ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЛЕНТОЧНЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ НЕРЕВЕРСИВНЫХ МЕХАНИЗМОВ
DIFFERENTIAL BAND BRAKE FOR IRREVERSIBLE MECHANISMS

Изобретение относится к тормозным устройствам, а именно к ленточным тормозам дифференциального типа с возможностью их использования на нереверсивных механизмах при увеличенном значении развиваемого тормозом тормозного момента.
Известен дифференциальный ленточный тормоз для нереверсивных механизмов (прототип), содержащий закрепленный на тормозном валу тормозной шкив, огибаемый гибкой стальной тормозной лентой, один конец которой закреплен на коротком плече двуплечего, размещенного под тормозным шкивом тормозного рычага, шарнирно установленного на раме, а второй - на удлиненном плече этого же рычага с противоположной стороны от упомянутого шарнира, при этом тормозной рычаг кинематически связан с приводом замыкания и размыкания тормоза (Александров М.П., Колобов Л.Н., Лобов Н.А. и др. Грузоподъемные машины, М., Машиностроение, 1986. с.192-194, 196-197, рис.7.19, б).
Недостатками известного тормоза являются большой изгибающий момент на тормозном валу, создаваемый натяжениями обеих ветвей тормозной ленты при реализации тормозного момента значительной величины, малая надежность работы тормоза из-за возможности обрыва тормозной ленты, невозможность существенного увеличения тормозного момента из-за опасности самозатягивания тормозной ленты при близком к предельному соотношению между длинами плеч тормозного рычага.
Техническим результатом изобретения является возможность увеличения реализуемого тормозом тормозного момента, устранение изгибающей нагрузки на тормозной вал и повышение надежности работы тормоза.
Технический результат достигается тем, что в дифференциальном ленточном тормозе для нереверсивных механизмов, содержащем закрепленный на тормозном валу тормозной шкив, огибаемый тормозной лентой, один конец которой закреплен на коротком плече размещенного под тормозным шкивом двуплечего тормозного рычага, шарнирно установленного на раме, а второй - на удлиненном плече этого же рычага с противоположной стороны от упомянутого шарнира, при этом тормозной рычаг кинематически связан с приводом замыкания и размыкания тормоза, согласно изобретению тормозной шкив выполнен с тремя ободами - центральным и примыкающими к нему двумя внешними ободами, два внешних обода огибаются дополнительными тормозными лентами, концы которых направлены в сторону, противоположную концам первой тормозной ленты, и закреплены на дополнительном тормозном рычаге, размещенном над тормозным шкивом, при этом короткое плечо дополнительного тормозного рычага размещено над удлиненным плечом тормозного рычага, размещенного под тормозным шкивом, таким образом, что точки закрепления тормозных лент на коротких плечах этого и дополнительного тормозных рычагов размещены диаметрально противоположно друг другу относительно оси тормозного вала, при этом оба тормозных рычага расположены в исходном положении параллельно друг другу и симметрично относительно оси тормозного вала тормоза и кинематически связаны между собой шарнирным двухзвенником, а центральный шарнир которого расположен в плоскости, проходящей через ось тормозного вала, и закреплен на ползуне с возможностью его смещения в упомянутой плоскости относительно закрепленных на раме направляющих, при этом звенья шарнирного двухзвенника имеют одинаковую длину и расположены друг относительно друга под острым углом, симметрично ориентированным относительно упомянутой плоскости, а ползун посредством штока кинематичесеки связан с приводом замыкания и размыкания тормоза, при этом звено шарнирного двухзвенника, соединенного с дополнительным тормозным рычагом, выполнено сдвоенным.
Дифференциальный ленточный тормоз для нереверсивных механизмов представлен на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - план по фиг.1.
2
1
2
1
Дифференциальный ленточный тормоз содержит закрепленный на тормозном валу 1 тормозной шкив 2, выполненный с тремя ободами, центральным 3 и примыкающими к нему двумя внешними ободами 4 и 5. Центральный обод 3 тормозного шкива 2 огибается тормозной лентой 6, один конец 7 которой закреплен на коротком плече длиной а двуплечего тормозного рычага 8, шарнирно (9) установленного на раме 10 под тормозным шкивом 2, а второй - на удлиненном плече длиной а этого же рычага 8 с противоположной стороны от шарнира 9. Два внешних обода 4 и 5 тормозного шкива 2 огибаются дополнительными тормозными лентами 12 и 13, концы 14 и 15 которых направлены в сторону, противоположную концам первой тормозной ленты 8, и закреплены на дополнительном тормозном рычаге 16, размещенном над тормозным шкивом 2. При этом короткое плечо длиной а дополнительного тормозного рычага 16, шарнирно (17) установленного на раме 10, размещено над удлиненным плечом длиной а тормозного рычага 8, размещенного под тормозным шкивом 2, таким образом, что точки 7 и 15 закрепления тормозных лент 6 и 12, 13 на коротких плечах рычага 8 и дополнительного тормозного рычага 16 размещены диаметрально противоположно друг другу относительно оси тормозного вала 1. Оба тормозных рычага 8 и 16, размещенных снизу и сверху над тормозным шкивом 2, расположены в исходном положении параллельно друг другу и симметрично относительно оси тормозного вала 1 тормоза и кинематически связаны между собой шарнирным двухзвенником 18, 19. Центральный шарнир 20 двухзвенника 18, 19 расположен в плоскости, проходящей через ось тормозного вала 1, и закреплен на ползуне 21 с возможностью его смещения в упомянутой плоскости относительно закрепленных на раме 10 направляющих 22. Звенья 18 и 19 шарнирного двухзвенника имеют одинаковую длину и расположены друг относительно друга под острым углом α, симметрично ориентированным относительно упомянутой плоскости. Ползун 21 посредством штока 23 кинематичесеки связан с приводом 24 замыкания и размыкания тормоза. При этом звено 19 шарнирного двухзвенника, соединенного с дополнительным тормозным рычагом 16, выполнено сдвоенным, а ширина центрального обода 3 и огибающей его тормозной ленты 6 приняты вдвое больше ширины внешних ободов 4, 5 и огибающих их тормозных лент 12 и 13. Привод 24 замыкания и размыкания тормоза может быть выполнен в виде электромагнита, электровинтового толкателя или силового цилиндра; 25 - направление вращения тормозного (приводного) вала 1 при работе механизма.
Тормоз действует следующим образом. При нормальной работе механизма его приводной вал 1 вращается в направлении 25, а ползун 21 максимально смещен с помощью привода 24 в сторону тормозного шкива 2. При этом тормозные рычаги 8 и 16 расположены в горизонтальной плоскости и параллельно друг другу, а тормозные ленты 6, 12, 13 размещены с зазорами относительно своих ободов 3, 4 и 5 тормозного шкива 2. Затормаживание механизма происходит при включении привода 24 в обратном направлении, который смещает ползун 21 в сторону от тормозного шкива 2. Благодаря этому звенья 18 и 19 шарнирного двухзвенника поворачиваются в сторону тормозного шкива 2 с увеличением угла α между ними, разворачивая тормозной рычаг 8 по часовой стрелке относительно шарнира 9, а дополнительный тормозной рычаг 16 - против часовой стрелки относительно шарнира 17. При симметричном повороте тормозных рычагов 8 и 16 друг относительно друга тормозная лента 6 и тормозные ленты 12 и 13 прижимаются соответственно к центральному ободу 3 и к внешним ободам 4, 5 тормозного шкива 2 в противоположных направлениях и при одинаковом давлении на цилиндрические поверхности ободов 3, 4, 5. За счет трения всех трех тормозных лент 6 и 12, 13 о цилиндрические поверхности ободов 3 и 4, 5 тормозного шкива 2 тормозной вал 1 и кинематически связанный с ним механизм (не показан) затормаживаются. При этом, поскольку лента 6 и ленты 12, 13 воздействуют на тормозной шкив 2 в противоположных направлениях с одинаковыми суммарными усилиями, и за счет симметричного расположения двух лент 12 и 13 относительно центральной ленты 6, размещенной между ними, тормозной вал 1 не испытывает никакой изгибающей нагрузки. Выполнение центральной ленты 6 в два раза более широкой, чем внешние ленты 12 и 13, обеспечивает равнопрочность этих лент при реализации тормозного момента значительной величины.
Использование двух комплектов тормозных лент 6 и 12, 13 обеспечивает, по сравнению с тормозным моментом, развиваемым дифференциальным ленточным тормозом-прототипом, увеличение тормозного момента в 3-4 раза при отсутствии изгибающего момента на тормозной вал 1. Кроме того, при случайном обрыве одной из лент 6, 12 или 13 существенно снижается вероятность возникновения аварийной ситуации по сравнению с тормозом-прототипом, т.к. две из трех лент будут фиксировать тормозной шкив 2, не давая ему повернуться вместе с тормозным валом 1 при достаточном запасе тормозной силы.
Отличительные признаки изобретения позволяют при прочих равных параметрах тормоза (радиусе тормозного шкива, угле обхвата тормозными лентами тормозного шкива, толщине и материале тормозных лент), по сравнению с известным дифференциальным тормозом, увеличить развиваемый тормозом тормозной момент в 3-4 раза, исключить изгибающие нагрузки на тормозной вал и уменьшить его диаметр, повысить надежность работы кинематически связанного с тормозом механизма за счет использования трех тормозных лент вместо одной.