7.4 Вывод рабочих формул

При включении электродвигателя и электромагнита тормоза пусковой момент электродвигателя, преодолевая статические и инерционные моменты опытной установки, обеспечит выход электродвигателя на установившийся режим с номинальной частотой вращения ротора.

При выключении электродвигателя и электромагнита тормоза после окончания пускового периода и выхода на установившуюся частоту вращения кинетическая энергия вращающихся масс израсходуется на работу трения в тормозе и в подшипниках установки.

Принимая движение равнозамедленным, т. е. с постоянным угловым замедлением вращающихся масс установки, получаем сумму тормозного и статического моментов сопротивления вращению от трения в подшипниках установки, равной инерционному моменту:

, (3.1)

где − тормозной момент, Н∙м; − момент трения в подшипниках, Н∙м; − маховый момент вращающихся масс установки без инерционных дисков, Н∙м²; − маховый момент диска, Н∙м²; z − количество дисков, шт; n − частота вращения электродвигателя, об/мин; t_т − время торможения, с.

При выключении только одного электродвигателя без отключения электромагнита тормоза будет происходить замедление вращения, но время выбега до полной установки увеличится.

Момент трения в подшипниках установки будет равным инерционному моменту:

, (3.2)

где t_в − время выбега, время с момента выключения до полной остановки вращающихся масс установки, с.

Вычитая из равенства (3.1) равенство (3.2), получим рабочую формулу для определения тормозного момента:

, (3.3)

Результирующее усилие по оси штока

, (3.4)

где − усилие в основной рабочей пружине, Н; − усилие вспомогательной пружины, (10...20) Н; − усилие на штоке, создаваемое моментом веса якоря, Н:

, (3.5)

где − момент веса якоря, Н∙мм; с − плечо штока, мм.

Максимальное усилие по оси штока

, (3.6)

где − усилие на штоке, создаваемое моментом от включенного электромагнита, Н:

, (3.7)

где − момент включенного электромагнита, Н∙мм.

Усилие нажатия колодок на шкив

, (3.8)

где l − длина большого рычага, мм; l₁ − длина меньшего плеча рычага, мм; η − КПД рычажной системы, η = 0,95.

Коэффициент трения между фрикционной накладкой тормозной колодки и шкивом

, (3.9)

где D − диаметр тормозного шкива, м.

Площадь прижатия тормозной накладки к тормозному шкиву, мм²:

, (3.10)

где B − ширина тормозного шкива, м; β − угол обхвата колодкой тормозного шкива, β = 70⁰.

Среднее удельное давление между тормозной колодкой и шкивом

, (3.11)

где − допустимое давление между тормозной колодкой из материала 6КВ-10 и шкивом, = 0,6 МПа.

Окружная скорость на ободе шкива, м/с:

. (3.12)

Удельная работа трения

, (3.13)

где − допустимая работа трения, ограничивающая нагрев тормоза, = 5 Н∙м/мм²∙с.

Зазор или отход колодки от шкива

, (3.14)

где h − ход штока, мм; − максимально допустимый зазор (для тормоза ТКТ-100 составляет = 0,6 мм).