Гидравлический многоэлементный дисковый тормоз

 

ОПИСАНИЕ

ИЗО БР Е "1 Е Н И Я (11) 6548|2

Союз советских

Соииаииотичесиих

PGB1oéé

=) . 1 у„, ° т : . л ° тг

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.76 (21) 2432185/25-27 с присоединением заявки № (51) N Кл.

F 16D 59/02 ссср (53) УДК 621 592 (088.8) по делам изобретений (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 и открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (72) Авторы изобретения

И. Д. Григоров, А. Ф. Новиков, В. И. Дворников, С. М. Очкань и Н. И. Растарасов

Институт горной механики и технической киберне;ики имени М. М. Федорова (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫЙ

ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ

l0c pc 8 ééb é комитет

23 Приоритет

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подъемно-транспортных средствах, в частности в шахтных подъемных машинах.

Известен гидравлический многоэлементный дисковый тормоз, например, для шахтных подъемных машин, содержащий тормозные элементы с пружинным замыканием колодок, электрическую систему управления и гидравлическую, включающую рабочие цилиндры тормозных элементов, а также сливной и нагнетательный трубопроводы. Полости рабочих цилиндров параллельно подключены к магистрали высокого давления рабочей жидкости.

Изменение тормозного усилия в процессе торможения происходит в результате регулирования объема и давления рабочей жидкости в напорном трубопроводе, причем рабочее и автоматически регулируемое предохранительное торможение осуществляются аналоговым способом при помощи нескольких двухкаскадных электрически управляемых регулировочных устройств с их дублированием на случай отказа обычными двухпозиционными двухкаскадными электрогидравлическими клапанами.

У такого тормоза имеются следующие недостатки: разнотипность электрогидравлических управляющих устройств, недостаточная надежность системы управления, при которой работа многих исполнительных тормозных элементов зависит от надежности работы одного-двух управляющих уст5 ройств (клапанов); малое быстродействие и чувствительность тормоза из-за больших объемов регулирования рабочей жидкости и значительных гидравлических сопротивлений; возникновение волновых процессов

1О в последней в связи с большой протяженностью трубопроводов, применение сложных двухкаскадных электрогидр авлических устройств большой мощности.

Целью изобретения является повышение

15 надежности, быстродействия и безопасности работы.

Для этого в предлагаемом гидравлическом многоэлементном дисковом тормозе электрическая система управления выполнена в виде индивидуальных для каждого тормозного элемента однокаскадных электромагнитных управляющих устройств, а также формирователя импульсных сигналов управления для создания рабочего торможения и блока программного дискретного управления для создания предохранительного торможения, причем к формирователю и блоку обмотки электромагнитов управляющих устройств присоединены через

30 переключатель режима работы.

654812

Кроме того, каждое индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство выполнено в виде сдвоенного, подпружиненного гидравлически разгруженного электромагнитного клапана, соединяющего при его крайних положениях полость рабочего цилиндра тормозного элемента со сливным и нагнстательным трубопроводами.

Индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство может быть выполнено встроенным в корпус тормозного элемента.

Установка одинаковых однокаскадных управляющих клапанов непосредственно в каждый тормозной элемент обеспечивает однотипность управляющих устройств как для рабочего, так и предохранительного торможения, создает предпосылки для широкой унификации и стандартизации исполнительных элементов тормоза и органов управления ими, уменьшения гидравлических сопротивлений. Малые объемы регулирования рабочей жидкости, обусловленные лишь объемами цилиндров в каждом тормозном элементе и позволившие отказаться от двухкаскадных сложных управляющих устройств, повышают быстродействие тормоза.

Применение индивидуальных управляющих устройств повышает надежность тормоза, не требует применения дополнительных дублирующих устройств, так как в случае отказа одного из элементов остававшиеся в исправности смогут завершить процесс торможения с незначительной потерей величины развиваемого тормозом тормозного момента.

Подключение обмоток электромагнитов управляющих клапанов к источникам импульсных (при рабочем торможении) или чисто дискретных (при предохранительном торможении) сигналов управления повышает чувствительность и быстродействие тормоза, потому что импульсные и дискретные системы управления обладают более высоким быстродействием по сравнению с аналоговыми.

На фиг. 1 изображен предлагаемый тормоз, разрез (вариант с охватывающей реактивной скобой); на фиг. 2 — принципиальная схема управления тормозом, Предлагаемый тормоз включает корпус 1, в данном случае выполненный за одно целое с реактивной скобой и рабочим цилиндром, подвижную тормозную колодку 2, тормозные колодки 3 (футеровка), рабочий цилиндр 4, шток 5 цилиндра, пакет замыкающих тарельчатых пружин 6, сдвоенный двухпозиционный клапан 7, возвратную пружину 8 клапана, шток клапана 9 с разгрузочным поршнем, управляющий электромагнит 10 клапана, тормозной диск 11 (показан условно). Полость А рабочего цилиндра сдвоенным клапаном через канал Б соединяется с напорным каналом В или сливным каналом Г. Для разгрузки якоря

55 бО

65 электромагнита от давления жидкости в напорном канале В шток клапана со стороны электромагнита имеет разгрузочный поршень, помещенный в цилиндр Д, соединенный каналом Е с напорным каналом В. При обесточенном электромагните клапан 7 поджат пружиной 8 и закрывает доступ рабочей жидкости в цилиндр элемента, соединяя вместе с тем его полость через канал Б со сливным каналом Г. Сливные и напорные каналы тормозных элементов соответственно параллельно соединены с напорным 12 и сливным 13 трубопроводами системы (см. фиг, 2). Рабочая жидкость (масло) находится в баке 14 (см. фиг. 2), откуда подается насосом 15 через обратный клапан 16 в напорный трубопровод и гидроаккумулятор 17. Для обеспечения заданного постоянного максимального давления жидкости в гидросистеме установлен предохранительный клапан 18. Обмотки управляющих электромагнитов I — IV через переключатель режимов работы 19 соединены с формирователем импульсных сигналов управления 20 при рабочем торможении или с блоком 21 дискретного управления при регулируемом предохранительном торможении. Выключатель 22 служит для обеспечения аварийного торможения.

Работает тормоз следующим образом.

Гидронасос 15 вместе с гидроаккумулятором 17 и предохранительным клапаном 18 поддерживают постоянное требуемое давление рабочей жидкости в напорном трубопроводе. При обесточенных электромагнитах все цилиндры тормозных элементов через управляющие клапаны соединены со сливом, давления в цилиндрах нет, машина заторможена.

Рабочее торможение. Переключатель режимов работы 19 подключает параллельно обмотки электромагнитов 1 — IV к формирователю импульсных сигналов управления

20. Управляющий сигнал создается электрическим формирующим элементом, который осуществляет процесс преобразования аналогового сигнала управления U,-(t), однозначно пропорционального положению рукоятки рабочего торможения на пульте машиниста, в импульсный сигнал U (t

Последовательность импульсов напряжения с постоянной амплитудой поступает в обмотки электромагнитов 10. Модулируемый параметр этих импульсов, например длительность или частота следования, пропорционален абсолютной величине сигнала управления U (t) Под действием импульсов штоки клапанов 9 перемещают клапаны 7 из одного крайнего положения в другое. В течение времени действия импульсов полости цилиндров рабочих элементов соединяются с напорной магистралью 12, а в паузах — со сливной полостью 13. Полости А рабочих цилиндров в данном случае становятся экстраполирующим звеном, т. е, в 654812 них происходит восстановление аналогового сигнала управления U,.(t) по его дискретным значениям U>(t). Величина давления в цилиндрах элементов оказывается пропорциональной величине сигнала управления Uw(t). Под действием этого давления рабочие цилиндры 4, преодолевая реакцию замыкающих пружин 6, перемещаются, и машина растормаживается. Высокочастотные составляющие давления в цилиндрах А сглаживаются за счет упругой инерционной системы, состоящей из рабочих цилиндров

4, замыкающих пружин 6, футеровки тормозных колодок 3, системы трубопроводов и гидроаккумулятора 17 давления. Таким образом, рабочие цилиндры в течение действия сигнала управления U (t) будут занимать строго определенное положение в цилиндрах, и величина тормозного усилия, развиваемого элементами, будет однозначно пропорциональна абсолютной величине сигнала управления U (t).

Предохранительное торможение. При поступлении команды на включение предохранительного торможения переключатель режимов работы 19 подключает обмотки электромагнитов 1 — IV на блок 21 дискретного управления регулируемым предохранительным торможением, при этом все обмотки электромагнитов находятся под напряжением, полости цилиндров соединены с напорной магистралью, машина расторможена. Торможение осуществляется отключением электромагнитов управляющих клапанов тормозных элементов в определенной последовательности и сочетании по командам блока дискретного управления, которые вырабатываются в соответствии с заданной программой торможения.

Аварийное торможение осуществляется одновременным обесточиванием всех обмоток управляющих электромагнитов аварийным выключателем 22, при этом полости цилиндров тормозных элементов отсекаются от напорной магистрали и соединяются со сливом, машина быстро затормаживается.

Аварийный выключатель 22 может быть сблокирован с переключателем режимов работы 19.

Применение предлагаемого дискового тормоза в шахтных подъемных машинах

15 0

50 обеспечивает по сравнению с известными тормозами повышенную надежность и безопасность работы подъемной установки, быстродействие и чувствительность тормозного устройства, упрощение функциональной схемы управления, а также снижение себестоимости изготовления тормоза в связи с высоким уровнем унификации исполнительных тормозных элементов со встроенными управляющими устройствами и упрощением конструкции (однокаскадные управляющие элементы вместо двухкаскадных).

Формула изобретения

1. Гидравлический многоэлементный дисковый тормоз, например, для шахтных подъемных машин, содержащий тормозные элементы с пружинным замыканием колодок, электрическую систему управления и гидравлическую, включающую рабочие цилиндры тормозных элементов, а также сливной и нагнетательный трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия и безопасности работы, электрическая система управления выполнена в виде индивидуальных для каждого тормозного элемента однокаскадных электромагнитных управляющих устройств, а также формирователя импульсных сигналов управления для создания рабочего торможения и блока программного дискретного управления для создания предохранительного торможения, причем к формирователю и блоку отмотки электромагнитов управляющих устройств присоединены через переключатель режима работы.

2. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что каждое индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство выполнено в виде сдвоенного, подпружиненного гидравлически разгруженного электромагнитного клапана, соединяющего при его крайних положениях полость рабочего цилиндра тормозного элемента со сливным и нагревательным трубопроводами.

3. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство выполнено встроенным в корпус тормозного элемента.