1. Принцип безотказности: В чем отличие промышленных тормозов от обычных тормозов?

Когда мы слышим слово «отказ» применительно к технике, то чаще всего первыми возникающими ассоциациями будут размещенные в Интернете видеоролики о падениях, авариях и несчастных случаях. И нередко причиной таких бытовых происшествий является «отказ тормоза».

Но когда мы говорим о безотказных промышленных тормозах, мы говорим о том, что они спроектированы в соответствии с принципом безотказности. Это означает, что тормоза создают крутящий момент, необходимый в случае сбоя в работе электропривода, обрыва кабеля, отключения питания и т.п. Это четко отличает промышленные тормоза от функциональных тормозов, например в транспортных средствах, где принцип безотказности также основан на двухконтурной системе, торможение срабатывает только при активном включении водителем.

2. Ручной тормоз с функцией аварийной остановки: удерживать или останавливать — вот в чем вопрос

Но разве удержание и остановка на самом деле не одно и то же? Зачем нужен ручной тормоз с функцией (аварийной) остановки? Здесь важен тщательный выбор слов: остановка описывает процесс отрицательного ускорения, в то время как удержание означает удержание в определенном положении.

Принцип действия пружинного тормоза — создание тормозного момента с помощью нажимных пружин, прикладывающих осевое усилие к фрикционным накладкам, — существует уже довольно давно. Кинетическая энергия двигателя и тормозимого груза преобразуется в тепловую энергию. Эти тормоза называются рабочими тормозами.

Сегодня функция остановки часто выполняется двигателем с соответствующим управлением. В этом случае тормоз выполняет задачу удержания груза в определенном положении. Торможение осуществляется только при очень низких скоростях вращения, чтобы предотвратить проседание груза или удержать его в стояночном положении. Функция рабочего тормоза для торможения и последующего удержания массы в движении требуется только в экстренных случаях, например, в случае неисправности системы привода.

3. Органические фрикционные накладки: основа пружинного тормоза

Органическая фрикционная накладка является основой пружинного тормоза и определяет его надежность. Органические фрикционные накладки состоят из углеродистых соединений — обычно натурального каучука и/или синтетической смолы в качестве связующей матрицы, а также различных добавок, которые влияют на срок службы и коэффициент трения. Различные факторы, такие как скорость вращения, температура окружающей среды, удельная теплоотдача и время переключения, определяют выбор оптимизированных фрикционных накладок.

Неорганические фрикционные накладки часто состоят из спеченных материалов (*), керамики или стали. Показатели трения таких накладок обычно ниже, чем у органических фрикционных накладок. Однако эти фрикционные накладки, как правило, используются в тех случаях, когда речь идет о чрезвычайно высоких скоростях вращения и температурах. Из-за особенностей процесса производства неорганические фрикционные накладки часто стоят дороже органических и требуют более сложного процесса приработки для достижения оптимального тормозного эффекта.

(*) Спечённые материалы — изделия или полуфабрикаты из металлов и сплавов, полученные спеканием (термической обработкой при температуре ниже точки плавления) порошков

4. Работа трения: Почему трение — это нечто большее, чем потеря мощности

Возникающее в процессе работы механихма трение часто расценивается, как нежелательный фактор в механике, поскольку оно требует дополнительной энергии и часто рассматривается как потеря мощности.

В подшипниках и уплотнениях применяется большое разнообразие технологических процессов для оптимизации трения, что обычно означает его снижение. Но трение также может быть и необходимым, например, когда сила трения шин позволяет проходить повороты или тормозить автомобиль. Высокое значение коэффициента трения позволяет создавать компактные и энергоэффективные тормоза.

Вкратце, работа трения описывает работу, вызванную трением. Когда речь заходит о тормозах, работа трения также называется энергией переключения. Она возникает при активном торможении, но не при использовании простого удерживающего тормоза. В случае тормозов с пружинным приводом работу трения можно определить путем умножения усилия пружины, величины трения и пройденного пути трения. Поскольку трение связано с износом, количество операций торможения имеет ограниченную величину, после достижения которой потребуется техническое обслуживание или замена тормоза. Подробную информацию можно найти в технических характеристиках соответствующего тормоза.

5. Что такое «открытие» и «закрытие» тормоза?

Под отпусканием тормоза понимается процесс его открытия или выключения. Это означает, что нормальная сила, действующая на тормоз, уменьшается, что позволяет практически без трения крутить тормозной диск относительно магнитной части тормоза, так что двигатель может вращаться свободно. Таким образом, время отпускания (время расцепления) — это время до полного открытия тормоза.

Продолжительность процесса закрытия тормоза определяется временем взаимодействия. Оно состоит из времени задержки (время между отключением тока и увеличением тормозного момента) и времени нарастания (время от начала увеличения крутящего момента до достижения 90% от номинального крутящего момента).

6. Полюсный зазор: его можно найти даже на дверце вашего холодильника

Холодильник часто используется в качестве магнитной доски для размещения адресов, списков покупок или рекламных листовок служб доставки. Первую рекламную листовку с пиццей можно легко прикрепить с помощью магнита. Но чем больше у вас таких листовок под магнитом, тем больше становится расстояние между магнитом и поверхностью дверцы холодильника и, следовательно, сила действия магнита постепенно ослабевает — до тех пор, пока листовки не упадут на пол. Таким образом, величина зазора определяет силу притяжения магнита.

Аналогичным образом, когда мы рассматриваем пружинный тормоз, важную роль играет зазор между полюсами — предполагаемый зазор между внутренним и внешним полюсами. Благодаря этому зазору можно сократить время зацепления и, таким образом, ускорить создание тормозного момента. Однако нужно иметь в виду, что оборотной стороной этого будет увеличение времени открытия.

7. Что такое зубчатое промежуточное кольцо?

Фактически, зубчатое промежуточное кольцо — это уникальная разработка Kendrion INTORQ, направленная на снижение шума при работе и увеличение срока службы зубчатых колес, которые используются в тормозах для передачи крутящего момента от вала к тормозному ротору. Это тонкостенное волнообразное кольцо помещается между ступицей и ротором, которые обычно выполнены в виде шлицевого профиля вала.

8. Мостовой полуволновой выпрямитель: может передавать или отключать напряжение

Для работы мобильных устройств, работающих на батарейках, таких как смартфоны или ноутбуки, обычный переменный ток (230 В переменного тока, 50 Гц) от сети преобразуется в постоянный ток (например, 5 В постоянного тока).

Наши современные пружинные тормоза также работают от постоянного тока. Электроснабжение в промышленном секторе осуществляется переменным током из коммунальной электросети. Таким образом, необходимо преобразовать этот переменный ток в полезный постоянный ток. Преобразование может быть достигнуто, среди прочего, с помощью мостовых выпрямителей. При мостовом выпрямлении отрицательная часть переменного тока преобразуется в положительную часть.

В отличие от этого, используется также полуволновой выпрямитель, который отсекает отрицательную часть переменного тока.

Эффективное напряжение мостового выпрямления в два раза выше, чем эффективное напряжение полуволнового выпрямления.

Мостовой полуволновой выпрямитель представляет собой комбинацию этих двух выпрямителей. С помощью этого выпрямителя и правильного определения напряжения на катушке можно добиться перевозбуждения или уменьшения удерживающего тока.

Перевозбуждение

Хорошо известно, что перед Рождеством или днем рождения дети бывают очень взволнованы, даже перевозбуждены. Обычно это состояние длится недолго: как только подарки розданы, они быстро возвращаются в нормальное состояние.

То же самое относится и к тормозам, где временное перевозбуждение может быть достигнуто кратковременным повышением напряжения. Такое повышение напряжения позволяет использовать более прочные пружины и, таким образом, добиться более высокого момента трения. После этого напряжение можно снова снизить до номинального значения для экономии энергии.

Чтобы предотвратить перегрев тормозов, на короткое время всегда возможно состояние перевозбуждения. Почему это так? Расстояние между корпусом магнита и диском якоря в приложенном состоянии велико, что нарушает магнитный поток и, следовательно, требует большого тока для перекрытия воздушного зазора. Когда диск якоря прилегает к корпусу магнита и расстояние между ними становится достаточно малым, ток может быть снижен, при этом диск якоря по-прежнему надежно удерживается.

ООО «Атанор-Инжиниринг» обеспечивает приводными комплектующими и запчастями известных мировых торговых марок российские промышленные заводы и машиностроительные компании. Является официальным дистрибутором Kendrion Intorq GmbH в России.