Электромеханическое тормозное устройство

Полезная модель относится к тормозным устройствам, в частности для торможения вращательной нагрузки на испытательном стенде.
Из уровня техники известны электромеханические стояночные тормоза, включающие тормозной механизм, тормозной привод и электронную систему управления. Тормозной привод устанавливается на суппорте тормозного механизма. Тормозной привод преобразует электрическую энергию бортовой сети в поступательное движение тормозных колодок. Для выполнения возложенных функций привод включает следующие конструктивные элементы: электродвигатель, ременную передачу, редуктор и винтовой привод. Все элементы находятся в одном корпусе. Редуктор осуществляет перемещение винтового привода, который в свою очередь обеспечивает поступательное движение колодки тормозного механизма. Электронная система управления стояночным тормозом объединяет входные датчики, блок управления и исполнительные механизмы. Работа электромеханического стояночного тормоза носит циклический характер: включение - выключение. (Электромеханический стояночный тормоз http://systemsauto.ru/brake/epb.html).
Данное тормозное устройство позволяет эффективно останавливать вращательную нагрузку, однако не позволяет компактно размещать тормозное устройство вблизи вращающейся нагрузки стенда, а имеющий значительные габариты привод, выносить в сторону, что важно в условиях промышленной эксплуатации.
Задача полезной модели состоит в разработке простого в изготовлении тормозного устройства, позволяющего применить электромеханическую тормозную систему в испытательных с вращательной нагрузкой, с учетом раздельного расположения тормозного механизма, тормозного привода и электронной системы управления. При этом тормозное устройство должно обеспечивать возможность обнаружения неисправностей, возникающих в процессе его работы, и препятствующих растормаживанию или затормаживанию, и выдачи соответствующих информационных сигналов.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в упрощении конструкции.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электромеханическое тормозное устройство содержит тормозной привод содержит линейный актуатор с выходным звеном типа винт-гайка, при этом линейный актуатор содержит концевой выключатель для контроля положения штока актуатора и имеет вход для соединения с электронной системой управления, а выходное звено типа винт-гайка выполнено с возможностью соединения при помощи тросовой передачи с фрикционными пластинами тормозного механизма.
Такой вариант исполнения в отличие от вариантов со встроенным в тормозное устройство тормозным приводом позволяет компактно размещать тормозное устройство вблизи вращающейся нагрузки, а имеющий значительные габариты привод, выносить в сторону. Тросовая передача, в отличие от гидравлической не требует специального инструмента для монтажных и ремонтных работ, а также меньше подвержена повреждающим воздействиям, что важно в условиях промышленной эксплуатации.
На фиг. 1 представлен общий вид электромеханического тормозного устройства, где 1 - тормозной диск, 2 - фрикционные пластины, 3 - тросовая передача, 4 - тормозной привод с линейным актуатором, 5 - электронная система управления.
Принцип действия данного устройства заключается в том, что тормозной механизм размещается на испытательном стенде с вращательной нагрузкой, либо на самой вращательной нагрузке, что позволяет упростить процесс его эксплуатации, за счёт того, что не требуется перемещать его вместе с тормозным приводом, который обычно имеет большие относительно тормозного механизма массогабаритные характеристики.
Аналого-цифровой преобразователь и линейный датчик тока в канале, служат для измерения напряжения с выхода потенциометра обратной связи и тока в силовой цепи актуатора. Через силовые ключи на электродвигатель актуатора подается напряжение требуемой полярности. Микросхемы внешнего интерфейса служат для ввода управляющих команд, выдачи сигналов состояния тормозного устройства, а также данных о наличии аварийных ситуаций (обрыва или заклинивания троса). Текущее состояние тормозного устройства и наличие аварийных ситуаций дополнительно отображается с помощью светодиодных индикаторов на передней панели корпуса контроллера.
Электронная система управления осуществляет непрерывный мониторинг состояния актуатора, а также внешних сигналов управления от различных источников. При получении команды на растормаживание, контроллер подает на электродвигатель актуатора напряжение, полярность которого соответствует выдвижению штока. Когда шток достигает крайнего положения, срабатывает встроенный в актуатор концевой выключатель. При этом актуатор автоматически отключается, а контроллер снимает напряжение с актуатора. При получении команды на затормаживание контроллер подает на электродвигатель актуатора напряжение, полярность которого соответствует втягиванию штока. При этом трос начинает натягиваться и, по мере его натяжения, увеличивается ток, потребляемый электродвигателем актуатора. По достижении предустановленного порога по току, соответствующего заданному тормозному усилию, контроллер снимает напряжение с актуатора. После этого трос удерживается в натянутом состоянии благодаря трению в механизме актуатора.
Электронная система управления является программируемой, благодаря применению в её схеме микроконтроллера. Это дает возможность гибкой подстройки последнего для работы в составе изделий различной механической конфигурации, позволяя осуществлять многоканальное независимое управление тормозными устройствами как актуаторного, так и соленоидного типа в любом сочетании.
Полезная модель осуществляется следующим образом. Тормозной диск (1) с фрикционными пластинами (2) при помощи жесткого соединения устанавливается на валу испытательного стенда, либо на вращательной нагрузке (испытуемом изделии). Тормозной привод (4) при помощи жесткого соединения устанавливают на испытательном стенде, и электронную систему управления (5) располагают вблизи органов управления испытательного стенда. Выходное звено тормозного привода (4) соединяют при помощи тросовой передачи (3) с фрикционными пластинами (2). При подаче команды на затормаживание электронная система управления (5) подает на электродвигатель линейного актуатора тормозного привода (4) напряжение, полярность которого соответствует втягиванию штока линейного актуатора. При этом трос (3) начинает натягиваться, что вызывает сжатие фрикционными пластинами (2) тормозного диска (1) осуществляя торможение вращательного движения испытуемого изделия. По мере натяжения троса (3), увеличивается ток, потребляемый электродвигателем актуатора, что фиксируется микросхемами линейных датчиков тока электронной системы управления (5). По достижении предустановленного порога по току, соответствующего заданному тормозному усилию, электронная система управления (5) снимает напряжение с актуатора тормозного привода (4). После этого трос удерживается в натянутом состоянии благодаря трению в механизме актуатора.
При получении команды на растормаживание, электронная система управления (5) подает на электродвигатель актуатора напряжение, полярность которого соответствует выдвижению штока. Натяжение троссовой передачи (3) уменьшается, что приводит к расжатию фрикционных пластин (2). Когда шток достигает крайнего положения, срабатывает встроенный в актуатор концевой выключатель. При этом актуатор автоматически отключается, а электронная система управления снимает напряжение с актуатора.
Преимущество полезной модели заключается в простоте конструкции, позволяющей надежно зафиксировать тормозной механизм на испытуемом изделии либо испытательном стенде.