Тормозной регулятор для транспортных средств

Тормозной регулятор для транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.01.78 (21) 2566253/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.2

F 16 D 59/00

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень №24

Дата опубликования описания 10.07.80 (53) УДК 62-592-137 (088.8) по делам иэооретений н открытий (72) Автор изобретения

T. Ф. Подпорин (7!) Заявитель (54) ТОРМОЗНОЙ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для торможения высокопроизводительных и большой протяженности рудничных (шахтных) ленточных конвейеров для транспортирования сыпучих грузов вниз, установленных под углом больше 10, и особенно при углах 16 — 25 . Целесообразно использовать изобретение также для торможения шахтных тормозных скребковых конвейеров, канатных подвесных дорог, спускающих груз вниз. о

Извеетен центробежный тормозной регулятор ограничения скорости спускаемого груза, тормозной эффект в котором создается трением о неподвижный барабан грузов, свободно установленных в выемках ротора, жестко связанного с тормозным валом (1) .

Недостатком этого регулятора скорости прямого действия является то, что в период торможения имеет место трение между твердыми телами с выделением тепла. Механизмы, оборудованные этими тормозными 2о регуляторами, производят опускание малых грузов. Для длительного торможения при спуске больших грузов тормозной центробежный регулятор не может быть применим из-за повышенного нагрева фрикционных материалов, обусловленного потребными большими тормозными мощностями .

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату тормозной регулятор для транспортных средств, содержащий гидродинамический тормоз с ротором, постоянно связанным с тормозным валом транспортного средства, механизм управления тормозом, связывающим полость ротора с замкнутой гидравлической системой, состоящей из охладителя, резервуара для рабочей жидкости и соединительных трубопроводов, а также источник подачи рабочей среды (2).

Однако регулятор такого типа может быть использован только в автомобиле, где тормозной регулятор включается в работу и отключается по усмотрению водителя. В его системе роль чувствительного элемента выполняет человек, т.е. он не является автомагическим тормозным регулятором ограничения скорости движения транспортного средства. Автоматический же тормозной регулятор ограничения скорости движения по самой сущности принципа действия должен содержать часть, с помощью которой созда744164 ется тормозной эффект (тормоз-регулирующий орган), и элементы управления этой частью в зависимости от скорости движения: чувствительный элемент, "задающее устройство, усилитель, исполнительное устройство.

Известная конструкция регулятора имеет низкие динамические показатели. Время

его входа в тормозной режим составляет

3-4 с. Эффективность же тормоза зависит в большой степени от быстроты входа в режим торможения. Так как нарастание тормозного момента происходит медленно, ре- 16 комендуется его включать заранее. С указанными динамическими показателями этот тормозной регулятор не может быть использован для торможения транспортных средств, требующих повышенного быстродействия.

Цель изобретения — обеспечение автома!

5 тического включения и выключения тормоза в зависимости от частоты вращения тормозного вала и сокращения времени пускового периода.

Поставленная цель достигается тем, что эю тормозной регулятор для транспортных средств снабжен блоком центробежных измерителей частоты вращения, кинематически связанным с тормозным валом и имеющим тормозную и пусковую системы, разобщительным клапаном, д механизм управления тормозом выполнен в виде основного плоского золотника, струйновакуумного мембранного исполнительного механизма и плоского золотника для управления последним, подвижной клапан которого связан с тормозной системой блока с помощью рычажной системы, при этом струйновакуумный мембранный исполнительный механизм вы" пблнен с приводной полостью, соединенной с атмосферой через плоский золотник управления этим механизмом, -с подпружиненным штоком, соединенным с подвижным клапаном основного плоского золотника, и с эжектором, рабочее сопло которого связано с источником подачи рабочей среды через разобщительный клапан.

Кроме того, с целью автоматического включения и выключения регулятора одновременно с тяговым органом транспортного средства, разобщительный клапан может быть выполнен струйновакуумным с запорным элементом, нормально перекрывающим и сливное отверстие дистанционной трубки управления разобщительного клапана и связанным с помощью рычажной системы с пусковой системой блока центробежных измерителей частоты вращения.

С целью удобства регулирования настройки тормозного регулятора гидравлическая система может быть снабжена регулирующим дросселем, встроенным в трубопровод между ротором тормоза и охладителем.

Наличие в блоке центробежных измери- и телей частоты вращения (БЦИЧВ) тормозной системы, подпружиненный толкатель которой через рычажную передачу сбединен с подвижным клапаном плоского золотника управления струйновакуумным мембранным исполнительным механизмом (МИМ), обеспечивает автоматическое включение и отключение гйдродинамического тормоза тормозного регулятора в зависимости от частоты вращения тормозного вала, которая является функцией скорости спуска груза транспортным средством.

Наличие в тормозном регуляторе основного плоского золотника управления гидродинамическим тормозом, подвижный клапан которого соединен с подпружиненным штоком струйновакуумного МИМ, приводная полость которого сообщена с атмосферой через плоский золотник управления струйновакуумным МИМ, предопределяет высокое быстродействие в целом тормозного регулятора, так как МИМ обладает высокими динамическими показателями.

Динамические показатели БЦИЧВ достаточно высоки, а площадь сечения сливного отверстия принимают исходя из потребного быстродействия без особых ограничений, так как перепад давления на подвижном клапане плоского золотника небольшой, и усилие для его передвижения требуется незначительное, а МИМ может быть создано усилие на штоке, в несколько десятков раз превосходящее требуемое.

Динамические показатели МИМ, определяющиеся количеством подводимой энергии управления и структурой схемы, обеспечивающей изменение подвода, этой энергии, высоки. Высокое быстродействие может быть получено при отсутствии ограничений при подводе энергии управления. В рассматриваемом случае количество подводимой энергии управления представляет величину кинетической энергии потока воздуха, протекающего через отверстие в основании плоского золотника управления МИМ из атмосферы в приводную полость МИМ за время полного хода его штока (время срабатывания). Так как время срабатывания определяется величиной мощности потока воздуха, проходящего из атмосферы в приводную полость

МИМ, вычисленной за время срабатывания его, то в дальнейшем используется только понятие «мощность потока». О том, что количество подводимой энергии управления

МИМ практически неограничено, подтверждает следующий анализ условий формирования мощности потока струи воздуха, поступающего к отверстию. Окружающая среда (атмосфера) является источником потенциальной энергии, которая преобразовывается при движении потока через отверстие в кинетическую энергию потока. Так как атмосфера несоизмеримо велика по сравнению с объемом воздуха, идущим на формирование струи, то, естественно, отсутствует ограничение со стороны атмосферы, как источника потенциальной энергии, на формирование мощности потока. Учитывая, что воздух непосредственно из атмосферы поступает в отверстие, то следовательно отсутствуют и об744164

5 ь щеизвестные ограничения мощности потока шток жестко с о связан с одним из опорных струи воздуха, обусловленные сопротивления- дисков 17 МИМ. Меж ежду опорными дисками ми подводящих трубопроводов. Следователь- зажата центральная часть мембраны 18. По но, мощность потока зависит только от пло- периферии м б мем рана зажата между крышщади свободного прохода отверстия в осно- ками 19 МИМ: П вании плоского золотника управления МИМ крышкой со олость между мембраной и ой со стороны пружины сообщена по(при равных начальном абсолютном давле- стоянко с атмосф ". П тмосферои. риводная полость нии в приводнои полости, геометрических 20 между мембраной и вто ой к параметрах эжекто а . ст йновак м ранои и второи крышкой, р .струиновакуумного постоянно сообщена с приемной камерой 21 и др.). Причем, чем больше площадь, эжектора, имеющего рабочее сопло 22 и сметем больше мощность потока струи, а следо- сительную камеру 23, и с атмосферой че ез вательно, и выше быстродействие. Задаваясь трубку 24 и отве 25 соответств ю î и отверстие в основании плосствующеи площадью сечения открыто- кого золотника упр МИМ, р д тверстия, получают требуемое но прикрытое со стороны атмосферы подвижды. Для вели быстродействие, исчисляемое в долях секун- ным клапаном 26. Эт тот подвижный клапан бодного п охо а ог . Для увеличения площади сечения сво- шарнирно соединен ч р через тягу и угловой

27 р д граничении также нет. Во- рычаг 28 с подпружине первых; не т еб ется б д ружиненным пружиной 29 р; р у я большая площадь се-

МИМ незначительна. приемнои камерои 40 эжектора, имеющего

Наличие в тормозном регуляторе только рабочее сопло 41 и смесительную камеру 42, узлов, для нормальной работы которых вооб- Рабочее сопло сообщено постоянно каналом намического то м ще не требуется электроэнергия (гидроди- с патрубком 43 ст йн в струиновакуумного клапана. амического тормоза, плоского золотника уп- Этот патрубок в свою очер б чередь, соо щен пост йновак дродинамическим тормозом со стоянно с шахтным во о водопроводом (источниго клапана) обе п ру" куумным МИМ, струйновакуумно- ком давления воды) . С месительная камера циони ование в елом а), о еспечивает нормальное функ- эжектора струйновакуумн бого клапана соор в целом тормозного регуля- щена через дистанционную тр бк 44 со тора независимо от наличия у ку со сливчия напряжения на ным отверстием, прикрытым нормально затранспортном средстве. порным элементом 45, закрепленным на рыа чертеже изображена принципиальная чаге 46, шарнирно соединенным с подпружиконструктивная схема тормозного регулято- ненным пружиной 47 толкателем 48 пусковой системы БЦИЧВ, имеющего шток 49.

Тормозная и пусковая системы блока динамического тормоза (ГДТ) 1, механизма ЦИЧВ через шестерни 50 и 5! и об т ни и ио щуювалр я Д, ЦИЧВ 3, струйноваку- шестерню 52, кинематически связаны с ваумного клапана 4. Указанные узлы между 4о лом 53 быстроходной передачи ускоряющего собой имеют гидравлические и пневматичес- редуктор а, а через него с тормозным кие связи. Ротор 5 ГДТ кинематически связан с валом тормозного ба абана р бана 6 (в дан- Тормозной регулятор также содержит сое ном случае концевого ба абана б р ремсберго- динительные трубопроводы гидросистемы 54 вого ленточного конвейе а, че ез ск и

" р ) р у оряю- 55 и 56, механический тормоз 57 тормозноз щии редуктор 7. В дальнейшем вал тормоз- го вала. вало . П 8 ного барабана будет называться то мозным Ги валом. олость ротора ГДТ включена пор идродинамический тормоз 1 предназначен следовате

ГД - для создания тормозного момента на открытой ци к ля ией тельно в гидравлическую систем с то M у р озном валу, необходимого для компенсаытои циркуляцией жидкости, состоящую ции движущего момента гр за с из последовательно соединенных меж руза, создаваемого б " б ных между со- so продольной составляющей веса спускаемого б, р р у — груза. Тормознои момент, создаваемый этим ои трубопроводами охладителя 9, езе в а- г а и камеры основного плоского золот- тормозом на валу рот 5 ника. В трубопровод 12 меж у ротора при заполненной и полостью ротора вст оен ег ли ем между охладителем жидкостью полости 8 прямо пропор рционален р р гулируемыи квадрату частоты вращения ротора. Эта осотормознои арак ер с ки и преыи клапан основного плоско- допределяет использование гидродинамичесу р я ДТ кого тормоза в предлагаемом тормозном ресоединен с подпружиненным пружиной 15 гулято е. П и величе штоком 16 струйновак много МИМ. Э уумного . тот.. мента груза, вследствие увеличения загру744164

7 женности конвейера, увеличивается скорость — движейия тягбвого органа; а следовательно, и частота вращения тормозного вала. При

= "этоМ автоматически увеличивается и тормозной момент на тормозном валу, создаваемый ГДТ.

Механизм 2 управления ГДТ предназна чей для регулирования расхода воды из резервуара 10 в полость 8 ротора ГДТ через сливное отверстие в основании основного плоского золотника путем перекрытия его площади сечения свободного прохода подвижным клапаном 14 в зависимости от частоты вращения тормозного вала. Положение этого клапана определяется абсолютным дав- лением в приводной полости 20, зависящего от степени перекрытия отверстия 25 клапаном 26; положение которого определяется

1$ частотой вращения тормозного вала.

--.--=.:, БЦИЧВ 3 предназначен для автоматическо- го управления работой струйновакуумного . клапана 4 и механизма 2 управления ГДТ.

Струйновакуумный клапан 4 предназначен для сообщения рабочего сопла 22 эжектора струйновакуумного МИМ с шахтчым водопроводом сразу же после начала вращения тормозного вала, т.е. с началом движения ленты конвейера, и разобщения сопла 22 от шахтного водопровода после остановки ленты конвеиера.

Регулируемый дроссель 13 предназначен для удобства настройки таких эксплуатационных показателей ГДТ как продолжительность его действия после прекращения поступления в полость 8 жидкости из резервуара 10, времени полного заполнения полости 8 при включении его в работу, расхода жидкости через тормоз из условия нор"мального охлаждения при ее циркуляции з по гидравлической системе. Регулирование указанных показателей осуществляется за счет изменения расхода жидкости по гидравлической системе путем изменения площади сечения проходного отверстия дросселя при настройке по одному из показате- 4 лей, наиболее важном для данной установки.

При пуске конвейера движущаяся лента приводит во вращение тормозной барабан 6 вместе с тормозным валом. От последнего вращение передается ускоряющему 4> редуктору 7. От быстроходного вала 53 редуктора вращение передается с одного конца ротору 5 ГДТ, а с другого — валу-шестерне 52 БЦИЧВ, причем вращаются обе системы БЦИЧВ. Пусковая система БЦИЧВ приводится во вращение через шестерню 51 и своим штоком 49 через толкатель 48 воздействует на рычаг 46, отводя запорный элемент 45 от кромок сливного отвсрстия дистанционной трубки 44 управления клапаном

4. Через открытую площадь сливного отверстия начинается слив воды в атмосферу.

При этом истекающая из сопла 41 струя отсасывает воду из камеры 40, и в послед8 ней создается вакуум. Вследствие этого поршень 35, шток 34, затвор 33 поднимаются и занимают верхнее крайнее положение. При этом вода поступает из шахтного.водопровода к соплу 22, и истекающая из него струя воды создает в приемной камере 21 эжектора и приводной полости 20 МИМ вакуум.

Под действием образовавшегося перепада давления на мембране 18, подвижная система, состоящая из мембраны с опорными дисками 17, штока 16 и клапана 14, перемещается влево, преодолевая усилие, создаваемое возвратной пружиной 15. При этом клапан 14 перекрывает сливное отверстие в основании плоского золотника, в результате чего разобщается полость 8 гидродинамического тормоза от резервуара 10. Жидкость, оставшаяся в полости 8, откачивается в резервуар 10 вращающимся ротором 5. После откачки жидкости из полости, ротор при вращении уже не создает тормозного момента.

Тормозная система БЦИЧВ приводится во вращение через шестерни 50, но она настроена так, что при этом его шток 31 не касается толкателя 30 и клапан 26 в начальном исходном положении.

Указанное положение основных элементов тормозного регулятора после запуска конвейера сохраняется и в начальный период загрузки ленты. Как только движущий момент груза на тормозном валу достигает величины, под действием которой частота вращения последнего становится равной расчетной величине вк, срабатывает тормозная система БЦИЧВ. При этом включается в работу ГДТ, и создаваемый им тормозной момент компенсирует избыточный движущий момент груза.

При достижении тормозным валом частоты вращения со>, шток 31 тормозной системы БЦИЧВ упирается в толкатель 30 и, преодолевая сопротивление возвратной пружины 29, перемещает его вверх. Толкатель при перемещении воздействует через рычаг

28 и тягу 27 на подвижный клапан 26, перемещая его влево и открывая этим самым отверстие 25 в основании плоского золотника. Через открытую площадь отверстия 25 и трубку 24 атмосферный воздух поступает в приводную полость 20 МИМ, в результате чего в полости 20 абсолютное давление повышается, перепад давления на мембране

18 уменьшается и под действием возвратной пружины 15 подвижная система МИМ перемещается вправо. При этом клапан 14 открывает сливное отверстие в основании плоского золотника и жидкость из резервуара 10 через камеру 11, открытое сливное отверстие. трубопровод 56 поступает в полость 8 ротора и заполняет ее. Ротор 5 при вращении, как насосное колесо, перекачивает жидкость через дроссель 13 и охладитель 9 в резервуар

10, создавая при этом тормозной момент.

До тех пор, пока частота вращения тормозного вала равна или больше величины и„

744164

9 в тормозном регуляторе никаких изменений не происходит.

Когда частота вращения тормозного вала больше чем с „, при срабатывании механического тормоза 57 (обусловленном ойеративной остановкой, случайным снятием . напряжения, аварийным сигналом с линии), на тормозном валу возникает дополнитель- ный тормозной момент. Под действием этого

1ормозного момента и тормозного момента, создаваемого ГДТ, частота вращения тормозного вала уменьшается и при снижении ее до величины меньшей а>„, шток 31 тормозной системы БЦИЧВ отходит от толкателя

30. Последний под действием усилия пружины 29 перемещается вниз, воздействуя при этом через рычаг 28 и тягу 27 на клапан 26, перемещая его вправо. Клапан перекрывает отверстие 25, вследствие чего доступ воздуха в приводную полость 20 МИМ прекращается. В последней восстанавливается вакуум и под действием возникшего перепада давления на мембране 1 8 клапан 14 перемещается влево, перекрывая сливное отверстие в основании плоского золотника. Вследствие этого доступ жидкости из резервуара

10 в полость 8 прекращается. Так как опорожнение полости после этого вращающимся ротором происходит не сразу, то и тормозной момент, создаваемый ГДТ, снижается по мере уменьшения жидкости в полости ротора.

После остановки тормозного вала воздействие штока 49 пусковой системы

БЦИЧВ на толкатель 48 прекращается. Толкатель под воздействием возвратной пружины 47 опускается вниз и при своем перемещении поворачивает рычаг 46 вокруг его йыа -:=:=: =::=- оси вращения. Сливное отверстие дистанцйонной трубки 44 перекрывается запорным элементом 45, вследствие чего приводная полость 40 струйновакуумного клапана 4 заполняется водой, и под давлением ее через мембрану 38 на поршень 35 подвижная система клапана перемещается вниз, затвор

33 перекрывает сопло клапана, и доступ во- 4о ды к соплу 22 прекращается.

В результате этого прекращается ваку:"

= = " умообразование в приемной камере 21, перепад давления на мембране 18 исчезает, подвижная система МИМ вместе с клапаном 14

45 под действием усилия пружины 15 перемещается в правое крайнее положение. При этом резервуар 10 снова сообщается с полостью 8 гидродинамического тормоза. Все элементы возвращаются в исходное положе- >р ние, которое они занимали перед пуском конвейера.

Формула изобретения! . Тормозной регулятор для транспортных средств, содержащий гидродннамический тормоз с ротором, постоянно связанным с тормозным валом транспортного средства, механизм управления тормозом, связывающим полость ротора с замкнутой гидравлической системой, состоящей из охладителя, резервуара для рабочей жидкости и соединительных трубопроводов, а также источник подачи рабочей среды, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматического включения и вьчключения тормоза в зависимости от частоты вращения тормозного вала, он снабжен блоком центробежных измерителей частоты вращения, кинематически связанным с тормозным валом и имеющим тормозную и пусковую системы разобщительным клапаном, а механизм управления тормозом выполнен в виде основного плоского золотника, струйновакуумного мембранного исполнительного механизма и плоского золотника для управления последним, подвижной клапан которого связан с тормозной системой блока с помощью рычажной системы, при этом струйновакуумный мембранный исполнительный механизм выполнен с приводной полостью, соединенной с атмосферой через плоский золотник управления этим механизмом, с подпружиненным штоком, соединенным с подвижным клапаном основного плоского золотника, и с эжектором, рабочее сопло которого связано с источником подачи рабочей среды через разобщительный клапан.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью его автоматического включения и выключения одновременно с тяговым органом транспортного средства, разобщительный клапан выполнен струйновакуумным с запорным элементом, нормально перекрывающим сливное отверстие дистанционной трубки управления разобщительного клапана и связанным с помощью рычажной системы с пусковой системой блока центробежных измерителей частоты вращения. — 3. Регулятор по и. 1, отличающийся тем, что, с целью удобства регулирования его настройки, гидравлическая система снабжена регулирующим дросселем, встроенным в трубопровод между ротором тормоза и охладителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 295920, кл. F 16 D 59/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 299136, кл. F 16 D 57/04, 1969 (прототип).

744164

Составитель И. Антипова

Редактор В. Романенко Техред К. Шуфрич Корректор С. Щомак

Заказ 3778/7 Тираж l 095 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4