Гидравлический многоэлементный дисковый тормоз

ОПИСАНИЕ И 3 О Б Р Е 1 Е Н И Я р) 654812 Союз Советскнх Сонналнстнчесннх РесдуОлнк(22) Заявлено 08.12.76 (21) 2432185/25 51) М. Кл,зГ 1605 присоединением заявкиГосударственный номнт риоритет СССРделам нзооретеннй н открытий ДК 621.59243) Опубликовано 30,03,79. Б 45) Дата опубликования опис летень1 тя 30.03.79 172) Авторы изобретения ков, С. М, Очка А. Ф, Новиков, В. И. и Н, И. Растар рной механики и техн имени М. М. Федо(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МНОГОЭЛЕМЕНТНЬ ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ2 авляю ерекл Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подъемно-транспортных средствах, в частности в шахтных подъемных машинах.Известен гидравлический многоэлементный дисковый тормоз, например, для шахтных подъемных машин, содержащий тормозные элементы с пружинным замыканием колодок, электрическую систему управления и гидравлическую, включающую ра бочие цилиндры тормозных элементов, а также сливной и нагнетательный трубопроводы. Полости рабочих цилиндров параллельно подключены к магистрали высокого давления рабочей жидкости. 1Изменение тормозного усилия в процессе торможения происходит в результате регулирования объема и давления рабочей жидкости в напорном трубопроводе, причем рабочее и автоматически регулируемое предохранительное торможение осуществляются аналоговым способом при помощи нескольких двухкаскадных электрически управляемых регулировочных устройств с их дублированием на случай отказа обычными двухпозиционными двухкаскадными электрогидравлическими клапанами.У такого тормоза имеются следующие недостатки: разнотипность электрогидравлических управляющих устройств, недоста точная надежность системы управления, при которой работа многих исполнительных тормозных элементов зависит от надежности работы одного-двух управляющих устройств (клапанов); малое быстродействие и чувствительность тормоза из-за больших объемов регулирования рабочей жидкости и значительных гидравлических сопротивлений; возникновение волновых процессов в последней в связи с большой протяженностью трубопроводов, применение сложных двухкаскадных электрогидравлических устройств большой мощности,Целью изобретения является повышение надежности, быстродействия и безопасности работы.Для этого в предлагаемом гидравлическом многоэлементном дисковом тормозе электрическая система управления выполнена в виде индивидуальных для каждого тормозного элемента однокаскадных электромагнитных управляющих устройств, а также формирователя импульсных сигналов управления для создания рабочего торможения и блока программного дискретного управления для создания предохранительного торможения, причем к формирователю и блоку обмотки электромагнитов упр щих устройств присоединены через п ючатель режима работы.Кроме того, каждое индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство выполнено в виде сдвоенного, подпружиненного гидравлически разгруженного электромагнитного клапана, соединяющего при его крайних положениях полость рабочего цилиндра тормозного элемента со сливным и нагнстательным трубопроводами.Индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство может быть выполнено встроенным в корпус тормозного элемента.Установка одинаковых однокаскадных управляющих клапанов непосредственно в каждый тормозной элемент обеспечивает однотипность управляющих устройств как для рабочего, так и предохранительного торможения, создает предпосылки для широкой унификации и стандартизации исполнительных элементов тормоза и органов управления ими, уменьшения гидравлических сопротивлений. Малые объемы регулирования рабочей жидкости, обусловленные лишь объемами цилиндров в каждом тормозном элементе и позволившие отказаться от двух- каскадных сложных управляющих устройств, повышают быстродействие тормоза. Применение индивидуальных управляющих устройств повышает надежность тормоза, не требует применения дополнительных дублирующих устройств, так как в случае отказа одного из элементов остававшиеся в исправности смогут завершить процесс торможения с незначительной потерей величины развиваемого тормозом тормозного момента, Подключение обмоток электромагнитов управляющих клапанов к источникам импульсных (при рабочем торможении) или чисто дискретных (при предохранительном торможении) сигналов управления повышает чувствительность и быстродействие тормоза, потому что импульсные и дискретные системы управления обладают более высоким быстродействием по сравнению с аналоговыми.На фиг. 1 изображен предлагаемый тормоз, разрез (вариант с охватывающей реактивной скобой); на фиг. 2 - принципиальная схема управления тормозом,Предлагаемый тормоз включает корпус 1, в данном случае выполненный за одно целое с реактивной скобой и рабочим цилиндром, подвижну.ю тормозную колодку 2, тормозные колодки 3 (футеровка), рабочий цилиндр 4,шток 5 цилиндра, пакет замыкающих тарельчатых пружин 6, сдвоенный двухпозиционный клапан, возвратную пружину 8 клапана, шток клапана 9 с разгрузочным поршнем, управляющий электромагнит 10 клапана, тормозной диск 11 (показан условно). Полость А рабочего цилиндра сдвоенным клапаном через канал Б соединяется с напорным каналом В или сливным каналом Г. Для разгрузки якоря 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 65 электромагнита от давления жидкости в напорном канале В шток клапана со стороны электромагнита имеет разгрузочный поршень, помещенный в цилиндр Д, соединенный каналом Е с напорным каналом В. При обесточенном электромагните клапан 7 поджат пружиной 8 и закрывает доступ рабочей жидкости в цилиндр элемента, соединяя вместе с тем его полость через канал Б со сливным каналом Г. Сливные и напорные каналы тормозных элементов соответственно параллельно соединены с напорным 12 и сливным 13 трубопроводами системы (см. фиг, 2). Рабочая жидкость (масло) находится в баке 14 (см. фиг. 2), откуда подается насосом 15 через обратный клапан 16 в напорный трубопровод и гидроаккумулятор 17. Для обеспечения заданного постоянного максимального давления жидкости в гидросистеме установлен предохранительный клапан 18, Обмотки управляющих электромагнитов 1 - 17 через переключатель режимов работы 19 соединены с формирователем импульсных сигналов управления 20 при рабочем торможении или с блоком 21 дискретного управления при регулируемом предохранительном торможении. Выключатель 22 служит для обеспечения аварийного торможения.Работает тормоз следующим образом.Гидронасос 15 вместе с гидроаккумулятором 17 и предохранительным клапаном 18 поддерживают постоянное требуемое давление рабочей жидкости в напорном трубопроводе. При обесточенных электромагнитах все цилиндры тормозных элементов через управляющие клапаны соединены со сливом, давления в цилиндрах нет, машина заторможена.Рабочее торможение. Переключатель режимов работы 19 подключает параллельно обмотки электромагнитов 1 вк формирователю импульсных сигналов управления 20. Управляющий сигнал создается электрическим формирующим элементом, который осуществляет процесс преобразования аналогового сигнала управления У,.(1), однозначно пропорционального положению рукоятки рабочего торможения на пульте машиниста, в импульсный сигнал У(1), Последовательность импульсов напряжения с постоянной амплитудой поступает в обмотки электромагнитов 10. Модулируемый параметр этих импульсов, например длительность или частота следования, пропорционален абсолютной величине сигнала управления У (1), Под действием импульсов штоки клапанов 9 перемещают клапаны 7 из одного крайнего положения в другое. В течение времени действия импульсов полости цилиндров рабочих элементов соединяются с напорной магистралью 12, а в паузах - со сливной полостью 13. Полости А рабочих цилиндров в данном случае становятся экстраполирующим звеном, т. е, вних происходит восстановление аналогового сигнала управления l,(1) по его дискретным значениям Уд(1), Величина давления в цилиндрах элементов оказывается пропорциональной величине сигнала управления У(1). Под действием этого давления рабочие цилиндры 4, преодолевая реакцию замыкающих пружин 6, перемещаются, и машина растормаживается. Высокочастотные составляющие давления в цилиндрах А сглаживаются за счет упругой инерционной системы, состоящей из рабочих цилиндров 4, замыкающих пружин 6, футеровки тормозных колодок 3, системы трубопроводов и гидроаккумулятора 17 давления, Таким образом, рабочие цилиндры в течение действия сигнала управления У(1) будут занимать строго определенное положение в цилиндрах, и величина тормозного усилия, развиваемого элементами, будет однозначно пропорциональна абсолютной величине сигнала управления У (1),Предохранительное торможение, При поступлении команды на включение предохранительного торможения переключатель режимов работы 19 подключает обмотки электромагнитов 1 - 1 Ъ на блок 21 дискретного управления регулируемым предохранительным торможением, при этом все обмотки электромагнитов находятся под напряжением, полости цилиндров соединены с напорной магистралью, машина расторможена. Торможение осуществляется отключением электромагнитов управляющих клапанов тормозных элементов в определенной последовательности и сочетании по командам блока дискретного управления, которые вырабатываются в соответствии с заданной программой торможения.Аварийное торможение осуществляется одновременным обесточиванием всех обмоток управляющих электромагнитов аварийным выключателем 22, при этом полости цилиндров тормозных элементов отсекаются от напорной магистрали и соединяются со сливом, машина быстро затормаживается. Аварийный выключатель 22 может быть сблокирован с переключателем режимов работы 19,Применение предлагаемого дискового тормоза в шахтных подъемных машинах 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 обеспечивает по сравнению с известными тормозами повышенную надежность и безопасность работы подъемной установки, быстродействие и чувствительность тормозного устройства, упрощение функциональной схемы управления, а также снижение себестоимости изготовления тормоза в связи с высоким уровнем унификации исполнительных тормозных элементов со встроенными управляющими устройствами и упрощением конструкции (однокаскадные управляющие элементы вместо двухкаскадных). Формула изобретения1. Гидравлический многоэлементный дисковый тормоз, например, для шахтных подъемных машин, содержащий тормозные элементы с пружинным замыканием колодок, электрическую систему управления и гидравлическую, включающую рабочие цилиндры тормозных элементов, а также сливной и нагнетательный трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, быстродействия и безопасности работы, электрическая система управления выполнена в виде индивидуальных для каждого тормозного элемента однокаскадных электромагнитных управляющих устройств, а также формирователя импульсных сигналов управления для создания рабочего торможения и блока программного дискретного управления для создания предохранительного торможения, причем к формирователю и блоку отмотки электромагнитов управляющих устройств присоединены через переключатель режима работы.2. Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что каждое индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство выполнено в виде сдвоенного, подпружиненного гидравлически разгруженного электромагнитного клапана, соединяющего при его крайних положениях полость рабочего цилиндра тормозного элемента со сливным и нагревательным трубопроводами.3. Тормоз по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что индивидуальное однокаскадное электромагнитное управляющее устройство выполнено встроенным в корпус тормозного элемента,