Ленточно-колодочный тормоз с подвижными фрикционными накладками на тормозной ленте
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ленточно-колодочных тормозах буровых лебедок. Ленточно-колодочный тормоз содержит тормозной шкив и тормозную ленту с установленными на ней подвижными фрикционными накладками. Ленточно-колодочный тормоз содержит отдельные неподвижные фрикционные накладки в начале набегающей ветви тормозной ленты, на середине тормозной ленты и в конце сбегающей ветви тормозной ленты. Между неподвижными фрикционными накладками находятся подвижные фрикционные накладки, которые в своей верхней части по их ширине имеют разрезы, посаженные в Г-образные пазы тормозной ленты. Подвижные фрикционные накладки имеют возможность перемещения относительно внутренней поверхности тормозной ленты и рабочей поверхности шкива. На набегающей и сбегающей ветвях тормозной ленты расположено неодинаковое количество подвижных фрикционных накладок, связанных между собой пружинами различной жесткости. Техническим результатом является возможность перераспределения удельных нагрузок и частичное выравнивание их по ветвям тормозной ленты, что повышает эффективность действия тормоза и способствует равномерному износу подвижных фрикционных накладок. 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных ленточно-колодочных тормозах, например, буровых лебедок.
Известен ленточно-колодочный тормоз, в котором для повышения износостойкости фрикционных элементов при непрерывном притормаживании, он снабжен роликами, заключенными в сепаратор и помещенными между тормозным шкивом и тормозной лентой [1, аналог]. Данный тормоз имеет тот недостаток, что он может использоваться только в одном тормозном режиме - непрерывного притормаживания.
Известен ленточный тормоз, в котором для обеспечения равномерного износа фрикционных накладок последние расположены на шкиве и снабжены упругими элементами, связывающими их между собой и подпружинивающими к рабочей поверхности шкива, причем коэффициент трения между наружной поверхностью фрикционных накладок и тормозной лентой больше, чем между внутренней поверхностью фрикционных накладок и рабочей поверхностью тормозного шкива [2, прототип]. Недостатком является то, что необходимо иметь фрикционные материалы с различными коэффициентами трения для наружной и внутренней рабочих поверхностей фрикционных накладок.
Предложенное техническое решение по сравнению с аналогом и прототипом имеет следующие отличительные признаки:
- может работать в режимах апериодично-случайном, экстренном и притормаживания с постоянной интенсивностью;
- не возникает необходимости подбора фрикционных материалов с различными коэффициентами трения для наружной и внутренней рабочих поверхностей фрикционных накладок;
- за счет разной жесткости пружин между подвижными накладками и их количеством на набегающей и сбегающей ветви тормозной ленты неподвижными накладками наблюдается перемещение накладок относительно рабочих поверхностей шкива и ленты, что приводит к перераспределению удельных нагрузок между ветвями ленты и, как следствие, к их почти выравниванию;
- использование пружин между накладками позволяет гасить низкочастотные колебания пар трения, а также смягчать их посадку на рабочую поверхность шкива.
Цель изобретения - повышение эффективности тормоза путем перераспределения удельных нагрузок между фрикционными накладками набегающей и сбегающей ветви тормозной ленты.
Поставленная цель достигается тем, что подвижные фрикционные накладки тормозной ленты, заключенные между неподвижными накладками, в своей верхней части по их ширине имеют вырезы, посаженные в Г-образные пазы тормозной ленты, и при этом неодинаковое количество фрикционных накладок на набегающей и сбегающей ветви ленты между собой связаны пружинами различной жесткости.
На фиг.1 показан общий вид ленточно-колодочного тормоза; на фиг.2 - узел А на фиг.1 - фрагмент тормоза в рабочем положении; на фиг.3 - поперечный разрез Б-Б на фиг.1 фрикционного узла тормоза.
Ленточно-колодочный тормоз с подвижными фрикционными накладками на тормозной ленте содержит шкив 1 с ребордами 2, закрепленный на валу 3 механизма. На тормозной ленте 4 имеются прикрепленные к ее внутренней поверхности Г-образные пазы 5, в которые благодаря вырезам 6 установлены фрикционные накладки 7. Такое соединение позволяет накладкам 7 перемещаться относительно внутренней поверхности ленты 4. На последней также расположены неподвижные фрикционные накладки 8, 9 и 10. Накладка 8 расположена в начале тормозной ленты 4, то есть на ее набегающей ветви (а). Накладка 9 расположена в средней части (б) ленты 4. Накладка 10 является крайней на сбегающей ветви (в) ленты 4. При этом количество фрикционных накладок на набегающей ветви (а) равно "n+k", а на сбегающей ветви (в) ленты 4 - "n". Между собой фрикционные накладки 7, 8, 9 и 10 связаны пружинами 11 различной жесткости, концы которых заведены в ушки 12, выполненные из проволоки и заформованные в тело накладок со стороны ширины их боковых поверхностей на высоте допустимого износа. "Мягкие" пружины установлены между накладками 7 на набегающей ветви (а) тормозной ленты 4, а более жесткие между накладками 7 на набегающей ветви (а) тормозной ленты 4, а более жесткие между накладками 7 на ее сбегающей ветви (в). Тормозная лента 4 со стороны ее сбегающей ветви (в) одним концом шарнирно соединена с корпусом опоры 13, а другим, то есть концом набегающей ветви - с приводным рычагом 14.
Ленточно-колодочный тормоз с подвижными фрикционными накладками на тормозной ленте работает следующим образом. При нажатии на приводной рычаг 14 происходит замыкание тормоза.
Различают три стадии процесса торможения ленточно-колодочного тормоза с подвижными фрикционными накладками на тормозной ленте: начальную, промежуточную и заключительную.
В начальной стадии торможения подвижные фрикционные накладки 7, находящиеся между неподвижными накладками 8 и 9, то есть на набегающей ветви (а) тормозной ленты 4, первыми взаимодействуют с тормозным шкивом 1. При этом накладки 7 захватываются моментом вращения шкива 1 и перемещаются в направлении его вращения, то есть происходит их смещение в сторону сбегающей ветви (в) тормозной ленты 4. Это, в первую очередь, связано тем, что с увеличением натяжения набегающей ветви (а) тормозной ленты 4 с помощью приводного рычага 14, подвижные фрикционные накладки 7 стараются как бы "выскользнуть" и попасть в сектор взаимодействия пар трения, где натяжение ветвей (а, в) меньше. "Мягкие" пружины при этом сжимаются. Все это и является дополнительным сопротивлением для вращающегося тормозного шкива 1, вызывая его притормаживание. Наличие подвижный фрикционных накладок 7 на набегающей ветви (а) ленты 4 на "к" накладок больше, чем на сбегающей (в), и с переменным шагом способствует уменьшению и выравниванию удельных нагрузок в данном секторе взаимодействия пар трения тормоза.
Промежуточная стадия торможения заключается в дальнейшем распространении фронта взаимодействия в сторону подвижных фрикционных накладок 7 сбегающей ветви (в) тормозной ленты 4 при увеличении силы ее затяжки с помощью приводного рычага 14. За счет меньшего количества подвижные накладок 7 "к" на сбегающей ветви (в) тормозной ленты 4 и более "жестких" пружин 11 между ними происходит их незначительное перемещение. Последнее будет продолжаться до тех пор, пока силы трения, развиваемые каждой подпружиненной подвижной накладкой 7, и энергия сжатых пружин 11 в секторах тормоза не окажутся больше момента вращения тормозного шкива 1. Уменьшение количества подвижных накладок 7 с переменным шагом на сбегающей ветви (в) тормозной ленты 4 ведет к увеличению удельных нагрузок на взаимодействующих поверхностях трения и приближает их значения к значениям удельных нагрузок на набегающей ветви (а) ленты 4.
Как в начальной, так и в промежуточной стадиях торможения при перемещениях относительно тормозной ленты 4 подвижные накладки 7 взаимодействуют не только своими рабочими поверхностями со шкивом 1, но и внешними с внутренней поверхностью тормозной ленты 4. Это также создает дополнительное сопротивление для вращающегося шкива 1.
На заключительной стадии торможения подвижные фрикционные накладки 7 находятся в том положении, которое они заняли относительно набегающей (а) и сбегающей (в) ветви тормозной ленты 4 в начальной и промежуточной стадиях торможения. При этом завершилось перераспределение удельных нагрузок между подвижными фрикционными накладками 7 ветвей (а) и (в) тормозной ленты 4, что способствовало повышению эффективности тормоза в целом. На этой стадии может осуществляться притормаживание шкива 1 с усилием затяжки ленты 4 на промежуточной стадии и может быть завершено торможение до полной остановки шкива 1 при заметном увеличении затяжки ленты 4 с помощью приводного рычага 14. При последующем использовании тормоза стадии торможения повторяются.
Таким образом, применение ленточно-колодочного тормоза с подвижными фрикционными накладками на тормозной ленте позволяет повысить эффективность торможений за счет перемещения накладок относительно шкива и ленты, перераспределяя и выравнивая при этом удельные нагрузки между набегающей и сбегающей ветвями тормозной ленты и способствуя тем самым почти равномерному износу рабочих поверхностей подвижных фрикционных накладок.
Ленточно-колодочный тормоз с подвижными фрикционными накладками, содержащий тормозной шкив и тормозную ленту с установленными на ней подвижными фрикционными накладками, отличающийся тем, что он содержит отдельные неподвижные фрикционные накладки в начале набегающей ветви тормозной ленты, на середине тормозной ленты и в конце сбегающей ветви тормозной ленты, причем между неподвижными фрикционными накладками находятся подвижные фрикционные накладки, которые в своей верхней части по их ширине имеют разрезы, посаженные в Г-образные пазы тормозной ленты, при этом подвижные фрикционные накладки имеют возможность перемещения относительно внутренней поверхности тормозной ленты и рабочей поверхности шкива, а на набегающей и сбегающей ветвях тормозной ленты расположено неодинаковое количество подвижных фрикционных накладок, связанных между собой пружинами различной жесткости.
