SU1109554A1 - Фрикционный тормоз - Google Patents

Abstract

I. ФРИКЦИОННЫЙ ТОРМОЗ, содержащий корпус, тормозной вал, нажимное устройство и фрикционные элементы , установленные внутри корпуса подвижно в осевом направлении относительно вала и с возможностью взаимодействи  между собой и с нажимным устройством, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем уменьшени  нагревани  фрикционны .х эле.ментов в процессе торможени  и стабилизации тормозного момента, он снабжен установленной внутри корпуса с возможностью вращени  шестерней, на периферии фрикционных элементов вЬ1полнены зубчатые венцы, кинематически св занные с шестерней, причем передаточное отношение одного фрикционного элемента с шестерней не равно передаточному отношению другого. (Л о со от СП 4

Description

2. Тормоз но п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен упругими секторообразными фрикционно-клиновыми вставками и подпружинивающей и кольцеобразной пружиной , один из фрикционных элементов выполнен в виде взаимосв занных и подвижных относительно друг друга дисков с торцевыми клиновыми поверхност ми под фрикционно-клиновые вставки, а другой - в виде барабана, причем фрикционные элементы установлены концентрично и с возможностью взаимодействи  друг с другом.

3.Тормоз по п. 1, отличающийс  тем, что фрикционные э 1ементы выполнены в виде пакета плоских дисков, одна половина которого кинематически св зана с тормозным валом, а друга  свободно установлена на нем, причем каждый диск одной половины пакета установлен между двум  дисками другой.

4.Тормоз но п. 1, отличающийс  тем, что и естерн  выпо.шена из упругого материала .

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к тормозным устройствам подъемно-транспортногооборудовани . Известен клинчатый фрикционный тормоз , содержащий зубчатую и клинчатую фрикционную передачи, контактирующие поверхности которых имеют разные скорости 1 . Однако конструкци  такого тормоза сложна из-за того, что в ней предусмотрены дополнительна  (карданна ) св зь между зубчатой и фрикционной передачами, а также сложное радиальное перемещение фрикционного катка, кроме того, она недостаточно надежна, так как консольна  установка катка и барабана на валах приводит к возникновению изгибающих моментов этих валов, а в результате вхождени  зубчатой нары Б зацепление при разных скорост х вращени  возникают значительные динамические нагрузки на зубь . Известен дисковый фрикционный тормоз, содержащий р д дисков, нечетные из которых св заны с направл ющей на корпусе, а четные установлены в направл ющих на Ba.iy, соединенном с тормозным механизмом 2. Однако при работе этого тормоза практически вс  ки11ет1 ческа  энерги  движущихс  масс переходит в тепловую и выдел етс , в основно.м, на поверхност х дисков . Перегрев поверхностей трени  из-за недостаточного теплоотвода ведет к снижению мощности тормоза. Кроме того, при перегреве э.тементов тормоза увеличиваетс  их износ, нарушаетс  точность пригонки деталей, а также правильна  работа подшипников тормозного вала. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  конусный фрикционный тормоз , содержащий корпус, тормозной вал и установленные на валу фрикционные элементы , взаимодействуюш.ие между собой но конусным фрикционным поверхност м. причем один из фрикционных элементов выпо.шен в виде п 1кива, а другой - в виде неподвижной втулки 3. Недостатками известного тор.моза  вл ютс  высока  скорость скольжени  фрикционных элементов по поверхности неподвижной втулки и ухудшение условий работы тор.моза, так как из-за сильного нагрева фрикп.ионных поверхностей резко снижаетс  коэффициент TpetniH, в результате чего понижаетс  надежность работы самого тормоза , сокращаетс  срок службы фрикционных э:1ементов. Целью изобретени   вл етс  повышение надеж}{ости тормоза путем уменьшени  на|-рева фрикционных элементов в процессе торможени  и стабилизации тормозного момента. Поставленна  цель достигаетс  тем, что фрикционный тормоз, содержац;ий корпус, тормозной вал, нажи.мное устройство и фрикционные элементы, установленные внутри корпуса подвижно в осевом направлении относительно вала и с возможностью взаимодействи  между собой и с нажимным устройством, снабжен установленной внутри корпуса с возможностью вращени  шестерней , на периферни фрикционных элементов выполнены зубчатые венцы, кинематически св занные с шестерней, причем передаточное отношение одного фрикционного элемента с шестерней не равно передаточному отношению другого. . Кроме того, тормоз снабжен унруги.ми секторообразными фрикционно-клиновыми вставками и подпружинивающей их кольцеобразной пружиной, один из фрикционных элементов выполнен в виде взаимосв занных и подвижных относительно друг друга двух дисков с торцевыми клиновыми поверхност .ми под фрикционно-клиновые вставки, а другой в виде барабана, причем фрикпионные элементы установлены концентрично и с возможностью взаимодействи  друг с другом. Кроме того, фрикционные элементы могут быть выполнены в виде пакета плоских дисков, одна половина которого кинематически св зана с тормозным валом, а друга  свободно установлена на нем, причем каждый диск одной половины пакета установлен между двум  дисками друго и.

При этом 1иестерн  может быть выполнена из упругого материала.

Из сказанного  сно, что уменьшение температуры нагрева фрикционны.х элементов достигаетс  за счет того, что процесс торможени  осуществл етс  между подвижными фрикционными элементами, окружные скорости которых незначительно отличаютс  друг от друга. При этом основные .характеристики процесса торможени  по сравнению , например, с известным тормозо.м не измен ютс .

Так в сравниваемых конструкци .х при одинаковом числе пар поверхностей трени , одинаковом радиусе действи  силы трени , осевого нажи.много усили  и коэффициента трени  не из.мен етс  тормозной момент, врем  торможени .

На фиг. 1 изображены фрикционный тормоз с клинообразными поверхност ми трени  и фрикционные элементы, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант выполнени  фрикционного тормоза с плоскими поверхност ми трени  у фрикционных элеме.мтов.

Фрикционный тор.моз с клинообразными новерхност .ми состоит из подвижно расположенных внутри корпуса фрикционных элементов, нажимного устройства (ус;1овно обозначенного буквой «iP) и клиновых фрикционных вставок 1. Один из фрикционных элементов выполнен в виде барабана 2, а другой - в виде дисков 3 и 4 с клиновыми поверхност ми под фрикционную вставку 1, котора  установлена .между ни.ми и барабаном 2. Диски 3 и 4 жестко, но подвижно в осевом направлении установлены на тормозном валу 5.

Барабан 2 по периферии снабжен зубчатым венцо.м 6 и через цилиндрическую шестерню 7 св зан с корпусом 8. Один из дисков, а именно диск 3, имеет зубчатый венец 9, который кинематически св зан с шестерней 7. Фрикционные вставки 1 выполнены в виде сег.ментов и удерживаютс  в прижатом с клинообразны1ми поверхност ми дисков 3 и 4 положении кольцеобразной пружиной 10.

Передаточное отношение барабана 2 с шестерней 7 не равно передаточному отношению диска 3 с шестерней. Однако наиболее эффективно, когда указанные отношени  не равны единице, не равны между собой и незначительно отличаютс  друг от друга. Зубчатые соединени  с указанными передаточными отношени ми могут быть выполнены различны.ми соппособами. Дл  выполнени  отличаюшихс  друг от друга передаточных отношений может быть применено коррегирование зацеплений. Зубчатые

соединени  быть выполнены с одинаковым и разным модулем. Применение разных модулей может быть использовано при выполнении сборной шестерни 7, состо щей из двух шестерен, установленных на общей оси.

При необходимости, дл  исключени  из-гибаюшего момента вала и повьппени  .мощности тормоза, может быть установ тено несколько шестерен равномерно по окружности.

Согласно варианту исполнени  фрикционное устройство может быть выполнено с плоскими поверхност ми трени  в виде многодискового тормоза, который содержит нечетные диски II, свободно установленные на валу 12, соедин емом с тормозным механизмом (не показан). Четные диски 13 установлены на 1нлицах на валу 12 с зазором относительно дисков 11. Каждый печетный диск I 1 снабжен з бчат1)1м )М 14, который св зан с на 1равл ющей. выпо.шенной в виде цилиндрической njecTCpini 15, закрепленной на оси 16 в корпусе 17. Каждый , или по крайне один, четный JUICK 13 с 1абжен зубчатым 18, также св за 1Н )м с пестерпей 15. Передаточные отпоп еп Я зубчать х пар венец 14 - шестерн  15 вепец 18 Н1естерн  15 не равн между . это.м ередаточ 1ое отHonieiuie к(пемат ческой II П1естер   15 - диск 13 -- ва.п 12 не равно .

Шестерню 15 целесообразно В з 1ол1нп-ь 13 эластич ого упругого материала, так как рас 1оложеппые сечени  указанной inecтерпи в торможени  могут скручиватьс  дру ог 1ос тельно дру1а (вследстB ie сушествован   относительно скорост дисков 11 13) В предслах у ругой деформа 1 и . на что будет затрачена часть ки1 етической , котора  не будет рассеиватьс  а д 1сках, не ерейдет в те лову о энергию, а совершит работу вое становлению первоначального состо ни  нестерни 15 после тормоза.

II и )естерн  15 кинематическ св зань с другом 1осто нно как ри разомкнуто.м тормозе, так и в про.ессе торможе и , г оэтому ерекос дисков при сжатом состо нии до 1устим в пределах, обеспечиваюцдих норма. работоспособность кинематическ х iap без заклинивани , при этом вал 12  вл етс  опорным д,д  дисков 11, которые установлены на нем свободно (в скольжени ).

Фр кционнь Й тормоз С клинообразнымИ поверхност ми трени  работает следую цим образом.

Пр) разо. тормозе диски 3 и 4 с расположе Ь ми между ними фр)кционнь ми вставкам 1 врап1аютс  вместе с TOpMO3Hb N вало. 5 через зубчатый венец 9 3 BpaniaiOT п естерню 7. Последн   в свою очередь 1ривод т во вра цение бараба 2. к немат ческ - т занн з1Й с ней через зубчат : Й венец 6. Так как передаточные отношени  зубчатых пар диск 3 шестерн  7 и барабан 2 - шестерн  7 не равны между собой, фрикционные элементы I и барабан 2 вращаютс  с неравными скорост ми. Замыкание тромоза осуществл етс  при помощи механической, гидравлической или пневматической системы управлени . При этом к дискам 3 и 4 прикладываетс  усилие замыкани  Р, которое приводит к сближению дисков 3 и 4 и выжиманию фрикционных вставок 1 к периферии до соприкосновени  с барабаном 2. Возникающее при этом трение между фрикционными вставками и барабаном 2 тормозит тормозной вал 5. Подбира  передаточные отношени  зубчатых пар, можно получить небольшую относительную скорость скольжени  поверхности барабана 2 и поверхности фрикционHbix вставок. Фрнкцио1пп 1й тормоз с плоскими поверхност ми трени  работает следующим образом . При вращении вала 2 четные диски 3, установленные на шлицах, вращаютс  вместе с валом 12 и своими зубчатыми венцами 13 вращают шестерню 5, а последн   вращает нечетные диски П. При этом все диски вращаютс  в одну сторону, но с разной угловой скоростью, так как передаточные отношени  р дом расположенных зубчатых пар смежных дисков не равны между собой. В результате этого скорость скольжени  дисков друг относительно друга при замыкании тормоза во много раз меныне абсолютной скорости вала 12. Замыкание тормоза осуществл етс  путем прижати  дисков 11 к четным дискам 3 силой Р в направлении, указанном на фиг. 2 стрелками. Источником осевой силы Р может быть сила пружины, сила веса груза или усилие человека, прилагаемое посредством рычажной, гидравлической или пневматической систем (не показано). При сн тии силы Р происходит размыкание тормоза. В предлагаемом устройстве благодар  введению между четны.ми и нечетными дисками кинематической цепи с передаточным отношением, не равным единице, кинетическа  энерги  вращающегос  вала рассеиваетс  в виде тепла, в основном, за счет деформации рассредоточенных конструктивных элементов кинематической цепи: зубчатых пар, тела шестерни, оси шестерни , подшипников оси и корпуса. И только часть кинетической энергии переходит втепло при трении фрикционных дисков. При этом выполнение зубчатых пар с передаточными отношени ми, отличающимис  на незначительную величину, ведет к снижению скорости относительного скольженин фрикционных дисков, а следовательно , к снижению температуры нагрева поверхностей трени , стабилизации коэффициента трени , уменьщению износа фрикционных элементов. Кроме того, при выполнении шестерни 15 из эластичного материала часть кинетической энергии при торможении .может аккумулироватьс  самой шестерней (в пределах упругой деформации), не переход  в тепло, и после раз.м-ыкани  тор.моза тратитьс  ка восстановление первоначального ее состо ни . Таким образом, использование изобретени  по сравнению с известным устройством, с базовым объектом, в ка естве которого выбран дисковый короткоходовой электромагнитный тормоз стали ТВ-311, позволит повысить надежность работы тор.моза за сче1 уменьн:ени  рассеивани  кинетической энергии фрикционными эле.ментами путем снижени  относительной скорости вращени  фрикционных дисков при замыкании тормоза. При этом уменьщаетс  износ фрикционных дисков, снизитс  их температура нагрева в процессе торможени , следовательно , будет повышена стабильность коэффициента трени  (закона распределени  давлени ), т.е. повышена стабильность тормозного мо.мента.

//// /// 7 7 / / / / у 7 7

Фиг.

Claims (4)

1. I. ФРИКЦИОННЫЙ ТОРМОЗ, содержащий корпус, тормозной вал, нажимное устройство и фрикционные элемен ты, установленные внутри корпуса подвижно в осевом направлении относительно вала и с возможностью взаимодействия между собой и с нажимным устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения нагревания фрикционных элементов в процессе торможения и стабилизации тормозного момента, он снабжен установленной внутри корпуса с возможностью вращения шестерней, на периферии фрикционных элементов выполнены зубчатые венцы, кинематически связанные с шестерней, причем передаточное отношение одного фрикционного элемента с шестерней не равно передаточному отношению другого.

   Фиг. /
2. 2. Тормоз по π. 1, отличающийся тем, что он снабжен упругими секторообразными фрикционно-клиновыми вставками и подпружинивающей и кольцеобразной пружиной, один из фрикционных элементов выполнен в виде взаимосвязанных и подвижных относительно друг друга дисков с торцевыми клиновыми поверхностями под фрикционно-клиновые вставки, а другой — в виде барабана, причем фрикционные элементы установлены концентрично и с возможностью взаимодействия друг с другом.
3. 3. Тормоз по π. 1, отличающийся тем, что фрикционные элементы выполнены в виде пакета плоских дисков, одна половина которого кинематически связана с тормозным валом, а другая свободно установлена на нем, причем каждый диск одной половины пакета установлен между двумя дисками другой.
4. 4. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что шестерня выполнена из упругого материала.