SU744164A1 - Тормозной регул тор дл транспортных средств - Google Patents

Description

(54) ТОРМОЗНОЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ Изобретение относитс  к транспортному машиностроению и может быть использовано дл  торможени  высокопроизводительных и большой прот женности рудничных (шахтных ) ленточных конвейеров дл  транспортировани  сыпучих грузов вниз, установленных под углом больше 10°, и особенно при углах 16-25°. Целесообразно использовать изобретение также дл  торможени  шахтных тормозных скребковых конвейеров, канатных подвесных дорог, спускаюших груз вниз. Известен центробежный тормозной регул тор ограничени  скорости спускаемого груза, тормозной эффект в котором создаетс  трением о неподвижный барабан грузов, свободно установленных в выемках ротора, жестко св занного с тормозным валом 1. Недостатком этого регул тора скорости пр мого действи   вл етс  то, что в период торможени  имеет место трение между твердыми телами с выделением тепла. Механизмы , оборудованные этими тормозными регул торами, производ т опускание малых грузов. Дл  длительного торможени  при спуске больших грузов тормозной центробежный регул тор не может быть применим

СРЕДСТВ из-за повышенного нагрева фриквдонных материалов , обусловленного потребными большими тормозными мошйост ми. Наиболее близок к изобретению по технической сушности и достигаемому результату тормозной регул тор дл  транспортных средств, содержащий гидродинамический тормоз с ротором, посто нно св занным с тормозным валом транспортного средства, механизм управлени  тормозом, св зываюшим полость ротора с замкнутой гидравлической системой, состо шей из охладител , резервуара дл  рабочей жидкости и соединительных трубопроводов, а также источник подачи рабочей среды 2. Однако регул тор такого типа может быть использован только в автомобиле, где тормозной регул тор включаетс  в работу и отключаетс  по усмотрению водител . В его системе роль чувствительного элемента выполн ет человек, т.е. он не  вл етс  автомагическим тормозным регул тором ограничени  скорости движени  транспортного средства. Автоматический же тормозной регул тор ограничени  скорости движени  по самой сушности принципа действи  должен содержать часть, с помошью которой создаетс  тормозной эффект (тормоз-регулирующий орган), и элементы упра&лени  той j acTbp B зависимости от скорости движени : чувствительный элёмёнт; задающее устройство , усилитель, исполнительное устройство. Известна  конструкци  регул тора имеет низкие динамические показатели. Врем  его входа в тормозной режим составл ет 3-4 с. Эффективность же тормоза зависит в большой степени от быстроты входа в режим торможени . Так как нарастание тормозного момента происходит медленно, рекомендуетс  его включать заранее. С указанными динамическими показател ми этот тормозной регул тор не может быть использован дл  торможени  транспортных средств, требующих повышенного быстродействи . Цель изобретени  - обеспечение автоматического включени  и выключени тормоза в зависимости от частоты вращени  тормозного вала и сокращени  времени пускового периода. Поставленна  цель достигаетс  тем, что тормозной регул тор дл  транспортных средств снабжен блоком центробежнь1х измерителей частоты вращени , кинематически св занным с тормозным валом и имеющим тормозную и пусковую системы, разобщительным клапаном, а механизм управлени  тормозом выполнен в виде основного плоского золотника, струйновакуумного мембранного исполнительного механизма и плоского золотника дл  управлени  последним, подвижной клапан которого св зан с тормозной системой блока с помощью рычажной системы, при этом струйновакуумный мембранный исполнительный механизм вы пблнен с приводной полостью, соединенной с атмосферой через плоский золотник управлени  этим механизмом, с подпружиненным штоком, соединенным с подвижньш Клапаном основного плоского золотника, и с эжектором , рабочее сопло которого св зано с источником подачи рабочей среды через разобщительный клапан. Кроме того, с целью автоматического включени  и выключени  регул тора одновременно с т говым органом транспортного средства, разобщительный клапан может бь1ТЬ выполнен струйновакуумным с запорным элементом, нормально перекрывающим сливное отверстие дистанционной трубки управлени  разобщительного клапана и св занным с помощью рычажной системы с пусковой системой блока центробежных измерителей частоты вращени . С целью удобства регулировани  настройки тормозного регул тора гидравлическа  система может быть снабжена регулирующим дросселем, встроенным в трубопровод между ротором тормоза и охладителем. .Наличие в блоке центробежных измерителей частоты вращени  (БЦИЧВ) тормозной системы, подпружиненный толкатель которой через рычажйуйпередачу соёдинен с подвижным клапаном плоского золотника уп

744164 равлени  струйновакуумным мембранным исполнительным механизмом (МИМ), обеспечивает артоматическое включение и отключение гидродинамического тормоза тормозного регул тора в зависимости от,частоты вращени  тормозного вала, котора   вл етс  функцией скорости спуска груза транспортным средством. Наличие в тормозном регул торе основного плоского золотника управлени  гидродинамическим тормозом, подвижный кл.апан которого соединен с подпружиненным штоком струйновакуумного МИМ, приводна  полость которого сообщена с атмосферой через плоский золотник управлени  струйновакуумным МИМ, предопредел ет высокое быстродействие в целом тормозного регул тора , так как МИМ обладает высокими динамическими показател ми. Динамические показатели БЦИЧВ достаточно высоки, а площадь сечени  сливного отверсти  принимают исход  из потребного быстродействи  без особых ограничений, так как перепад давлени  на подвижном клапане плоского золотника небольшой, и усилие дл  его передвижени  требуетс  незначительное , а МИМ может быть создано усилие на штоке, в несколько дес тков раз превосход щее требуемое. Динамические показатели МИМ, определ ющиес  количеством подводимой энергии управлени  и структурой схемы, обеспечивающей изменение подвода .этой энергии, высоки . Высокое быстродействие может быть получено при отсутствии ограничений при подводе энергии управлени . В рассматриваемом случае количество подводимой энергии управлени  представл ет величину кинетической энергии потока воздуха, протекающего через отверстие в основании плоского золотника управлени  МИМ из атмосферы в приводную полость МИМ за врем  полного хода его штока (врем  срабатывани ). Так как врем  срабатывани  определ етс  величиной мощности потока воздуха, проход щего из атмосферы в приводную полость МИМ, вычисленной за врем  срабатывани  его, то в дальнейшем используетс  только пон тие «мощность потока. О том, что количество подводимой энергии управлени  МИМ практически неогранйчено, подтверждает следующий анализ условий формировани  мощности потока струи воздуха, поступающего к отверстию. Окружающа  среда (атмосфера)  вл етс  источником потенциальной энергии, котора  преобразовываетс  при движении потока через отверстие в кинетическую энергик) потока. Так как атмосфера несоизмеримо велика по сравнению с объемом воздуха, идущим на формирование струи, то, естествеино, отсутствует ограничение со стороны атмосферы, как источника потенциальной энергии, на формирование мощности потока. Учитыва , что воздух непосредственно из атмосферы поступает в отверстие , то следовательно отсутствуют и общеизвестные ограничени  мощности потока струи воздуха, обусловленные сонротивлени ми подвод щих трубопроводов. Следовательно , мощность потока зависит только от площади свободного прохода отверсти  в основании плоского золотника управлени  МИМ (при равных начальном абсолютном давлении в приводной полости, геометрических параметрах эжектора . струйновакуумного МИМ и др.). Причем, чем больще площадь, тем больще мощность потока струи, а следовательно , и выще быстродействие. Задава сь соответствующей площадью сечени  открытого прохода отверсти , получают требуемое быстродействие, исчисл емое в дол х секунды . Дл  увеличени  площади сечени  свободного прохода ограничений также нет. Вопервых , не требуетс  больща  площадь сечени  свободного прохода, так как масса воздуха, необходима  дл  пополнени  приводной полости МИМ с целью повыщени  в ней давлени  до величины атмосферы невелика . Во-вторых, перепад давлени  на подвижном клапане меньще 1-10 Н/м (атмосферы ), следовательно, дл  перемещени  клапана не требуетс  больщого усили , т.е. потребна  мощность дл  управлени  подвижным клапаном золотника управлени  МИМ незначительна.

Наличие в тормозном регул торе только узлов, дл  нормальной работы которых вообще не требуетс  электроэнерги  (гидродинамического тормоза, плоского золотника управлени  гидродинамическим тормозом со струйновакуумным МИМ, струйновакуумного клапана), обеспеч ивает нормальное функционирование в целом тормозного регул тора независимо от наличи  напр жени  на транспортном средстве.

На чертеже изображена принципиальна  конструктивна  схема тормозного регул тора дл  транспортных средств.

Тормозной регул тор состоит из гидродинамического тормоза (ГДТ) 1, механизма 2 управлени  ГДТ, БЦИЧВ 3, струйновакуумного клапана 4. Указанные узлы между собой имеют гидравлические и пневматические св зи. Ротор 5 ГДТ кинематически св зан с валом тормозного барабана б (в данном случае концевого барабана бремсбергового ленточного конвейера) через ускор ющий редуктор 7. В дальнейщем вал тормозного барабане будет называтьс  тормозным валом. Полость 8 ротора ГДТ включена последовательно в гидравлическую систему с открытой циркул цией жидкости, состо щую из последовательно соединенных между собой трубопроводами охладител  9, резервуара 10 и камеры 11 основного плоского золотника . В трубопровод 12 между охладителем и полостью ротора встроен регулируемый дроссель 13.

Подвижный клапан 14 основного плоского золотника механизма управлени  ГДТ соединен с подпружиненным пружиной 15 штоком 16 струйновакуумного МИМ. Этот.

a.sifeeM --.-,-- щток жестко св зан с одним из опорных дисков 17 МИМ. Между опорными дисками зажата Центральна  часть мембраны 18. По периферии мембрана зажата между крыщками 19 МИМ; ГТрлость между мембраной и крыщкой со стороны пружины сообщена по сто нно с атмосферой. Приводна  полость 20 между мембраной и второй крыщкой, посто нно сообщена с приемной камерой 21 эжектора, имеющего рабочее сопло 22 и смесительную камеру 23, и с атмосферой через трубку 24 и отверстие 25 в основании плоского золотникауправлени  МИМ, нормально прикрытое со стороны атмосферы подвижным клапаном 26. Этот подвижный клапан щарнирно соединен через т гу 27 и угловой рычаг 28 с подпружиненным пружиной 29 толкателем 30 тормозной системы БЦИЧВ, имеющего щток 31.

Рабочее сопло эжектора струйновакуумного МИМ сообщено посто нно трубкой 32 со струйновакуумным клапаном, имеющим затвор 33, соединенный щтоком 34 с порщ нем 35, расположенным в корпусе 36. Между крыщкой 37 и корпусом зажата по периферии мембрана 38. Приводна  полость 39, между мембраной, свободно лежащей на порщне, и крыщкой посто нно сообщена с 5 приемной камерой 40 эжектора, имеющего рабочее сопло 41 и смесительную камеру 42. Рабочее сопло сообщено посто нно каналом с патрубком 43 струйновакуумного клапана. Этот патрубок, в свою очередь, сообщен посто нно с Щахтньш водопроводом (источние ком давлени  воды). Смесительна  камера эжектора струйновакуумного клапана сообщена через дистанционную трубку 44 со сливным отверстием, прикрытым нормально запорным элементом 45, закрепленным на рычаге 46, щарнирно соединенным с подпружиненным пружиной 47 толкателем 48 пусковой -системы БЦИЧВ, имеющего щток 49. Тормозна  и пускова  системьг блока ЦИЧВ через щестерни 50 и 51 и общую валщестерню 52, кинематически св заны с валом 53 быстроходной передачи ускор ющего редуктора, а через него с тормозным валом. ,,

Тормозной регул тор также содержит сое динительные трубопроводы гидросистемы 54, 55 и 56, механический тормоз 57 тормозного вала.

Claims (2)

1. Гидродинамический тормоз 1 предназначен дл  создани  тормозного момента на тормозном валу,необходимого дл  компенсации движущего момента груза, создаваемого o продольной составл ющей веса спускаемого груза. Тормозной момент, создаваемый этим тормозом на валу ротора 5 при заполненной жидкостью полости 8 пр мо пропорционален квадрату частоты вращени  ротора. Эта особенность тормозной характеристики и предопредел ет использование гидродинамического тормоза в предлагаемом тормозном регул торе . При увеличении движущего момента груза, вследствие увеличени  загруженности конвейера, увеличиваетс  скорость Движени  т гового органа, а следовательно, и частота вращени  тормозного вала. При эВДй автоматически Звеличийаётс и тормозной момент на тормозном валу, создаваемый ГДТ. Механизм 2 управлени  ГДТ предназна т1е гдай регулировани  расхода воды из резервуара 10 в полость 8 jiojopa ГДТ через сЛйвное отверстие в основании основного плоского золотника путем перекрыти  его площади сечени  свободного прохода подвижным клапаном 14 Bi зависимости от частоты вращени  тормозного вала. Положение этого клапана определ етс  абсолютным давлением в приводной полости 20, завис щего . от степени перекрыти  отверсти  25 клапаном 26; положение которого определ етс  частотой вращени  тормозного вала. -.1.БП,ИЧВ 3 предназначен дл  автоматическо- го управлени  работой струйновакуумного --..клапана 4 и механизма 2 управлени  ГДТ. Струйновакуумный клапан 4 предназначен дл  сообщени  рабочего сопла 22 эжектора струйновакуумного МИМ с шахтным ТОДЪпронодом сразу же после начала вращени  тормозного вала, т.е. с началом движени  ленты конвейера, и разобщени  сопла 22 от шахтного водопровода после остановки ленты конвейера. Регулируемый дроссель 13 предназначен дл  удобства настройки таких эксплуатационных показателей ГДТ как продолжительность его действи  после прекращени  поступлени  в полость 8 жидкости из резервуара 10, времени полного заполнени  полости 8 при включении его в работу, расхода жидкости через тормоз из услови  нормального охлаждени  при ее циркул ции по гидравлической систе.ме. Регулирование указанных показателей осуществл етс  за счет изменени  расхода жидкости по гидравлической системе путем изменени  площади сечени  проходного отверсти  дроссел  при настройке по одному из показателей , наиболее важном дл  данной установки. При пуске конвейера движуща с , лен та приводит Е10 вращение тормозной барабан 6 вместе с тормозным валом. От последнего вращение передаетс  ускор ющему редуктору 7. От быстроходного вала 53 редуктора вращение передаетс  с одного конца ротору 5 ГДТ, а с другого - валу-щестерне 52 БЦИЧВ, причем вращаютс  обе системы БЦИЧВ. Пускова  система БЦИЧВ Приводитс  во вращение через шестерню 51 и своим штоком 49 через толкатель 48 воздействует на рычаг 46, отвод  запорный элемент 45 от кромок сливного отверсти  дистанционной трубки 44 управлени  клапаном 4. Через открытую площадь сливного отверс ти  начинаетс  слив воды в атмосферу. При этом истекающа  из сопла 41 стру  отсасывает воду из камеры 40, и в последней создаетс  вакуум. Вследствие этого поршень 35, щток 34, затвор 33 поднимаютс  и занимают верхнее крайнее положение. При этом вода поступает из щахтного .водопровода к соплу 22, и истекающа  из него стру  воды создает в приемной камере 21 эжектора и приводной полости 20 МИМ вакуум. Под действием образовавшегос  перепада давлени  на мембране 18, подвижна  система , состо ща  из мембраны с опорными дисками 17, штока 16 и клапана 14, перемещаетс  влево, преодолева  усилие, создаваемое возвратной пружиной 15. При этом клапан 14 перекрывает сливное отверстие в основании плоского золотника, в результате чего разобщаетс  полость 8 гидродинамического тормоза от резервуара 10. Жидкость, оставша с  в полости 8, откачиваетс  в резервуар 10 вращающимс  ротором 5. После откачки жидкости из полости, ротор при вращении уже не создает тормозного момента. Тормозна  система БЦИЧВ приводитс  во вращение через шестерни 50, но она настроена так, что при этом его щток 31 не касаетс  толкател  30 и клапан 26 в начальном исходном положении. Указанное положение основных элементов тормозного регул тора после запуска конвейера сохран етс  и в начальный период загрузки ленты. Как только движущий момент груза на тормозном валу достигает величины , под действием которой частота вращени  последнего становитс  равной расчетной величине сок, срабатывает тормозна  система БЦИЧВ. При этом включаетс  в работу ГДТ, и создаваемый им тормозной момент компенсирует избыточный движущий момент груза. При достижении тормозным валом частоты вращени  Шн , щток 31 тормозной системы БЦИЧВ упираетс  в толкатель 30 и, преодолева  сопротивление возвратной пружины 29, перемещает его вверх. Толкатель при перемещении воздействует через рычаг 28 и т гу 27 на подвижный клапан 26, перемеща  его влево и открыва  этим самым отверстие 25 в основании плоского золотника . Через открытую площадь отверсти  25 и трубку 24 атмосферный воздух поступает в приводную полость 20 МИМ, в результате чего в полости 20 абсолютное давление повышаетс , перепад давлени  на мембране 18 уменьшаетс  и под действием возвратной пружины 15 подвижна  система МИМ перемещаетс  вправо. При этом клапан 14 открывает сливное отверстие в основании плоского золотника и жидкость из резервуара 10 через камеру 11, открытое сливное отверстие, трубопровод 56 поступает в полость 8 ротора и заполн ет ее. Ротор 5 при вращении, как насосное колесо, перекачивает жидкость через дроссель 13 и охладитель 9 в резервуар 10, создава  при этом тормозной момент. До тех пор, пока частота вращени  тормозного вала равна или больше величины со , B в в тормозном регул торе никаких изменений не происходит. , Когда частота вращени  тормозного вала больше чем соц, при срабатывании ;м.еханического тормоза 57 (обусловленномоБеративной остановкой, случайным сн тием напр жени , аварийным сигналом с линии), на Тормозном валу возникает дополггитёльный тормозной момент. Под действием этого т ормозного момента и тормозного момента, создаваемого ГДТ, частота вращени  тормозного вала уменьшаетс  и при снижении ее до величины меньшей со, шток 31 тормозной системы БЦИЧВ отходит от толкател  30. Последний под действием усили  пружины 29 перемещаетс  вниз, воздейству  при этом через рычаг 28 и т гу 27 на клапан 26, перемеща  его вправо. Клапан перекрывает и отверстие 25, вследствие чего доступ воздуха в приводную полость 20 МИМ прекращаетс . В последней восстанавливаетс  вакуум и под действием возникшего перепада давлени  на мембране 18 клапан 14 перемещаетс  влево, перекрыва  сливное отверстие в основании плоского золотника. Вследствие этого доступ жидкости из резервуара 10 в полость 8 прекращаетс . Так как опорожнение полости после этого вращающимс  ротором происходит не сразу, то и тор- 2S полнен с приводной полостью, соединенной с мозной момент, создаваемый ГДТ, снижаетс  по мере уменьшени  жидкости в полости ротора. После остановки тормозного вала воздействие штока 49 пусковой системы БЦИЧВ на толкатель 48 прекращаетс . Тол- ° источником подачи рабочей среды через разкатель под воздействием возвратной пружи- общительный клапан. ны 47 опускаетс  вниз и при своем переме-2. Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, щелии поворачивает рычаг 46 вокруг его что, с целью его автоматического включени  ОСИ вращени . Сливное отверстие дистан- и выключени  одновременно с т говым орцйОнной трубки 44 перекрываетс  запорным jj ганом транспортного средства, разобщительэлементом 45, вследствие чего приводна  ньш клапан выполнен струйновакуумным с полость 40 струйновакуумного клапана 4 запорным элементом, нормально перекрывазаполн етс  водои; и под давлением ее через мембрану 38 на поршень 35 подвижна  система клапана перемещаетс  вНиз, затвор 33 перекрывает сопло клапана, и доступ во- 40 пусковой системой блока центробежных изды к соплу 22 прекращаетс . В рёзультатё этого ripekpa iifaefс  ГвакуурУОобразование в приемной камере 21, перепад давлени  на мембране 18 исчезает, подвижна  система МИМ вместе с клапаном 14 под действием усили  пружины 15 перемещаетс  в правое крайнее положение. При этом резервуар 10 снова сообщаетс  с полостью 8 гидродинамического тормоза. Все элементы возвращаютс  в исходное положе- 50 ние, которое они занимали перед пуском конвейера . Ю Формула изобретени  1. Тормозной регул тор дл  транспортных средств, содержащий гидродинамичес .кий тормоз с ротором, посто нно св занным с тормозным валом транспортного средства, механизм управлени  тормозом, св зывающим полость ротора с замкнутой гидравлической системой, состо щей из охладител , резервуара дл  рабочей жидкости и соединительных трубопроводов, а также источник подачи рабочей среды, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  авто.матического включени  и ввжлючени  тормоза в зависимости от частоты вращени  тормозного вала, он снабжен блоком центробежных измерителей частоты вращени , кинематически св занным с тормозным валом и имеющим тормозную и пусковую системы разобшительным клапаном, а механизм управлени  тормозом выполнен в виде основного плоского золотника, струйновакуумного мембранного исполнительного механизма и плоского золотника дл  управлени  последним , подвижной клапан которого св зан с тормозной системой блока с помощью рычажной системы, при этом струйновакуумный мембранный исполнительный механизм выатмосферой через плоский золотник управлени  этим механизмом, с подпружиненным штоком, соединенным с подвижным клапаном основного плоского золотника, и с эжектором , рабочее соттло которого св зано с ющим сливное отверстие дистанционной трубки управлени  разобщительного клапана и св занным с помощью рычажной системы с мерителеи частоты вращени . -- 3. Регул тор по п. 1, отличающийс  Тем, что, с целью удобства регулировани  его настройки, гидравлическа  CHcteiyia снабжена регулирующим дросселем, встроенным в трубопровод между ротором тормоза и охладителем . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 295920, кл. F 16 D 59/00, 1969.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 299136, кл. F 16 b 57/04, 1969 (прототип).