ЛЕНТОЧНЫЙ ТОРМОЗ
BAND BRAKE

Изобретение относится к тормозным устройствам, а именно к ленточным тормозам.
Известен простой ленточный тормоз (прототип), содержащий закрепленный на тормозном валу тормозной шкив, огибаемый гибкой стальной лентой, один конец которой закреплен на конце рычага, а другой - в его средней части, причем упомянутый конец рычага с помощью шарнира установлен на раме, а другой конец рычага кинематически связан с приводами механизмов замыкания и размыкания тормоза (Александров М.П., Колобов Л.Н., Лобов Н.А. и др. Грузоподъемные машины, с.192-194, 196-197, рис.7.19.а).
Недостатками известного тормоза являются ограниченная величина развиваемого им тормозного момента из-за ограниченного по величине угла обхвата тормозной лентой тормозного шкива, который не превышает 200-220 градусов, невозможность использования тормоза в реверсивных механизмах из-за значительного уменьшения тормозного момента при реверсировании тормозного вала, большой изгибающий момент на тормозном валу, создаваемый натяжениями обеих ветвей тормозной ленты, малая надежность работы тормоза из-за возможности порыва тормозной ленты.
Техническим результатом изобретения является увеличение тормозного момента, развиваемого тормозом за счет существенного увеличения угла обхвата тормозной лентой тормозного шкива, возможность использования тормоза в реверсивных механизмах, уменьшение изгибающей нагрузки на тормозной вал и повышение надежности работы тормоза.
Технический результат достигается тем, что в ленточном тормозе, содержащем закрепленный на тормозном валу тормозной шкив, огибаемый гибкой стальной тормозной лентой, концы которой посредством рычажной системы кинематически связаны с приводами механизмов замыкания и размыкания тормоза, согласно изобретению с одного конца тормозная лента выполнена с размещенным в ее средней части продольным прямоугольным вырезом, а с другого конца выполнена с двумя также ориентированными прямоугольными вырезами по ее краям, при этом ширина выреза с первого конца тормозной ленты принята равной половине ширины тормозной ленты, а ширина каждого выреза с противоположного конца - четвертой части ширины тормозной ленты, тормозная лента огибает тормозной шкив на угол не менее 360 градусов с возможностью размещения конца тормозной ленты с двумя прямоугольными вырезами в прямоугольном вырезе другого конца, со скрещиванием упомянутых концов тормозной ленты, при этом длина упомянутых вырезов с каждой стороны тормозной ленты принята одинаковой, а оба конца тормозной ленты закреплены на ползунах с возможностью их смещения в направляющих, ориентированных под тупым углом друг к другу в соответствии с принятой ориентацией концов тормозной ленты, при направлении вершины этого угла в сторону от оси тормозного вала, а ползуны с помощью шарниров кинематически связаны с шарнирным двухзвенником, центральный шарнир которого соединен со штоком закрепленного на раме привода размыкания тормоза, причем между корпусом упомянутого привода и упорной шайбой, закрепленной на штоке в зоне установки центрального шарнира, размещена пружина сжатия, при этом параметры тормоза приняты, исходя из следующих соотношений:
L=(π+φ)R, α=3π-φ,
где L - длина средней части тормозной ленты между прямоугольными вырезами с каждого ее конца, м, φ - тупой угол меду направляющими для ползунов, рад, R - радиус тормозного шкива, м, α - угол обхвата тормозной лентой тормозного шкива, рад.
Ленточный тормоз представлен на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - тормозная лента в развернутом виде, на фиг.3 - вид А по фиг.1, на фиг.4 - вид Б по фиг.1.
Ленточный тормоз содержит закрепленный на тормозном валу 1 тормозной шкив 2, огибаемый гибкой стальной тормозной лентой 3. С одного конца тормозная лента 3 выполнена с размещенным в ее средней части продольным прямоугольным вырезом 4, а с другого конца выполнена с двумя также ориентированными прямоугольными вырезами 5 и 6 по ее краям. При этом ширина b выреза 4 с первого конца тормозной ленты 3 принята равной половине ширины B тормозной ленты 3, а ширина a каждого выреза 5 и 6 с противоположного конца - четвертой части ширины B тормозной ленты 3. Тормозная лента 3 огибает тормозной шкив 2 на угол α, величина которого принята не менее 360 градусов. Тормозная лента 3 установлена с возможностью размещения конца тормозной ленты 3 с двумя прямоугольными вырезами 5 и 6 в прямоугольном вырезе 4 другого конца, со скрещиванием упомянутых концов тормозной ленты 3. При этом длина l упомянутых вырезов 4 и 5, 6 с каждой стороны тормозной ленты 3 принята одинаковой. Оба конца тормозной ленты 3 закреплены на ползунах 7 и 8 с возможностью их смещения в направляющих 9 и 10. Направляющие 9 и 10 ориентированы под тупым углом φ друг к другу в соответствии с принятой ориентацией концов тормозной ленты 3. Причем вершина этого угла φ направлена в сторону от оси тормозного вала 1. Ползуны 7 и 8 с помощью шарниров 11 и 12 кинематически связаны с шарнирным двухзвенником 13, 14, центральный шарнир 15 которого соединен со штоком 16 закрепленного на раме 17 привода 18 размыкания тормоза. Между корпусом привода 18 и упорной шайбой 19, закрепленной на штоке 16 в зоне установки центрального шарнира 15, размещена пружина сжатия 20. Параметры тормоза приняты, исходя из следующих соотношений:
L=(π+φ)R, α=3π-φ,
где L - длина средней части тормозной ленты 3 между прямоугольными вырезами 4 и 5, 6 с каждого ее конца, м, φ - тупой угол между направляющими 9 и 10 для ползунов 7 и 8, рад, R - радиус тормозного шкива 2, м, α - угол обхвата тормозной лентой 3 тормозного шкива 2, рад.
Приводы размыкания 18 и замыкания (пружина сжатия 20) тормоза могут быть расположены под тормозным шкивом 2, над ним или с любого бока от него, в зависимости от условий компоновки механизма. Привод 18 размыкания тормоза может быть выполнен в виде электромагнита, электровинтового толкателя или силового цилиндра.
Ленточный тормоз представлен на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - тормозная лента в развернутом виде, на фиг.3 - вид А по фиг.1, на фиг.4 - вид Б по фиг.1.
Ленточный тормоз действует следующим образом. При нормальной работе механизма тормозной вал 1 вращается при включенном приводе 18 механизма размыкания, который втягивает шток 16, сжимая пружину 20. При перемещении штока 16 в сторону от тормозного шкива 2 звенья 13 и 14 шарнирного двухзвенника смещают ползуны 7 и 8 по направляющим 9 и 10 вместе с концами тормозной ленты 3 навстречу друг другу с увеличением угла φ между звеньями 13 и 14. При смещении концов тормозной ленты 3 навстречу друг другу образуется зазор между тормозной лентой и цилиндрической поверхностью тормозного шкива 2, в результате чего происходит растормаживание механизма. Затормаживание механизма происходит при выключении привода 18 механизма размыкания. Под действием усилия пружины сжатия 20 шток 16 смещается в сторону тормозного шкива 2, что сопровождается поворотом звеньев 13 и 14 шарнирного двухзвенника в разные стороны друг от друга с увеличением угла φ между ними и смещением ползунов 7 и 8 вместе с закрепленными на них концами тормозной ленты 3, которые перемещаются в противоположные от тормозного шкива 2 стороны по направляющим 9 и 10. Благодаря этому тормозная лента 3 прижимается к тормозному шкиву 2 и затормаживает его вместе с тормозным валом 1, кинематически связанным с механизмом. Процесс затормаживания одинаков при любом направлении вращения тормозного вала 1, поэтому тормоз может быть использован как на реверсивных, так и реверсивных механизмах при одинаковой величине развиваемого тормозом тормозного момента.
При этом тормозной момент, обеспечиваемый предлагаемой конструкцией тормоза, равен М=tR[ехр(3π-φ)f-1], где t - натяжение тормозной ленты 3 в точке ее сбегания с тормозного шкива 2, Н, f - коэффициент трения между тормозной лентой 3 и цилиндрической поверхностью тормозного шкива 2. При одинаковых параметрах t, R, и f (0,42), принятых для тормоза прототипа и предлагаемого, а также, например, при φ=120 град=2,1 рад, угле обхвата тормозного шкива у тормоза-прототипа, равном 220 град=3,84 рад, отношение значений тормозных моментов, развиваемых предлагаемым тормозом и тормозом-прототипом, равно 5, т.е. предлагаемая конструкция тормоза позволяет увеличить реализуемый ленточным тормозом тормозной момент в 5 раз.
Отличительные признаки изобретения позволяют увеличить тормозной момент, создаваемый тормозом, по крайней мере в 5 раз по сравнению с тормозом-прототипом, использовать тормоз в реверсивных механизмах при такой же величине тормозного момента, развиваемого тормозом после реверса механизма, уменьшить изгибающий момент на тормозной вал и уменьшить его диаметр, повысить надежность работы кинематически связанного с тормозом механизма и уменьшить габариты тормоза за счет более компактной его компоновки.