КАНАТНЫЙ ТОРМОЗ

Полезная модель относится к грузоподъемным кранам, в частности к тормозным устройствам.
Известен ленточный тормоз грузоподъемного крана [1, с. 240, рис. 99в]. Недостатком такого тормоза является воздействие радиального усилия на шкив, так как усилия натяжения концов ленты не противоположны и частично суммируются. Другим недостатком является то, что при разрушении редуктора происходит растормаживание механизма поворота грузоподъемного крана.
Известен ленточный тормоз [2], содержащий тормозной шкив, огибаемый тормозной лентой, концы которой посредством рычажной системы кинематически связаны с приводами замыкания и размыкания тормоза. Недостатком этого устройства является то, что усилия привода, действующие на концы ленты при замыкании частично суммируются и изгибают вал тормозного шкива. Другим недостатком этого ленточного тормоза является то, что стальная лента является одноэлементной конструкцией, поэтому ее местный дефект или повреждение влечет за собой непрогнозируемый (внезапный) отказ: обрыв ленты. Кроме того, при транспортировке и монтаже длинных лент для тормозных шкивов большого диаметра возникают затруднения при сматывании ленты в рулон и разматывании ленты.
Целью данного изобретения является уменьшение вероятности обрыва гибкого элемента, устранение радиального усилия на тормозной шкив или цилиндр, упрощение изготовления и монтажа гибкого элемента для крупногабаритных тормозов путем применения готового изделия (каната) вместо ленты, в частности, при торможении крупногабаритных опорно-поворотных устройств гибким элементом, установленным на поворотной платформе, а также исключение неконтролируемого поворота стрелы грузоподъемного крана.
Эти цели достигаются тем, что канатный тормоз содержит цилиндр и охватывающий его гибкий элемент, подвижные концы которого соединены с приводом двух равных противоположных усилий, ориентированных по одной линии. Гибкий элемент выполнен в виде трех многопроволочных канатов, причем средний канат, уходящий от цилиндра в одну сторону имеет вдвое большую площадь сечения, чем два крайних каната, уходящих от цилиндра в другую сторону. Тормоз оснащен разветвителем трех канатов, который наложен на цилиндр и содержит зажимы для среднего каната с вдвое большей площадью сечения и для двух крайних канатов с вдвое меньшей площадью сечения. В качестве цилиндра использована вращающаяся поверхность поворотной платформы, оснащенная упором, на который опирается первый канат с меньшей площадью сечения, на первый канат опирается второй канат с большей площадью сечения и следующий за ним третий канат с такой же площадью сечения, как и первый канат.
На фиг. 1 показана схема канатного тормоза, где 1, 3 - канаты с вдвое меньшей площадью сечения; 2 - канат с вдвое большей площадью сечения; 4 - цилиндр; 5 - разветвитель; 6 - привод равного усилия.
На фиг. 2 показана установка канатного тормоза на опорно-поворотном устройстве грузоподъемного крана. 1, 3 - канаты с вдвое меньшей площадью сечения; 2 - канат с вдвое большей площадью сечения; 5 - разветвитель; 7 - цилиндр, выполненный как часть поворотной платформы; 8, 9 - зажимы каната с вдвое меньшей площадью сечения; 10 - зажим каната с вдвое большей площадью сечения; 11 - неповоротная платформа грузоподъемного крана; 12 - каток; 13 - упор.
На фиг. 3 показан зажим каната с вдвое большей площадью сечения (разрез Б-Б по фиг. 2)
На фиг. 4 показан зажим канатов свдвое меньшей площадью сечения (два разреза А-А по фиг. 2)
Канатный тормоз работает следующим образом. Привод равного усилия 6 натягивает концы канатов 1, 2 и 3 (фиг. 1). При этом оба усилия F, приведенные к геометрической оси вращения цилиндра 4 взаимно уничтожаются.
Разветвитель 5 имеет среднее отверстие клиновидной формы (фиг. 3), в которое вводят петлю каната 2 (вдвое большего сечения) и клин 10, расширенный вверху. Поверхность разветвителя 5, прилегающая к поворотной платформе 7 оснащена тормозной накладкой 14. Разветвитель 5 имеет также два крайних отверстия клиновидной формы меньшего размера (фиг. 4) в которые вводят канаты 1, 3 (вдвое меньшего сечения) и клинья 7, 9, расширенные внизу.
Тормозная накладка 14 увеличивает коэффициент трения и тормозной момент. Предусмотрены канаты без смазки. Клинья 8, 9, 10, установленные противоположно, удерживают канаты 1, 2, 3 направленные в разные стороны.
При этом внешняя линия каната 2 (фиг. 3) является касательной к цилиндру 7. Внешние линии канатов 1 и 3 также являются касательными к цилиндру 7 (фиг. 4)
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности тормоза, так как в случае обрыва нескольких проволок канатов прочность канатов уменьшается незначительно. Число обрывов проволок накапливается постепенно и может визуально отслеживаться. Поэтому обрыв каната переходит из класса внезапных отказов в класс постепенных отказов, то есть становится прогнозируемым и канат можно заменить при плановом ремонте и, таким образом, предотвратить отказ тормоза. Кроме того, уменьшается ширина гибкого элемента. Это существенно, так как высота цилиндрической части поворотной платформы грузоподъемного крана, занимаемая сечениями трех канатов и разветвителем достаточно мала по сравнению с шириной стальной ленты. Поэтому канатный тормоз может быть расположен на поворотной платформе, выполненной в виде подшипника. Облегчается монтаж канатного тормоза, так как в отличие от стальной ленты, длина каната может быть значительно большей. Это позволяет расширить область применения канатного тормоза. Кроме того, обеспечивается большой тормозной момент благодаря большому углу обхвата цилиндрического шкива канатами (360°) и благодаря значительно большему растягивающему усилию, которое выдерживает канат по сравнению с лентой.
В случае применения канатного тормоза, у которого роль цилиндра выполняет поворотная платформа, наиболее эффективно применение этого тормоза в качестве стояночного или аварийного, так как практически отсутствует абразивный износ каната ввиду малого пути скольжения каната по цилиндру. Полностью исключается неконтролируемый поворот (люфт) стрелы грузоподъемного крана.
Источники информации:
1. Александров М.П. Грузоподъемные машины. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана - Высшая школа, 2000. 552 с.
2. Патент РФ №2383794 кл F16D 49/08, B66D 5/10 Ленточный тормоз, опубл. 10.03.2010.