Электромагнитные тормоза для динамического торможения, удержания и аварийной остановки

Тормоза с электромагнитным отпуском широко распространены. Ежегодно в Европе их производится более 2 млн единиц. Номинальный крутящий момент электромагнитных тормозов колеблется от 0,1 до примерно 1500 Нм, хотя большинство из них находятся в диапазоне от 2 до 150 Нм. Наиболее часто электромагнитные тормоза встречаются в составе тормозных двигателей, на лифтах, подъемниках, ветряных турбинах и электромобилях.

В этой статье мы сосредоточимся на наиболее распространенном типе конструкции (одинарный диск с приводом катушки постоянного тока), и функциях тормозов, их эксплуатации и опциях, доступных для настройки тормозов под конкретные задачи.

Электромагнитный тормоз для электродвигателя INTORQ BFK458. Установка

Ключевой частью тормоза для создания крутящего момента является ротор, также известный как тормозной диск. Как правило, это алюминиевый диск с фрикционным материалом, прикрепленным к каждой стороне. Ротор соединен с валом, который должен быть остановлен с помощью скользящего шлицевого соединения на ступице, закрепленной на валу. Шлицы обеспечивают относительно небольшое осевое перемещение, необходимое во время работы. С одной стороны ротора находится неподвижная монтажная пластина, с другой — направляющая и плавающая стальная пластина, называемая якорем. Якорь прижимается несколькими спиральными пружинами к ротору. Это приводит к тому, что тормозной момент создается между ротором и двумя противоположными поверхностями: якорем и монтажной поверхностью.

Отпуск тормоза происходит путем генерирования магнитного потока в части, называемой статором, в которой находится катушка постоянного тока. Магнитный поток оттягивает якорь назад против противоположного давления пружины через небольшой воздушный зазор, освобождая ротор для свободного хода. Процесс реверсируется для включения тормоза: постоянный ток прерывается, пружины толкают пластину якоря обратно на ротор, и тормозной момент генерируется снова. Катушка статора рассчитана на непрерывное напряжение 24 В постоянного тока, соответствующее питанию батареи или низковольтным цепям управления, или на напряжение около 190 В постоянного тока для источников переменного тока.

Пружинные тормоза часто используются в приложениях с критическими требованиями по обеспечению безопасности, например, для удержания грузов в кранах и подъемниках или для достижения безопасного тормозного пути у движущихся машин.

Раньше этот тип тормозов иногда называли безотказным. Однако современная техника безопасности признает, что тормоз, который плохо обслуживается, неправильно используется или имеет неправильный размер, не будет безопасным. К счастью, такие проблемы встречаются редко. Более высокие требования безопасности привели к появлению ряда вариантов пружинных тормозов, таких как двойные тормоза для театральных механизмов, тормоза с двумя системами управления для лифтов и многообмоточные резервные тормозные системы для лебедок.

Основы конструкции пружинных тормозов мало изменились за последние 40 лет. Они проверенные и надежные. Однако в последние годы все чаще принимаются проекты тормозов, подходящими для специальных нишевых рынков. Такие варианты легко доступны и иногда могут быть использованы и в других областях.

Тормоза с длительным сроком службы

Разработанные для минимизации технического обслуживания в циклических и реверсивных приложениях, таких как механизмы сбора заказов интралогистики, тормоза с длительным сроком службы могут продлить стандартный срок службы с 1 миллиона до 10 миллионов операций. Стандартные тормоза страдают от механического износа, поэтому в этой модификации изменяется направление движения пластины якоря, а также добавлено пластиковое покрытие к шлицам ротора, которое устраняет люфт.

Тормоза для экстремальных условий окружающей среды

Требования к более высокой надежности при экстремальных температурах и переменной влажности во многом исходит от ветротурбинной промышленности. Здесь тормоза используются на приводах поворота, которые отвечают за направление лопастей ветряка на ветер, и на приводах проворота. Стандартные тормоза рискуют заклиниться из-за коррозии и нечастого использования, что может привести к неприемлемым затратам на техническое обслуживание ветрогенератора. Поэтому, здесь используется модификация тормозов типа CCV (версия тормозов для холодного климата), с хромированными тормозными поверхностями и другими изменениями, обеспечивающие надежную работу в расширенном диапазоне температур окружающей среды от -40 до +40 ° C.

Тормоза для электротранспорта

Этот растущий рынок включает в себя заводские погрузчики и внутриобъектовый транспорт, коммерческие электрические дорожные транспортные средства. Требования, предъявляемые здесь к электромагнитным тормозам очень разнообразны, что приводит к разработке специальных моторных тормозов, колесных тормозов, резервных тормозов и часто с особыми размерами. Поскольку нагрузка, подлежащая остановке, изменяется во время работы, может возникнуть необходимость в изменении крутящего момента. Иногда используются двухступенчатые тормоза или мехатронное управление тормозами, когда тормозной момент изменяется пропорционально электрическому сигналу. Мехатронное управление требует умного управления, чтобы компенсировать сопротивление тормозной катушки, которое значительно меняется с изменением температуры.

Тормоза для пассажирских лифтов

Здесь требуется высочайший уровень безопасности тормозов. В то время как торможение для нормальных остановочных режимов генерируется электрически в приводе, пружинные тормоза используются в качестве резервного устройства для безопасной остановки самых высоких нагрузок. Резервные тормозные системы требуются там, где имеется достаточный крутящий момент, если один тормозной элемент выходит из строя. Это может быть сделано с помощью использования двух тормозов вместе, с помощью тормозов с двумя электрическими цепями или с помощью многообмоточных суппортных тормозов. В каждом случае датчики устанавливаются для обнаружения любых сбоев в работе.

Пружинные тормоза имеют ряд дополнительных опций:

• Иногда требуется ручной отпуск тормоза, чтобы обеспечить техническое обслуживание, хотя это может иметь последствия для безопасности. Ручной отпуск может быть установлен в качестве дополнительной опции к большинству моделей тормозов.
• Тормозной фрикционный материал очищается от загрязнения водой и маслом, поэтому в определенных условиях требуется высокая прочность корпуса. Возможны варианты исполнения IP65 и IP66.
• В последние годы стали доступны дополнительные варианты тормозного фрикционного материала. Примерами могут служить материалы, не требующие обкатки, долговечные материалы или имеющие сверхвысокий коэффициент трения для увеличения номинального крутящего момента.
• Время включения и выключения тормоза определяется ростом и падением тока в катушке постоянного тока. Обычно это дает время зацепления тормоза от 30 до 200 мс в зависимости от размера тормоза и время отпускания до 350 мс. Используя электрические варианты управления, довольно легко сократить время высвобождения, применяя кратковременное перенапряжение. Время включения можно уменьшить, установив более низкое удерживающее напряжение, но следует обратиться за консультацией к производителю.

Пружинные электромагнитные тормоза могут показаться на первый взгляд простыми устройствами, но на самом деле они высокотехнологичны и сложны. Они могут играть важную роль в системах безопасности современных высокоскоростных машин. Проектировщикам оборудования следует искать поставщиков, которые могут предложить широкий спектр опций плюс вспомогательные данные, такие как срок службы B10. Должны быть четкие рекомендации по электрическим аксессуарам, проводке, выбору и ожидаемому сроку службы при динамическом применении.

Компания INTORQ является мировым лидером в производстве электромагнитных пружинных тормозов. Ее заводы располагаются в Германии, США, Индии и на Дальнем Востоке. Производится более 800 000 единиц продукции в год. Основными рынками сбыта являются тормозные двигатели, промышленные грузовики, ветряные турбины, краны, подъемники и пассажирские лифты.

«Атанор-Инжиниринг» является официальным дистрибьютором INTORQ в России. Поставки со склада в Москве и под заказ.

Наша компания также представляет европейские электромагнитные тормоза Binder.