В промышленных машинах, таких как например складские погрукзчики или автономные роботы, часто используется рекуперативное торможение двигателя для замедления и остановки транспортного средства контролируемым и безопасным образом. Однако иногда будет предпочтительней выбор динамической пружинной электрической тормозной системы, так как она обеспечивает отказоустойчивость, гарантируя остановку транспортного средства в случае потери мощности.

Пружинные тормоза KEB «Type N» предлагают простое решение для динамического торможения для широкого диапазона размеров и скоростей транспортных средств. Пружинные тормоза используют толстую фрикционную накладку, которая может выдерживать рассеиваемую во время динамического торможения энергию и допускает износ с течением времени, как у тормозных колодок на автомобиле.

В этой статье будет рассмотрен процесс выбора для правильного определения размера тормоза с отключением питания в соответствии с конкретными ограничениями транспортного средства. Первым шагом будет определение ограничений транспортного средства, которые потребуются для правильного определения требований к торможению, после того как они будут определены, вы можете использовать данные пружинного тормоза KEB для правильного определения размера.

Примечание: Это руководство является чисто теоретическим и предназначено исключительно для того, чтобы дать общее представление о том, как подходить к определению размера тормоза. Такие переменные, как температура, влажность, проскальзывание тормоза, воздушный зазор тормоза, износ деталей тормоза (якорь, вторичная поверхность трения) и т. д., либо предполагаются идеальными, либо игнорируются.

Ограничения по транспортным средствам

Энергия системы: Хотя энергия системы состоит из многих дополнительных компонентов (инерция транспортного средства, инерция колес, инерция двигателя, инерция коробки передач, инерция тормозов и т. д.), простая оценка может быть сделана с использованием массы и скорости транспортного средства. Кинетическое уравнение для энергии системы (показано ниже) обычно приемлемо для простого анализа.

Скорости срабатывания тормоза: номинальная рабочая скорость и скорость аварийной остановки. Важно определить фактическую скорость, которую будет испытывать тормоз при нормальной работе и во время аварийной остановки. Обе скорости должны быть меньше указанных «максимальных рабочих скоростей» выбранного тормоза. Обычно тормоз устанавливается на одной линии с двигателем, поэтому скорости двигателя и тормоза (об/мин) одинаковы.

Выбор и проверка тормозов

Тормозной момент

Расчет требуемого тормозного момента является первым шагом в выборе тормоза для динамических приложений. Размер может быть сделан на основе входных данных, включая скорость и мощность двигателя, требуемый тормозной путь, требуемое время остановки и т. д.

Номинальные значения тормозного момента, указанные в каталоге KEB, обозначены как «M2N». Как правило, инженер должен удвоить требуемый крутящий момент (т. е. если вашей системе требуется тормоз 5 Нм, вам следует выбрать тормоз 10 Нм). Однако знайте, что тормозной момент также повлияет на время остановки, что также необходимо учитывать. Если тормозной момент сильно завышен, тормоз может резко дернуть груз до остановки; если тормоз занижен, это может привести к медленной и постепенной остановке. Поэтому заказчику важно учитывать основные требования своего применения и использовать их в качестве руководящих факторов при выборе размера.

Энергия торможения

Пружинные тормоза KEB могут выдерживать максимальное количество энергии за остановку в зависимости от частоты переключения. По мере того, как вы начинаете останавливаться чаще, количество энергии, которое тормоз может выдержать за остановку, уменьшается. Это происходит потому, что тормозу нужно время, чтобы рассеять энергию, которую он поглощает во время динамической остановки. Оставшаяся энергия добавляется к последующим остановкам, если энергия не рассеивается полностью.

Как показано ниже на диаграмме B: частота переключения трения, переключение с частотой один цикл в час дает самые высокие показатели энергии на остановку. По мере увеличения циклов в час энергия, которую тормоз может выдержать за остановку, уменьшается экспоненциально. Ось X — это ваши циклы переключения в час (логарифмическая шкала), а ось Y — допустимая энергия на остановку при этой частоте цикла (логарифмическая шкала в джоулях).

Краткое руководство по чтению логарифмической оси диаграммы: В то время как стандартный линейный график следует за отношением, где k — это множительный линейный коэффициент, связывающий Y с X, в логарифмическом графике отношение таково. Таким образом, отношение является экспоненциальным против линейного. См. Диаграмма C: Интервалы логарифмической диаграммы.

Примечание: эта диаграмма предполагает следующие скорости. Размер 00-07: 3000 об/мин Размер 08-10: 1500 об/мин

ПРИМЕЧАНИЕ: рассеивание энергии равномерно распределяется между всеми тормозами в системе. Если в транспортном средстве имеется два или более тормозов одинакового размера на систему, общую энергию в системе можно разделить на общее количество тормозов.

После того, как вы определили допустимую энергию на остановку с заданной частотой цикла переключения, сравните ее с количеством энергии в вашей системе. Если энергия вашей системы превышает максимальную энергию на остановку на тормоз, выбранный тормоз не будет приемлемым для вашего применения. Если энергия, рассеиваемая на одной остановке, превышает допустимый предел, накладка может застеклиться, что приведет к снижению крутящего момента или, в худшем случае, может произойти постоянный отказ фрикционной накладки.

Скорость торможения: Также важно убедиться, что скорость работы приложения и аварийного останова находится в пределах, которые может выдержать тормоз.

Как и в случае с любой вращающейся деталью, будет некоторое биение. По мере вращения фрикционной накладки чрезмерные скорости приведут к ее вилянию и скольжению по поверхностям трения. Это приведет к преждевременному и неравномерному износу и преждевременному отказу тормозной системы.

Фрикционная накладка также ограничена скоростью, на которой она может выдержать аварийную остановку. Если аварийная остановка происходит за пределами этой скорости, фрикционная накладка может застеклиться, что приведет к снижению крутящего момента или постоянному отказу.

См. таблицу D: Максимальная рабочая скорость и скорость аварийного останова для соответствующих номинальных размеров пружинного тормоза KEB.

Тормоза KEB с пружинным приводом для динамических приложений

Подводя итог, можно сказать, что тормоза KEB с пружинным приводом хорошо подходят для динамических приложений, но необходимо проанализировать рассматриваемую систему, чтобы убедиться, что выбранный тормоз выдержит требования. Основными ограничивающими факторами будут количество энергии, рассеиваемой за остановку при требуемой частоте цикла, а также скорость работы и аварийного останова.

Наша компания готова предложить оригинальную продукцию обоих брендов, INTORQ и KEB.