Результат интеллектуальной деятельности: Электромеханическая система торможения подъемной установки

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции гидравлического тормозного устройства.

Известно гидравлическое тормозное устройство, содержащее подпружиненный толкатель с дросселирующими отверстиями, смонтированный в полости крышки гидроцилиндра (патент РФ №614266, кл. МПК⁸ F16D 57/00, 1976).

Известное устройство не обеспечивает достаточной надежности работы при изменении вязкости (температуры) рабочей жидкости из-за относительно большой длины дроссельных отверстий. По этой причине ухудшается эффективность торможения и динамические нагрузки становятся выше расчетных значений, при этом выполнение дроссельных отверстий трудоемко в изготовлении.

Известен барабанный тормоз (патент SU 1442736. МПК⁸ F16D 65/56, 1988 г.), содержащий гидроцилиндр, две тормозные колодки, рычаг привода тормозных колодок и храповой рычаг, шарнирно закрепленные на пальце, жестко соединенном с одной из колодок, распорную планку регулируемой длины, выполненную в виде резьбовой пары, один из элементов которой выполнен в виде храпового колеса, и два упора, один из которых расположен на рычаге привода.

Недостатком данного тормоза является большое энергопотребление, сложность конструкции, низкая эффективность работы.

Известен барабанно-колодочный тормоз (патент SU 1106935 F16D 65/56, 1984 г.), содержащий неподвижную опору, тормозной барабан, две подпружиненный друг к другу тормозные колодки и два установленных между ними клиновых механизма разжима с толкателями, одна из колодок выполнена плавающего типа, другая колодка шарнирно закреплена одним концом на корпусе, а один из клиновых механизмов, расположенный со стороны шарнирного крепления, выполнен с односторонним клином и установлен с возможностью взаимодействия с концом плавающей колодки. Причем между толкателями механизмов разжима и концами колодки плавающего типа могут быть установлены ролики.

Недостатком данного устройства является сложность конструкция, увеличение потерь электроэнергии и, как следствие, низкая точность позиционирования при управлении тормозного модуля и эффективность работы.

Наиболее близким по технической сущности является устройство позиционирования (патент RU 2066873, G05B 11/01, 1996 г.,) содержащее двигатель постоянного тока, вал которого связан с исполнительным органом, систему управления двигателем, включающую задатчик и датчик частоты вращения, выходы которых соединены с входами измерителя рассогласования, выход которого подключен к последовательно соединенным первому усилителю и двигателю постоянного тока, выход которого соединен с датчиком частоты вращения, усилители, диск, магнитопровод, магнитовязкую реологическую жидкость. Введение тормозного блока позволяет уменьшить время перемещения рабочего органа при ограничении динамических нагрузок в системе.

Недостатком данного устройства является невозможность функционирования в непрерывном режиме отслеживания изменения входного сигнала и, как следствие, низкая точность позиционирования при управлении тормозного модуля и эффективность работы.

Задачей предложенного технического решения является повышение точности позиционирования при управлении тормозного модуля и эффективности работы, а также снижение энергоемкости тормозного устройства.

Поставленная задача достигается за счет того, что в предложенном техническом решении, т.е. электромеханическая система торможения подъемной установки содержит неподвижную опору и стоит из двух тормозных балок, на тормозных балках укреплены тормозные колодки из пресс-массы, поворот консоли и площади взаимодействия ее с барабаном на угол 18 градусов, тормозной барабан, датчик замедления, датчик усилия, компараторы, две подпружиненные друг к другу тормозные колодки на соединительной тяга, винтовая пара, рычаг. датчики тока, преобразователь, причем преобразователь выполнен широтно-импульсным, реактивно-вентильный электродвигатель, в нее введены вентильный коммутатор, корректирующее устройство.

На Фиг. 1 изображена функциональная схема электромеханической системы торможения подъемной установки.

Электромеханическая система торможения подъемной установки (системы регулирования тормозных усилий) на неподвижных опорах 6 содержит блок регулирования тормозного усилия 14, выход которой связан с первыми входами вентильного коммутатора 15, выход которого связан с входом реактивно-вентильного электродвигателя 1, первый выход которого связано рычагом тормозного модуля 3, посредством винтовой пары 2 соответственно. При круговом вращении винтовой пары 2 рычаг 3 поворачивается вниз или вверх, прижимает тормозные колодки 5 к ободу и затормаживает подъемный модуль 7 или отводит от обода и растормаживает его. Тормозные колодки 5 при помощи чек крепятся к тормозным балкам 4, которые соединены с тягой 8. Второй выход реактивно-вентильного электродвигателя 1 связаны с датчиками тока 18. Все выходы датчиков тока 18 связан с входами корректирующего устройства 17, выход которого связан с входом широтно-импульсного преобразователя 16, выход которого связан с вторыми входами вентильного коммутатора 15. Тормозной барабан 7 связан с входом датчика усилия 9 и замедления 10, их выходы связаны с входами компаратора 11 и 12, выходы которых связаны с входом блока сравнения 13.

Электромеханическая система торможения подъемной установкой на неподвижных опорах 6 работает следующим образом. Для определения работы электродвигателя 1 используют управляющие сигналы, формируемые датчиками замедления 10, усилия 9. Сигнал скорости поступает на цифровой датчик замедления 10, выполняющий функцию дифференцирования скорости. С его выхода сформированный сигнал замедления поступает на вход компаратора 12. Выход - компаратора 12 на вход блока сравнения 13 поступает сигнал управления электродвигателя. При этом накомпараторе 11 также контролируется действительная скорость подъемной машины, сигнал с выхода компаратора 11 поступает на вход блока сравнения 13, на другой вход которого поступает сигнал с компаратора 12. На блок сравнения 13 поступают управляющие сигналы с датчиками замедления 10, усилия 9, сравнивающиеся с соответствующими задающими сигналами. Сигналы ошибок из блока сравнения 13 поступают в систему регулирования тормозных усилий 14. Управляющие сигналы из выходов системы регулирования тормозных усилий 14 регулируют ключи вентильного коммутатора 15. Напряжение постоянного тока из вентильного коммутатора 15 питает реактивно-вентильный двигатель 1, зависит от сигнала с компараторов 11, 12, крутящие моменты из которого вызывают круговые вращения винтовой пары 2. При круговом вращении винтовой пары 2 рычаг 3 поворачивается вниз или вверх, прижимает тормозные колодки 5 к ободу и затормаживает тормозной барабан 7 или отводит от обода и растормаживает его. Тормозные колодки 5 при помощи чек крепятся к тормозным балкам 4, которые соединены с тягой 8. Для управления и снижения пульсации крутящего момента реактивно-вентильного электродвигателя 1 используют датчики тока 18, сигналы тока из которых поступают в корректирующее устройство 17, корректирующие сигналы из выхода корректирующего устройства 17 поступают в широтно-импульсный преобразователь 16, управляющие сигналы из которого регулируют ключи вентильного коммутатора 15.

Предложенное техническое решение позволило снизить энергоемкость системы торможения до 25% и наиболее эффективно по позиционированию на угол 18 градусов в полтора раза.