действия, регулировка и ремонт

Тормозная система предназначена для остановки различных механизмов или транспортных средств. Другое ее предназначение – предотвращение движения, когда прибор или машина находятся в покое. Существует несколько разновидностей этих устройств, среди которых ленточный тормоз является одним из самых удачных. Перед тем как использовать прибор с таким механизмом, нужно подробно изучить его устройство, виды и принципы действия.

Что это такое

Во время спуско-подъемных операций, которые выполняет буровая лебедка, на газовых и нефтяных скважинах используется такое устройство, как ленточный тормоз. Он выглядит как упругая стальная полоса, которая огибает тормозной шкив. Конструкция прибора очень проста и представляет собой ленту для торможения с фрикционными колодками, закрепленными на станине, рычаг на коленчатом валу и пневматический цилиндр. Последний элемент начинает работу в то время, когда наибольшее усилие бурильщика составляет больше 250 Н.

Лента сообщается с набегающим краем, закрепленным на станине. Другой конец пропущен через тягу и идет к тормозному рычагу. При натяжении ленты он притягивается к движущемуся шкиву и происходит торможение. Некоторые конструкции предполагают применение внутренних лент. В этом случае при торможении лента наоборот разжимается. Когда тормоз подъемного механизма полностью разомкнут, процесс торможения выполняется с помощью нажатия специальной пружины, которая натягивается на рычаг с педалью.

Ленточные тормоза по принципу действия подразделяются на несколько подвидов. У них может быть разная схема работы. Основными разновидностями являются:

Несмотря на то, что эти конструкции различаются между собой, они имеют одинаковый принцип действия: для того чтобы механизм полностью остановился, нужно задействовать ленточное устройство, воздействующее на тормоз.

Простой

В этом виде ось, вращающая рычаг, берется за точку наивысшего натяжения. У простого ленточного тормоза устройство элементарное. Он представляет собой прибор, выполняющий действие одностороннего порядка. Когда шкив начинает вращаться в другую сторону, он имеет уже замыкающую силу, которая создается весом груза. Наивысшее натяжение возникает на краю ленты, прикрепленном к кольчуге. Эта сила в несколько раз меньше, чем при движении шкива в направлении по прямой. Значит, тормозной момент тоже будет слабее. По этой причине простой вид применяют при подъемах, где не нужно, чтобы тормозной момент при движении туда и обратно был одинаковым. В этом устройстве есть возможность увеличить силу торможения во время опускания груза, так как при поднятии хватает меньшего усилия.

Дифференциальный

Данное устройство имеет тормозной рычаг, на котором закрепляются два конца от ленты с обоих краев от точки вращения. Принцип работы ленточного тормоза дифференциального типа не очень сложен. Силы по отношению к оси вращения рычага на тормозе действуют несоразмерно. Тормозной момент рассчитывается по специальной формуле с учетом веса груза.

Если сделать небольшое значение замыкающий силы, то этот показатель будет стремиться к бесконечности. Это означает, что само натяжение тормозной ленты возникает благодаря силе трения между ней и шкивом. Преимущества этого вида ленточного тормоза заключаются в малой замыкающий силе. Он применяется очень редко из-за большого количества недостатков, к которым относятся:

захватывание шкива с толчками;
небольшой процент торможения, когда изменяется направление движения шкива;
усиленный износ деталей.

Кроме того, его нельзя применять на лебедках с машинным приводом из-за ощутимого изменения тормозного момента и склонности устройства к самозатягиванию.

Суммирующий

Устройство представлено двумя концами ленты, соединенными со стопором для торможения с той стороны, где находится вращающаяся ось. Плечи или длины рычагов, на которые действует сила, соразмерны оси движения. Они бывают как разными, так и равными по величине. Если сделаны равные плечи, то такой показатель, как тормозной момент, совершенно не зависит от того, в каком направлении вращается шкив.

Суммирующий ленточный тормоз чаще всего применяют в устройствах, где нужен стабильный фиксирующий момент при обратном и прямом вращении вала. Например, в промышленных машинах, где происходит передвижение поворота. Для создания определенного момента торможения в этом виде устройства необходима большая сила, чем в самом простом ленточном тормозе.

Преимущества

Ленточные тормоза часто применяют для создания разного вида подъемников и кранов. Несмотря на простое устройство, эти механизмы являются очень надежными. Инженеры-проектировщики называют следующие преимущества ленточных тормозов:

небольшие размеры;
легкость в обслуживании;
несложная конструкция;
возможность добиваться больших тормозных моментов при увеличении угла охвата.

Из всех разновидностей самыми востребованными являются простые ленточные механизмы. Их легче регулировать. Кроме того, с помощью несложных вычислений можно выполнить расчет ленточного тормоза. Вычислить вес груза и силу торможения.

Недостатки

К слабым местам ленточных тормозных конструкций принадлежит быстрый износ деталей. Из-за этих неполадок приходится часто выполнять ремонт. К другим недостаткам относятся:

неравномерное распределение давления на дугу охвата;
сложность расчетов силы, которая изгибает тормозной вал;
зависимость от того, в каком направлении вращается шкив;
частые повреждения стальной ленты.

Последняя поломка может привести к аварии из-за обрыва ленты. Низкая эксплуатационная надежность ленточных механизмов приводит к тому, что их в последнее время стараются заменять на колодочные. Эти тормоза имеют более продолжительный ресурс работы и изнашиваются не так быстро.

Где применяются

Ленточные тормоза устанавливают на всех устройствах, где необходим усиленный фиксирующий момент. Они широко применяются во многих сферах благодаря тому, что конструкция небольшая, несложная в обслуживании, и в то же время способна развивать достаточное тормозное усилие.

Чаще всего их устанавливают на крановые конструкции разного типа, к которым относятся башенные краны, лебедки, буровые установки. Кроме того, применяются ленточные тормоза на АКПП, токарных станках, мототехнике и малых тракторах.

Регулировка

Если все системы и механизмы прибора исправны, но нет достаточного торможения, нужно выполнить регулировку этого устройства. Она выполняется в такой последовательности:

Для начала следует проверить, насколько изношена фрикционная накладка (если этот показатель составляет половину от начальной толщины, то следует ее заменить).
При помощи гаек отрегулировать пружину, установив прижатие на 71-73 мм.
Закрутить болт 10 до тех пор, пока тормозная лента не будет упираться в шкив тормоза.
Затем ослабить на один оборот и зафиксировать.
Переместить размыкатель с помощью регулировочного винта, сделать длину от коромысла до головки болта 11-13 мм.

После того как процедура регулировки полностью выполнена, следует проверить тормоза. Для этого груз с максимальным весом поднимают на высоту 10-20 см и проверяют, насколько хорошо работает после регулировки ленточный тормоз. При этом вентиль, который соединяет магистрали гидромотора на механизме подъема, должен быть открыт.

Ремонт

Если операции по спуску и подъему грузов выполнялись длительный период, то колодки изнашиваются намного быстрее. В этом случае нужно следить за тем, чтобы работа двух лент, необходимых для торможения, выполнялась одновременно. При неравномерном функционировании нужно выполнить выравнивание. Когда проведена диагностика неполадок, можно приступить к их устранению. Причины неисправности деталей ленточного тормоза можно узнать из руководства по обслуживанию.

Для осуществления ремонтных работ прибор необходимо сначала растормозить устройство так, чтобы лента освободились. Немного расслабить контргайки, а затем потянуть ленты при помощи вращения стяжек. Так обеспечивается одинаковый круговой зазор в 3-5 мм. Он должен находиться между тормозными шкивами и колодками. После этого снова делается затормаживание для того, чтобы зазоры между стаканами пружин и балансиром были одинаковы. Если этот показатель не равен, то тормоз снова расслабляют и подтягивают стяжку с той стороны, где зазор меньше. Это несложно сделать, если опустить противоположную стяжку на такое же расстояние. Когда зазоры одинаковы, можно затягивать контргайки.

Тормозные ленты подлежат замене, если износ колодок составляет более 1 см. При таком показателе нужно снять кожух и убрать оттяжные пружины, приходящее сверху. Теперь можно снять ленты со шкивов, извлечь их наружу. После того как заменили тормозные колодки, выполняются те же действия, только в обратном порядке с последующей регулировкой системы.

Барабанный вал подлежит ремонту, если тормозные шкивы, которые к нему относятся, сильно изношены. Для того чтобы определить, нужно менять эту запчасть или нет, следует выполнить замеры. Когда износ шкивов составляет более 1 см с каждой стороны, то их заменяют на новые. Для ремонта придется демонтировать такие элементы ленточного тормоза, как муфту, гидравлический тормоз и кожух лебедки. Кроме того, расслабляются тормозные ленты для получения доступа к шкивам.

Обслуживание

Если устройство, на котором стоит ленточный тормоз, эксплуатируются правильно, то долгий ресурс работы ему обеспечен. Однако для того, чтобы не случилась авария, нужно каждую неделю проверять механизмы. Когда изнашиваются колодки тормозных лент, значительно расслабляется ход штока пневмоцилиндра. В этом случае нужно подтянуть ленты и отрегулировать тормозной блок. Еще одно устройство, которое подлежит техническому обслуживанию на ленточном тормозе, – это барабанный вал. Как правило, он работает очень долго, а если тормозные шкивы, примыкающие к нему, изнашиваются, то выполняется замена этой детали.

Источник