RU211894U1 - Электромагнитный тормоз электродвигателя - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области приводных механизмов для тормозов, в частности к электромагнитным тормозам для электродвигателей. Технический результат, достигаемый решением, заключается в повышении надежности работы тормоза и электродвигателя, на котором он установлен. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что разработан электромагнитный тормоз электродвигателя, содержащий: статор, выполненный с возможностью жесткого крепления к корпусу электродвигателя вокруг его вала, содержащий подпружиненный диск, выполненный с возможностью перемещения в сторону к и от ротора; ротор, представляющий собой диск с закрепленными на нем фрикционными накладками, закрепленный на валу электродвигателя через шлицевую посадку с возможностью вращения; диск тормоза, выполненный с возможностью крепления к корпусу электродвигателя вокруг его вала; фланец, выполненный с возможностью жесткого крепления непосредственно к корпусу электродвигателя вокруг его вала; средство прижима диска тормоза к фрикционным накладкам ротора в отсутствии электрического напряжения на тормозе; средство отжима диска тормоза от фрикционных накладок ротора при подаче электрического напряжения на тормоз; характеризующийся тем, что во фланце выполнена кольцевая выемка, в выемке фланца установлен нагревательный кабель.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к области приводных механизмов для тормозов, в частности, к электромагнитным тормозам для электродвигателей.

Уровень техники

В грузоподъемном оборудовании электродвигатели часто оснащаются тормозом. Электромеханический тормоз позволяет быстро останавливать привод и удерживать его в неподвижном состоянии сколь угодно долго. Обычно такая необходимость продиктована соображениями безопасной эксплуатации оборудования.

Известна (RU 2662270 C2, опубл. 2018.07.25) электромагнитная муфта-тормоз, которая содержит катушку возбуждения, магнитопровод, корпус, якорь и тормозные элементы. Тормозные элементы выполнены в виде двух пар концентрично расположенных на якоре и корпусе фрикционных дисков. Фрикционные диски, закрепленные на якоре, и фрикционные диски, установленные на корпусе, соединены с ними жестко. Диски внутренней тормозной пары выполнены из материала с более высоким коэффициентом трения, чем диски внешней тормозной пары. Диски внешней тормозной пары выполнены из материала с более высоким коэффициентом трения покоя, чем диски внутренней тормозной пары. Достигается повышение безопасности и надежности работы.

Однако в данном решении не предусмотрены средства для обогрева фрикционных дисков, что снижает безопасность эксплуатации в условиях возможного обледенения.

Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство (US 9909943 B2, опубл. 27.04.2017) для проверки тормозного механизма электродвигателя и способ проверки. Это устройство может предотвратить сбой при срабатывании тормозного механизма, вызванный прилипанием дисков тормоза. Устройство включает в себя нагревательную часть для обогрева тормозного механизма, терморегулятор для управления операцией обогрева нагревательной части, тормозной регулятор для приведения в действие тормозного механизма, когда терморегулятор останавливает операцию обогрева, а температура тормозного механизма снижается. Блок измерения задержки срабатывания для измерения задержки срабатывания тормозного механизма, когда тормозной контроллер приводит в действие тормозной механизм, и блок сравнения для сравнения задержки срабатывания, измеренной блоком измерения задержки срабатывания, с эталонным значением задержки срабатывания тормозного механизма.

Однако в данном решении нагрев осуществляется катушкой, намотанной на статор тормоза, что уменьшает надежность нагрева обледеневших частей тормоза и приводит к более быстрому износу элементов тормоза, что в свою очередь снижает надежность тормоза при эксплуатации.

Раскрытие полезной модели

В одном аспекте полезной модели раскрыт электромагнитный тормоз электродвигателя, содержащий соединенные вместе

статор, выполненный с возможностью жесткого крепления к корпусу электродвигателя вокруг его вала, содержащий подпружиненный диск, выполненный с возможностью перемещения в сторону к и от ротора;

ротор, представляющий собой диск с закрепленными на нем фрикционными накладками, закрепленный на валу электродвигателя через шлицевую посадку с возможностью вращения;

диск тормоза, выполненный с возможностью крепления к корпусу электродвигателя вокруг его вала;

фланец, выполненный с возможностью жесткого крепления непосредственно к корпусу электродвигателя вокруг его вала;

средство прижима диска тормоза к фрикционным накладкам ротора в отсутствии электрического напряжения на тормозе;

средство отжима диска тормоза от фрикционных накладок ротора при подаче электрического напряжения на тормоз;

характеризующийся тем, что

во фланце выполнена кольцевая выемка;

в выемке фланца установлен нагревательный кабель.

В дополнительных аспектах полезной модели раскрыто, что дополнительно содержится пылезащитное кольцо вокруг статора, диска тормоза и ротора; тормоз выполнен со степенью защиты IP54 или IP65; содержится механизм ручного растормаживания; тормоз расположен с рабочей или неприводной стороны электродвигателя; содержится дублирующий тормоз, установленный на основном, причем электропитание подается на оба тормоза параллельно; кольцевая выемка расположена во фланце по его внешнему краю; диск тормоза содержит кольцевую выемку с нагревающим кабелем со стороны ротора; дополнительно содержится тормозная накладка, закрепленная на диске тормоза со стороны ротора.

Основной задачей решаемой заявленной полезной моделью является повышение надежности при эксплуатации электродвигателя.

Сущность полезной модели заключается в том, что тормоз электродвигателя прикреплен к электродвигателю с помощью фланца, содержащего выемку, в которую устанавливают нагревающий кабель. При возобновлении работы после длительного перерыва первоначально подается питание на нагревающий кабель, чтобы растопить возможное обледенение, которое может препятствовать отжатию пластин и вводу электродвигателя в эксплуатацию.

Технический результат, достигаемый решением, заключается в повышении надежности работы тормоза и электродвигателя, на котором он установлен.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает элементы электромагнитного тормоза.

Осуществление полезной модели

Устройство электромагнитного тормоза показано на фиг.1, где

1 - статор тормоза;

2 - шлицевая втулка;

3 - ротор;

4 - диск тормоза;

5 - фрикционная накладка на диск тормоза (необязательный элемент);

6 - механизм ручного растормаживания;

7 - пылезащитное кольцо;

8 - средства монтажа;

9 - фланец крепления тормоза в сборе к электродвигателю.

Электромагнитный тормоз в сборе на фланце, закрепленный на подшипниковый щит, показан на фиг.2.

Стандартный тормоз работает следующим образом: при отсутствии электрического питания на статоре 1 ротор 3 прижат к диску 4 тормоза (как вариант содержащего накладку 5) и статору 1пружинами (не показаны на фиг.1) и вал электродвигателя не может вращаться, соответственно электродвигатель не работает. После подачи электрического питания диск 4 тормоза (как вариант вместе содержащего накладку5, наличие накладки 5 повышает надежность работы тормоза) и статор 1 отжимаются от ротора 3, и вал электродвигателя получает возможность вращения.

В условиях низких температур тепло от электродвигателя нагревает электромагнитный тормоз, из-за этого после отключения электродвигателя или длительного простоя элементы тормоза заледеневают и электродвигатель оказывается неработоспособным из-за того, что его вал не может вращаться.

Аналогичная ситуация может возникнуть из-за попадания воды или снега между диском 4, накладкой 5, статором 1 и ротором 3.

Для устранения подобных проблем разработчиками было предложено обеспечить нагрев тормоза, что позволит повысить надежность его работы за счет устранения обледенения, которое препятствует работе электродвигателя.

В прототипе аналогичная задача решается за счет катушки, намотанной на статор тормоза, однако при таком исполнении высок риск повреждения нагревательной катушки, тепло от нее долго доходит до обледеневшей области, частый нагрев и охлаждение статора приводит к более быстрому разрушению компонентов статора и накоплению в нем влаги, что негативно сказывается на надежности работы тормоза.

В заявленном решении для обогрева тормоза внутри фланца 9 прокладывают нагревательный кабель, предпочтительно использовать саморегулирующийся нагревательный кабель, так как он не перегревается и срок его службы больше.

Работа предложенного устройства

В более надежном по сравнению с нормально разомкнутым вариантом - нормальнозамкнутом тормозе электродвигатель застопорен при отсутствии электропитания, поэтому перед началом работы необходимо подать питание на нагревательный кабель тормоза, выждать предписанное время и начинать работу.

Может быть реализован автоматический прогрев, длительность которого задается блоком управления в зависимости от температуры окружающей среды, что дополнительно повышает надежность тормоза.

После прогрева и подачи питания на тормоз диск 4 (как вариант вместе с накладкой 5) и статор 1 отжимаются от ротора 3 за счет электромагнитных сил, действующих на диск статора 1 со стороны катушки статора 1, и вал электродвигателя получает возможность вращаться.

Подробное описание вариантов осуществления

В одном из вариантов осуществления вокруг статора 1, ротора 3 и диска4, накладки 5 установлено пылезащитное кольцо, которое препятствует попаданию пыли и грязи, которые ухудшают надежность работы тормоза, так как могут привести к недостаточному трению между диском 4 (как вариант с накладкой 5) и ротором 3, что не позволит остановить электродвигатель.

Для увеличения надежности работы тормоза в некоторых вариантах осуществления его выполняют со степенью защиты IР54 или IP65.

В случае отсутствия электропитания на тормозе и необходимости растормаживания электродвигателя в некоторых вариантах осуществления предусмотрен механизм ручного растормаживания.

Тормоз может быть расположен с рабочей или неприводной стороны электродвигателя, а также с обеих сторон для повышения надежности его работы. Также поверх основного тормоза может быть установлен дублирующий тормоз, причем электропитание подается на оба тормоза параллельно, что повышает надежность торможения электродвигателя.

Если ротор 3 примерз к диску 4 или накладке 5 всей поверхностью, то для максимально быстрого размораживания тормоза целесообразно располагать кольцевую выемку для нагревательного кабеля так, чтобы разделять площадь диска 4 или накладки 5 вне кольцевой выемки и внутри нее на равные части.

При использовании тормоза в условиях сильного холода для повышения надежности греющий кабель располагают по внешнему краю фланца, чтобы даже при использовании маломощного кабеля растопить лед снаружи. Так как в случае расположения нагревательного кабеля ближе к валу электродвигателя тепла может не хватить для размораживания внешнего края диска 4 или накладки 5.

Возможен вариант, в котором диск тормоза содержит кольцевую выемку с нагревающим кабелем со стороны ротора, этот вариант сложнее в реализации, но более эффективен в аспекте передачи тепла на обледеневшие участки тормоза. Кольцевая выемка может располагаться, как со стороны ротора 3, так и с противоположной от него стороны.

Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.

Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.

Элементы предложенного устройства находятся в общем корпусе, связаны друг с другом конструктивно и функционально посредством монтажных (сборочных) операций.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезная модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.

Claims (10)

1. Электромагнитный тормоз электродвигателя, содержащий соединенные вместе: статор, выполненный с возможностью жесткого крепления к корпусу электродвигателя вокруг его вала, содержащий подпружиненный диск, выполненный с возможностью перемещения в сторону к и от ротора; ротор, представляющий собой диск с закрепленными на нем фрикционными накладками, закрепленный на валу электродвигателя через шлицевую посадку с возможностью вращения; диск тормоза, выполненный с возможностью жесткого крепления к корпусу электродвигателя вокруг его вала; фланец, выполненный с возможностью жесткого крепления непосредственно к корпусу электродвигателя вокруг его вала; средство прижима диска тормоза к фрикционным накладкам ротора в отсутствии электрического напряжения на тормозе; средство отжима диска тормоза от фрикционных накладок ротора при подаче электрического напряжения на тормоз, характеризующийся тем, что во фланце выполнена кольцевая выемка; в выемке фланца установлен нагревательный кабель.

2. Тормоз по п.1, в котором дополнительно содержится пылезащитное кольцо вокруг статора, диска тормоза и ротора.

3. Тормоз по п.1, выполненный со степенью защиты IP54.

4. Тормоз по п.1, выполненный со степенью защиты IP65.

5. Тормоз по п. 1, содержащий механизм ручного растормаживания.

6. Тормоз по п. 1, расположенный с рабочей или неприводной стороны электродвигателя.

7. Тормоз по п. 1, дополнительно содержащий дублирующий тормоз, установленный на основном, причем электропитание подается на оба тормоза параллельно.

8. Тормоз по п. 1, в котором кольцевая выемка расположена во фланце по его внешнему краю.

9. Тормоз по п. 1, в котором диск тормоза содержит кольцевую выемку с нагревающим кабелем со стороны ротора.

10. Тормоз по п. 1, дополнительно содержащий тормозную накладку, закрепленную на диске тормоза со стороны ротора.

Images