Патент на изобретение №2295069

(54) КОЛОДОЧНЫЙ ТОРМОЗ С ВНЕШНИМИ КОЛОДКАМИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тяжелонагруженных колодочных тормозах. Колодочный тормоз с внешними колодками содержит установленный в опорах тормозной шкив, основание, тормозные колодки, силовой привод и рычажную систему, связывающую силовой привод и колодки. Равномерно по периметру тормозного шкива расположены наискось под углом 45° тормозные колодки с различными углами его обхвата. Рычажная система перемещения тормозных колодок выполнена в виде трехплечих поворачивающихся рычагов. Трехплечие поворачивающиеся рычаги по оси вращения шкива соединены с основанием тормоза, а в своих крайних точках от оси вращения – со штоками поршней гидроцилиндров малого и большого диаметров. Техническим результатом является улучшение эксплуатационных параметров тормоза за счет расположения тормозных колодок под углом 45° к оси вращения тормозного шкива, увеличения угла обхвата поверхностей взаимодействия, а также снижения износа рабочих поверхностей накладок. 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения.

Известен колодочный тормоз с внешними колодками, содержащий основание, к которому шарнирно присоединены два вертикальных рычага, несущих две шарнирно присоединенных к ним колодки, замыкаемые на шкив пружиной через рычажную систему и размыкаемые гидроцилиндром (/1/, Александров М.П., Лысяков В.И., Федосеев В.Н., Новожилов Н.В. Тормозные устройства. – М.: Машиностроение, 1985, с.51, рис.2.13, аналог).

Тормозу присущ тот недостаток, что он двумя поверхностями трения (по числу тормозных колодок) создает незначительные усилия прижатия колодок к тормозному шкиву и, как следствие, развивает небольшой тормозной момент.

Известен колодочный тормоз с внешними колодками, содержащий основание, два вертикальных рычага, шарнирно связанных с ним, тормозные колодки, шарнирно прикрепленные к рычагам, тягу с пружинным замыканием тормоза (/2/, Александров М.П. Грузоподъемные машины. – М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана и “Высшая школа”, 2000. – С.235, прототип).

Недостаток данного тормоза в том, что он развивает небольшой тормозной момент, который определяется по формуле

где – коэффициент трения скольжения; Р – усилие прижатия колодки к тормозному шкиву; D – диаметр тормозного шкива; l₁, l – длины рычагов от оси их поворота до точек приложения сил прижатия и замыкания взаимодействующих пар трения тормоза; – коэффициент полезного действия рычажной системы.

Кроме того, из-за небольшого угла обхвата тормозными колодками шкива на поверхности трения действуют большие удельные нагрузки, изменяющиеся по длине колодок по экспоненциальному закону.

Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом имеет следующие отличительные признаки:

– обеспечивается неравномерное действие прижимных усилий тормозных колодок по периметру обода тормозного шкива за счет гидропривода;

– достигается увеличение коэффициента взаимного перекрытия взаимодействующих пар трения;

– наблюдается выравнивание удельных нагрузок на взаимодействующих парах трения;

– достигается увеличение тормозного момента, развиваемого тормозом, за счет расположения тормозных колодок под углом 45° по отношению к оси вращения тормозного шкива.

Целью настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных параметров тормоза путем увеличения тормозного момента за счет увеличения угла обхвата колодками тормозного шкива и, как следствие, снижения и выравнивания удельных нагрузок на их поверхностях, а также износа рабочих поверхностей накладок.

Поставленная цель достигается тем, что равномерно по периметру тормозного шкива расположены наискось под углом 45° тормозные колодки с различными углами его обхвата, а рычажная система их перемещения выполнена в виде трехплечих поворачивающихся рычагов, которые по оси вращения шкива соединены с основанием тормоза, а в своих крайних точках от оси вращения – со штоками поршней гидроцилиндров малого и большого диаметров.

На фиг.1 изображен предлагаемый колодочный тормоз с внешними тормозными колодками, общий вид; на фиг.2 – то же вид по стрелке К на фиг.1; на фиг.3 – то же, разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 – то же, разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 – то же, разрез Г-Г на фиг.1.

Колодочный тормоз состоит из тормозного шкива 1, колодок 2 с фрикционными накладками 3. Каждая накладка 2 шарнирно закреплена с помощью вилки 4 и оси 5 на конце под углом 45° трехплечего рычага 6. В свою очередь, рычаги 6 на уровне горизонтальной оси симметрии шкива 1 шарнирно соединены вилками 7 с основанием 8 тормоза посредством осей 9.

Кроме того, рычаги 6 стянуты пружинами растяжения 10, обеспечивая таким образом нажатие фрикционных накладок 3 колодок 2 на шкив 1. Для размыкания тормоза рычаги 6 в своих крайних точках от оси вращения соединены с помощью вилок 11 и осей 12 со штоками 13 поршней гидроцилиндров малого 14 и большого 15 диаметров. Последние расположены со стороны тормозных колодок 2, имеющих больший угол обхвата, чем две упругие наискось расположенные колодки. Такое конструктивное решение за счет увеличения коэффициента взаимного перекрытия пар трения позволяет иметь по периметру тормозного шкива переменные усилия прижатия колодок к его рабочей поверхности и, как следствие, способствует равномерному распределению удельных нагрузок на взаимодействующих поверхностях тормоза.

Колодочный тормоз с внешними колодками работает следующим образом. Пружины растяжения 7, стягивая трехплечие рычаги 6 и поворачивая их относительно вилок 4 основания 9, прижимают колодки 2 с фрикционными накладками 3 к тормозному шкиву 1. При этом одновременно штоки 13 гидроцилиндров 14 и 15 посредством вилок 11 перемещаются вовнутрь корпусов, вытесняя рабочую жидкость из их объемов. На основе схемы прототипа тормозной момент, развиваемый тормозом равен

где z_i – число пар колодок с различными углами обхвата тормозного шкива; – угол между вертикалью и плечом рычага 6, воздействующими на колодку 2; поскольку прототип имеет две колодки, то сравнение ведем при z=2; =45°. Это значит, что по сравнению с прототипом тормозной момент предлагаемого тормоза увеличивается в , т.е. примерно в три раза.

При растормаживании рабочая жидкость под давлением подается в гидроцилиндры 14 и 15 и, воздействуя на поршни гидроцилиндров 14 и 15, перемещает штоки 13 и посредством вилок 11 раздвигает рычаги 6, преодолевая силу сопротивления растянутой пружины 10.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении достигается увеличение коэффициента взаимного перекрытия пар трения при переменном усилии прижатия тормозных колодок по периметру тормозного шкива, но за счет гидропривода обеспечивается выравнивание удельных нагрузок на взаимодействующих поверхностях. Расположение тормозных колодок под углом 45° по отношению к оси вращения тормозного шкива позволяет увеличить тормозной момент, развиваемый данным тормозом.

Формула изобретения

Колодочный тормоз с внешними колодками, содержащий установленный в опорах тормозной шкив, основание, тормозные колодки, силовой привод и рычажную систему, связывающую силовой привод и колодки, отличающийся тем, что равномерно по периметру тормозного шкива расположены наискось под углом 45° тормозные колодки с различными углами его обхвата, а рычажная система их перемещения выполнена в виде трехплечих поворачивающихся рычагов, которые по оси вращения шкива соединены с основанием тормоза, а в своих крайних точках от оси вращения – со штоками поршней гидроцилиндров малого и большого диаметров.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.12.2007

Извещение опубликовано: 27.07.2009 БИ: 21/2009