книги из ГПНТБ / Электрические подъемные установки учебное пособие для студентов горных вузов проф. В. Б. Уманский ; под редакцией Барамидзе К. М. 1960- 20 Мб
.pdf256 |
Тормозные устройства |
Поэтому с |
момента прикосновения колодок к ободу каждому |
дальнейшему перемещению штока тормозного Цилиндра, проис ходящему за счет деформации колодок, соответствует некоторое приращение тормозного момента. Тормозной момент однозначно связан с положением штока тормозного цилиндра (при условии,
что состояние колодок неизменно).
В рассматриваемом устройстве (рис. 154) тормозная рукоятка связана с дифференциальным рычагом АВС, одна из точек кото рого В присоединена к трехходовому крану, другая же А связана
Заторможено
Рис. 154. Схема регулятора торможения с жесткой обратной перестановкой
трехходовой кран не будет снова
с тормозной ■ балкой О'. Пе ремещая рукоятку 2 в на правлении «Заторможено»,
машинист тем самым пере
ставляет (так называемая прямая перестановка) трех ходовой кран 1 в положение выпуска рабочей жидкости из тормозного цилиндра 3 (мы рассматриваем грузовой тормозной привод, в котором
рабочая жидкость произво дит оттормаживание). Тор мозной груз 4 опускается до
тех пор, пока, благодаря перемещению точки А диф ференциального возвращен в
положение (так называемая обратная перестановка) и не пре кратится вытекание рабочей жидкости из цилиндра.
Очевидно, что груз опустится тем ниже, чем дальше была переставлена рукоятка рабочего тормоза. Устойчивое положе ние тормозного штока, а следовательно, и величина тормозного момента оказываются однозначно связанными с положением ру
коятки.
Установив в некотором промежуточном положении тормозную
рукоятку, мы соответственно обеспечиваем промежуточное зна чение тормозного момента.
Принципиальным недостатком рассматриваемого типа регу
лятора является то обстоятельство, что вследствие износа коло док положение штока, соответствующее данному тормозному мо менту, постепенно меняется. Поэтому, в зависимости от степени
износа колодок, одному и тому же положению тормозной руко ятки будет соответствовать тот или иной тормозной момент. При положении рукоятки, которое нормально определяет некоторый тормозной момент, после значительного износа колодок можно
Регуляторы давления |
257 |
вовсе не получить никакого торможения, так как при положении тормозного штока, соответствующем этому положению рукоятки, колодки еще не будут соприкасаться с ободом.
Описанный регулятор давления применяется преимущественно в грузовых тормозных приводах, в которых торможение произ водится грузом, а оттормаживание — рабочей жидкостью. В этих тормозах регулирование тормозного момента усложняется еще инерцией тормозного груза. При перестановке рукоятки из одного положения в другое тормозной груз начинает перемещаться, но не остановится в положении, соответствующем новому положе-
нию рукоятки, а по инерции
пройдет несколько дальше. В |
|
результате получается колеба |
|
тельный процесс, который зна |
|
чительно затрудняет дозирова |
|
ние тормозного момента. Инер |
сВ |
ция груза сильно сказывается |
|
при пневматических тормозах. |
Й |
При масляном тормозе (несжи |
4 з |
|
маемая жидкость) влияние ее |
Рис. 155. Схема регулятора торможе |
|
практически не сказывается. |
||
В |
настоящее время регуля |
ния с обратной перестановкой от ин |
дикатора давления |
||
торы |
подобного типа находят |
|
применение в масляных тормозах (например, в тормозах системы Сталинского машиностроительного завода). Такие регуляторы для пневматических тормозов применялись в старых системах заграничного производства.
Регуляторы давления с обратной переста новкой от индикатора давления. В них также имеется трехходовой кран (золотник), который выводится из среднего положения рукояткой, но обратное перемещение золот ника в среднее положение, при котором фиксируется действую щий тормозной момент, производится теперь устройством, кото рое дает перемещение, пропорциональное непосредственно дав лению воздуха в цилиндре рабочего тормоза. Таким устройством может, например, служить вспомогательный цилиндр, соединен
ный с цилиндром рабочего тормоза. Поршень этого вспомога тельного цилиндра нагружен пружиной. Перемещение поршня пропорционально давлению воздуха в рабочем цилиндре.
Проследим работу такого регулятора давления. Предполо жим, что нужно увеличить тормозной момент. Тормозная рукоятка перемещается несколько по направлению, указанному стрелкой (рис. 155). Дифференциальный рычаг ЛВС поворачивается при этом около точки А и переставляет трехходовой кран 2 в поло жение впуска сжатого воздуха в рабочий цилиндр 1. Одновре-
17 В. Б. Уманский
258 |
Тормозные устройства |
менно |
повышается давление и в вспомогательном цилиндре 3 |
регулятора. Поршень последнего перемещается влево и возвра щает золотник в среднее положение (теперь дифференциальный рычаг ЛВС поворачивается около точки В), при котором впуск воздуха в рабочий (и вспомогательный) цилиндр прекращается. Чем дальше был выведен золотник из среднего положения, тем больше должен переместиться поршень вспомогательного цилин дра, чтобы возвратить золотник в среднее положение, тем боль шее, следовательно, должно быть давление воздуха в обоих цилиндрах. Таким образом, установившееся давление воздуха однозначно связано с перемещением тормозной рукоятки.
Если нужно ослабить тормозной момент, рукоятка переме шается в обратном направлении. Золотник переставляется в по ложение выпуска воздуха из рабочего цилиндра. Одновременно ослабляется давление в вспомогательном цилиндре; под дей ствием пружины 4 поршень вспомогательного цилиндра переме щается вправо и возвращает золотник в среднее положениеснова в тот момент, когда давление в обоих цилиндрах упа дет до значения, соответствующего новому положению ру коятки.
Итак, в рассматриваемом типе регулятора каждому положе
нию тормозной рукоятки соответствует определенное значение: устойчиво развиваемого тормозного момента.
Описанный принцип регулирования давления применен в це лом ряде конструкций тормозов.
Так как все эти регуляторы отличаются лишь конструктив ными деталями, то ограничимся описанием одного из них. В нем. оба основных элемента—золотник и вспомогательный цилиндр —
соединены в одну общую конструкцию.
Регулятор давления системы НКМЗ. В этом регу ляторе (рис. 156, 157) пружина 3 помещена между золотником / и поршнем 2. Тормозная рукоятка связана с рычагом 4.
При желании увеличить тормозное усилие, вся подвижная система (поршень, пружина и золотник) при помощи рычага-4 перемещается влево. Цилиндр рабочего тормоза Рг соединяется с резервуаром сжатого воздуха Р„, и в нем повышается давле
ние. Одновременно повышается давление в торцовых участках регулятора давления Ki и Kz, соединенных с рабочим цилиндром при помощи прореза а в золотнике и между собой трубкой 5.
Под действием этого давления золотник возвращается в среднее
положение, сжимая пружину. Очевидно, что чем дальше была перемещена рукоятка, тем большее потребуется давление, чтобы,
вернуть золотник в среднее положение и изолировать этим рабо чий цилиндр как от резервуара сжатого воздуха, так и от атмос феры.
Регуляторы давления |
259 |
При перемещении тормозной рукоятки, а вместе с нею и ры чага 4 в обратном направлении подвижная система перемещается вправо. Рабочий цилиндр соединяется с атмосферой. Давление
Рис. 156. Конструктивный чертеж регулятора давления пневмати ческого тормоза
в нем, а вместе с тем и в пространствах Кг и Кг падает. Теперь под действием пружины золотник возвращается к среднему по
ложению, которое он, очевидно, займет тогда, когда давление на
торцах подвижной системы упадет настолько, чтобы уравнове
сить силу нажатия пружины.
Из описания работы регулятора НКМЗ ясно, что по существу своему он совершенно аналогичен регулятору, представленному на рис. 156. Очевидно, и здесь имеется строгая однозначная за
висимость между положением рукоятки И Давлением рабочей жидкости в тормозном цилиндре.
17*
260 |
Тормозные устройства |
Регуляторы этой |
системы широко распространены в наших |
каменноугольных бассейнах и показали себя как исключительно высококачественные регуляторы.
Дозировка тормозного момента при помощи этих регуляторов достигается очень тонкая. Каждое незначительное перемещение тормозной рукоятки обеспечивает соответствующее приращение
тормозного момента. Выполнены эти регуляторы безукоризненно тщательно и случаи их повреждения единичны.
Рис. 158. Регулятор давления фирмы AEG
Регулятор давления AEG. Фирма AEG выпустила регулятор давления, построенный на несколько ином принципе (рис. 158). Здесь полость 1 соединена с тормозным цилиндром;
ро— подвод воздуха из воздухосборника; 2 — атмосфера; кла паны 3 (выпускной) и 4 (впускной) связаны между собой рыча
гом, не имеющим неподвижного шарнира. На рычаг нажимает ролик каретки 5, на которую передается постоянное усилие ро от поршня 6. Сила нажатия каретки на рычаг распределяется
между обоими клапанами обратно пропорционально расстоянию
ролика каретки от точек укрепления обоих клапанов. Пусть d — расстояние между центрами клапанов, а х—расстояние от ро лика каретки до точки укрепления выпускного клапана. Тогда каретка прижимает выпускной клапан 3 с силой
а впускной клапан 4 с силой
Роч
Регулятор замедления |
261 |
Очевидно, что для того, чтобы выпускной клапан 3 был за крыт, необходимо, чтобы давление воздуха р в полости 1, соеди
ненной с тормозным |
цилиндром, не превышало |
величины |
( d — х \ |
|
|
Po\—d—)- |
|
|
С другой стороны, |
так как на клапан 4 (впускной) |
действует |
снизу давление Ро. то для того, чтобы он был закрыт, давление р
вполости 1 должно быть не меньше
хId —х\
Ро |
Ро~£—Ро |
‘ |
Таким образом, при |
всяком давлении, отличающемся от |
|
Ро d~X~)’ б*дет открываться один из двух клапанов, обеспечи
вая впуск или выпуск воздуха в тормозном цилиндре, пока не
установится давление, соответствующее |
указанному значе |
нию. |
|
Каретка 5 связана при помощи системы тяг с рукояткой ра |
|
бочего тормоза и может ею передвигаться |
так, что значение х |
будет меняться от 0 до d. Соответственно будет меняться устой
чивое давление воздуха в тормозном цилиндре:
при х = 0 |
р = ро (полное давление); |
при х = d |
р = 0. |
Каждому промежуточному значению х (каждому промежу точному положению рукоятки рабочего тормоза) соответствует
одно определенное давление воздуха в тормозном цилиндре, рав ное
(d — х\ P^P^-d-)’
Однако, в отличие от описанного выше регулятора, положение рукоятки здесь фиксирует не абсолютное значение давления, а определенную долю от максимального давления. Следова тельно, при колебании давления в воздухосборнике изменяется
и давление в тормозном цилиндре, при неизменном положении тормозной рукоятки.
РЕГУЛЯТОР ЗАМЕДЛЕНИЯ
При помощи регулятора давления машинист имеет возмож ность обеспечить на окружности органа навивки любое тормоз ное усилие Кт. В зависимости от нагрузки подъемных сосудов
262 Тормозные устройства
(Д„), при данном тормозном моменте система будет двигаться
с тем или иным замедлением:
,__ |
/’ст + Л |
J ~ |
ill |
При подъеме груза Ест положительно; при спуске — отрица
тельно.
Если машинисту нужно обеспечить движение системы с не которым заданным замедлением, то для этого, в зависимости от
Рис. 159. Схема простейшего регулятора замедления
нагрузки машины, ему необходимо приложить то или иное тор мозное усилие. Это значительно усложняет управление машиной: машинисту приходится «подбирать» тормозное усилие к нагрузке
клетей.
Для обеспечения заданного замедления системы независимо от нагрузки машины может быть применен регулятор замедле ния.
Принцип этого устройства может быть уяснен из рис. 159.
Существенной его частью является индикатор замедления — прибор, измеряющий угловое замедление системы.
Индикатор замедления. Прибор этот (инерционное устройство) состоит из диска 1, приводимого во вращение от вала барабана, и маховика 2, свободно насаженного на ось диска 1. Маховик и диск связаны между собой эллипсовидными кольцами, охватывающими пальцы, насаженные на внутренней стороне ма
ховика и на внешней стороне диска таким образом, что угловое
Регулятор замедления |
263 |
|
смещение между диском |
и маховиком |
вызывает вертикальное |
перемещение последнего |
вдоль оси. Пока система движется |
|
с постоянной скоростью, маховик не имеет тенденции к угловому
«смещению относительно диска и удерживается своим весом в крайнем нижнем положении. Если же система движется с за
медлением, то маховик в |
силу |
инерции получает |
тенденцию |
|
к опережению диска, благодаря |
чему |
маховик поднимается. |
||
Вертикальное перемещение |
маховика |
относительно |
диска тем |
|
Рис. 160. Схема регулятора замедления с промежуточным сервомотором:
/ — диск; 2 — маховик; 3 — золотник сервомотора; 4 — главный золотник
•больше, чем больше замедление системы. Таким образом, это перемещение может служить мерой углового замедления (или
ускорения).1
На схеме 159 мы видим, что индикатор замедления осуще ствляет обратную перестановку трехходового крана (золотника) подобно тому, как на схеме 155 это делал поршень вспомогатель ного цилиндра, представляющий собой по существу индикатор давления. Поставив теперь тормозную рукоятку в любое про межуточное положение, мы выведем золотник из среднего поло жения на некоторую часть его хода. Рабочая жидкость будет
поступать в тормозной цилиндр (или, наоборот, вытекать из него)
до тех пор, пока замедление системы не достигнет величины, при которой индикатор замедления возвратит золотник обратно в среднее положение. Очевидно, что каждому положению тормоз ной рукоятки соответствует определенное значение замедления,
1 Подобный прибор, называемый обычно инерционным устройством, яв ляется, между прочим, существенной частью торзиографа — аппарата, слу жащего для записи вибрации валов.
264 Тормозные устройства
при котором это произойдет. Таким образом, в описываемой
системе дозировка тормозного усилия производится не по дав
лению, а по замедлению. Каждому положению тормозной ру коятки однозначно соответствует определенное замедление системы, независимо от нагрузки подъемных сосудов. Тормозное усилие автоматически устанавливается регулятором такое, чтобы
при данной статической нагрузке обеспечить движение системы с заданным замедлением. Совершенно очевидно, что управление машиной при регуляторе замедления много проще, чем при регу ляторе давления.
Перестановочное усилие инерционного устройства недоста точно, чтобы обеспечить обратную перестановку золотника. Для
этой цели используется масляный серводвигатель (рис. 160). Инерционное устройство воздействует на легкий золотник3сер вомотора, а поршень последнего производит перестановку глав ного золотника 4.
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ ТОРМОЗА
Для предохранительного торможения требуется такой источ ник силы, который ни при каких обстоятельствах не может от
сутствовать. Совершенно очевидно, что таким источником не может быть ни сжатый воздух, ни масло под давлением. Легко себе представить такое повреждение (например в трубопроводе)»
при котором давление рабочей жидкости исчезнет. Вполне есте ственно поэтому, что необходимым элементом предохранитель
ного тормоза является привод от падающего груза. Сила веса, если убрано препятствие, мешающее грузу опускаться, не может
отказаться сработать. Сжатый воздух или масло под давлением используются большей частью в предохранительном тормозе лишь для оттормаживания и удержания груза в верхнем поло жении.
В последнее время появились конструкции тормозов, в кото рых рабочее и предохранительное торможение осуществляется не тормозным грузом, обладающим значительной инерцией, а пру жинами.
Безотказность действия этих тормозов достигается парал лельной установкой нескольких пружин, одновременная поломка которых исключается.
Включение предохранительного тормоза может быть произ ведено как от руки машиниста (для чего предусматривается спе циальная рукоятка предохранительного тормоза), так и автома тически в случае каких-либо повреждений в системе подъемной
машины или опасного нарушения нормального режима ее ра боты. Для этой цели обычно служит тормозной электромагнит.
Предохранительные тормоза |
265- |
Пока последний обтекается током, его якорь втянут. В цепь ка
тушки электромагнита включена серия предохранительных аппа ратов, реагирующих на то или иное отклонение условий работы машины от допустимых (см. главу о предохранительных аппара тах). Если срабатывает один из этих аппаратов, цепь катушки
электромагнита разрывается, и якорь его падает. Перемещение якоря используется для включения предохранительного тор моза.
Простейшие грузовые тормоза. В маленьких ле
бедках с мускульным приводом рабочего тормоза груз предо хранительного тормоза обычно удерживается в верхнем поло жении защелкой. Якорь тормозного электромагнита связывается, с защелкой таким образом, что при его падении последняя осво бождается, давая возможность грузу свободно падать. Падение груза сопровождается упругими колебаниями, вредно отражаю
щимися на работе системы (см. ниже). Для поглощения этих колебаний предусматривается демпферный цилиндр (воздушный'
или масляный). В этих простейших тормозах после срабатыва
ния предохранительного тормоза для оттормаживания его при ходится поднимать груз специальной лебедкой.
В более крупных подъемных машинах для оттормаживания
предохранительного тормоза используются сжатый воздух или.
масло под давлением. Груз связан непосредственно со штоком цилиндра предохранительного тормоза и нормально удержи вается в верхнем положении давлением рабочей жидкости под поршнем. Якорь тормозного электромагнита связывается теперь-
с трехходовым краном. При срабатывании электромагнита этот
кран соединяет цилиндр предохранительного тормоза с атмос ферой (если рабочая жидкость — сжатый воздух) или со сточ ным баком (если рабочая жидкость — масло), и груз опускается, производя торможение. Для оттормаживания системы трехходо вой кран должен быть поставлен в положение впуска рабочей жидкости в тормозной цилиндр.
Характеристика грузового тормоза. В отторможенном состоянии между тормозными колодками и ободом:
имеется некоторый зазор (от одного до трех миллиметров). Пе ремещению колодок на величину этого зазора (до прикосновения к ободу) соответствует опускание тормозного груза на некото
рую высоту. Дальнейшее перемещение груза происходит за счет
деформации системы рычагов и колодок и сопровождается воз растанием тормозного усилия.
Выбирая выпускное отверстие из цилиндра предохранитель ного тормоза достаточного сечения, можно получить любую ско рость выпуска рабочей жидкости из цилиндра и соответственно-' любую скорость опускания тормозного груза. Однако в этом-