Электромеханический тормоз

В последнем, на момент написания этой статьи, выпуске "Что там в щите?" я вскользь упомянул о такой штуке как "Электромагнитный тормоз". Пришла пора разобраться с ним подробнее. Как всегда к статье я приложу оригинал мануала из которого, в том числе, были взяты материалы.

Так же, не отходя от кассы, хочу поблагодарить подписчика Владислава за предоставленные материалы. Благодаря нему имеется материал для пары статей.

Почему электромагнитный тормоз?

Электромагнитный тормоз - это единственный способ торможения электродвигателя (из электрических) который позволяет нам жестко зафиксировать вал относительно статора и не позволяет валу прокручиваться от присутствия на нём какого-либо крутящего момента извне, что критически важно для таких электроприводов грузовые лебёдки (швартовые, лифтовые, грузовые...). При рекуперативном, динамическом торможении или торможении противовключением мы можем лишь ускорить естественную (инерционную) остановку электродвигателя; они не позволяют пассивно (без подачи питания) удерживать вал в неподвижном положении.

Помимо озвученного выше нельзя так же не отметить ещё один важный плюс электромагнитного тормоза: простота работы и схемы включения. По сути схема включения/отключения тормоза представляет собой обычный выключатель без каких-либо излишних наворотов. Остальные методы торможения подразумевают под собой довольно сложные устройства контроля оборотов, переключения питания и т.д.

Устройство и принцип действия

Электромагнитный тормоз представляет собой надстройку на обратной, от рабочей стороны (от привода), стороне ротора. Само собой, поскольку тормоз - устройство не маленькое, электродвигатель должен быть с завода иметь удлинённый вал, чтобы иметь место под установку тормоза + крылатки (иногда).

Принцип действия у него частично схож с электромагнитным клапаном, принцип действия которого я уже разбирал на канале. Электромагнитный тормоз состоит из неподвижной катушки индуктивности (электромагнит; в качестве сердечника выступает вал электродвигателя) и подвижного фрикционного диска который притягивается электромагнитом и преодолевает силы, выталкивающих этот диск обратно, пружин.

Посмотреть на него в действии можно на анимации ниже. Обратите внимание на движение фрикционного диска при подаче/снятии питания с его катушки.

Полный видеоролик, откуда были взяты данные анимации я прикреплю в комментарии к статье.

При подаче питания на катушку она начинает генерировать сильное электромагнитное поле которое притягивает фрикционный диск к катушке, при это сильно сжимая пружины, установленные по периметру этой самой катушки. При снятии питания катушка, более не генерирующая электромагнитное поле, отпускает диск и тот, под давлением пружин, встаёт на свое изначальное место, в котором он, находясь в положении при котором он не может провернуться, фиксирует вал, хватаясь за установленную на нём шестерню.

Фрикционный диск не проворачивается потому, что установлен на шпильки, вдоль которых он может свободно перемещаться внутри устройства.

На схемах электромагнитный тормоз обозначается следующим образом.

Параметры

Основными параметрами тормоза являются следующие пункты:

• Тормозящий момент;
• Напряжение питания катушки;
• Заводской воздушный зазор;
• Максимальный воздушный зазор.

Всю эту информацию можно взять с шильдика электромагнита.

Последние две величины, а именно воздушные зазоры, являются основными для нас. Другие величины, с течением времени и по ходу эксплуатации, не меняются, а вот воздушные зазоры - да. Подробнее об этом поговорим в главе "Эксплуатация".

Само собой шильдик спокойно может быть закрашен умственно отсталыми матросами, либо он, со временем мог просто невероятно окислится и читать с него уже невозможно. Прежде чем расстраиваться рекомендую просто снять корпус и проверить внутри, бывает так, что там установлен ещё один шильдик который, скорее всего, будет в идеальном состоянии.

Хорошей практикой является чистка от жира и последующее покрытие шильдиков вазелином или любым другим изолятором, особенно на палубе. Так вы значительно продлите срок их жизни, а так же защитите от коварной красящей руки матроса. (Краску с шильдика будет гораздо проще снять).

Эксплуатация

В наши задачи по эксплуатации входит контроль того самого воздушного зазора. Что это вообще такое?

Воздушный зазор - это та самая величина хода нашего диска с фрикционной накладкой, а точнее расстояние между катушкой и фрикционного диска. Эта величина должна быть строго в пределах нормы, в противном случае, если диск уйдёт от катушки на слишком большое расстояние, мы можем столкнуться с проблемами при работе. К примеру электродвигатель запустится раньше чем успеет отработать тормоз, в таком случае мы рискуем повредить тормоз. В обратной ситуации мы можем получить недостаточную степень прижима фрикционного диска к фланцу.

Величина зазора всегда указывается на шильдике, а частота проверки - в технической документации. В технической документации из которой я беру картинки частота проверки указана как "Еженедельно". Само собой это слишком часто и на практике их можно проверять гораздо реже.

• Ежеквартально если у судна частые швартовки (почти каждый день);
• Раз в пол года если маневры у судна не частые и имеются внушительные переходы.

По-хорошему, конечно, хотя-бы два раза за контракт это дело проверить: в начале для собственного спокойствия и в конце для грамотной пересдачи дел. Выглядит замер зазора следующим образом.

Представим следующую ситуацию:

Вы выделили день и пошли замерять воздушные зазоры. Однако наружный шильдик беспощадно закрашен, внутреннего - нет, а в мануале, как в моём случае, данной информации нет, точнее, она ссылает на шильдик. В таком случае запомните следующие значение:

Это средние значения для всех тормозов подобного типа. Пределы у них бывают шире, например 0,4-2,1 мм, но всегда лучше заранее озаботиться и не допускать крайних значений. Потому запоминаем средние.

Воздушный зазор слишком мал/велик. Как быть?

Происходит это, в основном, по причине деформации и износа того самого фрикционного диска. Первое что вам нужно сделать - разобрать тормоз и перевернуть фрикционный диск.

Если и это не помогло - скорее всего диск уже был перевернут до вас, а значит остаётся лишь его заменить на новый и, после сборки, убедиться что зазор стал таким, каким он должен быть.

Аварийное использование

Представим себе ситуацию когда нам срочно нужно поработать лебёдкой, а катушка - сдохла по неведомой причине. Разбираться времени нет, нужно что-то делать. Электродвигатель не может прокрутиться.

Тут на помощь приходит предусмотренный производителями вариант ручного выведения тормоза из действия. По сути мы просто вдавливаем болтами тормозной диск к катушке, имитируя тем самым её работу. Сместившись - диск отпускает вал и мы можем работать лебёдкой.

Подробнее о данной процедуре можно прочесть в прилагаемой документацией.

Вывод

Электромагнитный тормоз - это не сложное для понимания устройство основные принципы работы которого нам могут быть знакомы из других устройств. Не смотря на свою простоту это так же очень важное устройство которое требует от нас должного внимания и ухода. Не стоит пренебрегать им.

Напоминаю что у канала есть курилка где можно пообщаться, задать интересующие вопросы и быть в курсе через сколько лет выйдет следующая статья.

Галерея

В конце предлагаю вам глянуть на фото электромагнитного тормоза швартовой лебёдки, столь любезно присланные мне подписчиком.