Дисковый тормоз

ГК «МИДИЭЛ» оборудует изготавливаемые подъемные машины дисковой тормозной системой собственной разработки повышенной безопасности. Тормозная система ГК «МИДИЭЛ» представляет собой объемный гидропривод, состоящий из унифицированной регулируемой насосной станции, тормозных модулей, установленных на постаментах, и автоматизированной электронной аппаратуры управления. Кинетическая энергия движения в момент торможения преобразуется в тепловую энергию при помощи тормозных накладок, прижимаемых к тормозному диску барабана комплектом тарельчатых пружин. Реакция от создаваемого тормозного момента воспринимается фундаментом. Степень сжатия пружин, соответственно и тормозной момент, регулируется значением давления подаваемой гидравлической жидкости в рабочие цилиндры тормозных модулей. Применяются широко известные дисковые нормально замкнутые тормозные модули типа BSFG 408А или BSFH 515 фирмы SVENDBORG BRAKES A/S (Дания).

Тормозные модули BSFG 408А та BSFH 515 характеризуются:

• малым воздушным зазором, небольшим количеством движущихся частей и быстрым срабатыванием;
• простой конструкцией, регулировкой и настройкой, сравнительно невысоким уровнем цены из-за массовости производства;
• большой площадью фрикционной накладки, невысокой рабочей температурой фрикционной накладки и тормозного диска, повышенным сроком службы фрикционной накладки;
• нормально замкнутая конструкция гарантирует срабатывание тормоза при снижении или исчезновении рабочего давления;
• дренажная система предотвращает попадание масла на тормозные диски, высокая безопасность;
• датчики положения колодок «Расторможено» и «Износ колодок» имеют аналоговый сигнал на выходе;
• фрикционная накладка органическая, без содержания асбеста;
• исполнение тормозного элемента обеспечивает его работу во влажной, запыленной и агрессивной среде.

Дисковый тормоз структурно состоит из двух тормозных контуров, что обеспечивает высокую надежность системы в целом и позволяет выполнить предохранительное торможение даже в случае возникновения единичной неисправности в одном из контуров. Дисковый тормоз обеспечивает регулируемое предохранительное торможение при различных нагрузках. Фактическое замедление измеряется датчиком, установленным на валу подъемной машины. Микропроцессорная система управления обеспечивает быстрое приложение тормозного момента для отработки требуемого замедления. Резервное питание обеспечивает бесперебойное управление торможением при отказе основного питания. Система автоматизированного управления дисковым тормозом (САУДТ) обеспечивает следующие режимы выполнения предохранительного торможения:

• предохранительное торможение с постоянным моментом – режим, при котором в тормозных модулях устанавливается постоянное давление. Как следствие, регулирование тормозного момента в ходе выполнения предохранительного торможения не осуществляется. В случае возникновения неисправности в одном из контуров, второй корректирует задание давления, обеспечивая неизменность тормозного момента;
• избирательное предохранительное торможение – режим, при котором давление в тормозных модулях рассчитывается по заданному алгоритму, в зависимости от текущих параметров работы подъемной машины (возможен учет направления движения, положения подъемных сосудов в стволе, нагрузки). При этом регулирование давления в ходе выполнения предохранительного торможения не производится. В случае возникновения неисправности в одном из контуров, второй корректирует задание давления, обеспечивая неизменность тормозного момента;
• предохранительное торможение с постоянным замедлением – режим, при при котором выдерживается постоянное замедление, независимо от направления движения, положения подъемных сосудов в стволе и нагрузки. Постоянное (одинаковое) замедление при выполнении предохранительного торможения в любых режимах работы подъемной машины обеспечивается за счет регулирования давления и, как следствие, тормозного момента. Система регулирования формирует сигнал обратной связи по сигналам скорости, получаемым от двух инкрементальных энкодеров, установленных на валу подъемной машины.

Структурная схема системы автоматизированного управления дисковым тормозом

Отличительной особенностью САУДТ является применение современных программируемых логических контроллеров Siemens Simatic S7-1500, причем в системе применены ПЛК на основе модулей центральных процессоров (CPU) различных моделей.

Насосная станция имеет двухконтурную модульную конструкцию, что делает возможным разделить систему на две независимые управляемые тормозные группы. Модули контуров станции — полностью взаимозаменяемые. Независимость друг от друга контуров станции позволяет применять ее в тормозных системах двухбарабанных подъемных машин и машин с одним разрезным барабаном.

Конструктивные решения станции насосной дискового тормоза

Большинство управляющих устройств насосной станции представляют собой клапаны седельного типа, потому утечки в системе практически отсутствуют. Ввиду этого, масло фактически не греется, что позволило применить бак емкостью всего в 50 л, что соответствует категории помещения В4 (для всего здания категории Д) требованиям пожарной безопасности и исключает дополнительные затраты на противопожарные средства. В состав станции входят два насосных агрегата, установленные на виброопорах. Подача насосов — частотно регулируемая от 0 до 30 л/мин. Алгоритм управления предусматривает выключение насосных агрегатов после остановки подъемной машины, а также снижение оборотов насосных агрегатов до минимальных (только для компенсации утечек) после отработки команды «растормаживание». Обеспечивается высокое быстродействие системы, что позволяет 2-х контурной станции управлять 40 парами модулей типа BSFG 408 A или 20 парами типа BSFH 515. Таким образом, тормозная система НПФ «МИДИЭЛ» обеспечивает безопасную работу шахтной подъемной установки во всем возможном диапазоне нагрузок. Насосная станция имеет низкое энергопотребление, для пуска станции в холодное время в баке предусмотрен нагревательный элемент. Для утилизации тепла в шкафу станции смонтированы вентиляторы и низко шумный масловоздушный теплообменный агрегат с дополнительным фильтром. Унифицированная насосная станция выполнена на современной элементной базе мировых лидеров по производству гидроприводов и устройств электроавтоматики (HYDAC, SIEMENS, S.A.M.HYDRAULIK, KTR и др.).

Программа управления включает непрерывную диагностику состояния элементов системы, а также отслеживает изменение химического состава масла, количество растворенной воды в масле и содержание в нем твердых частиц. Это позволяет системе быстро и однозначно реагировать на возникшую неисправность, а также своевременно оповещать обслуживающий персонал о необходимости замены масла, так как, статистика показывает, 70% отказов в гидроприводах происходит из-за неудовлетворительного состояния рабочей жидкости.

В качестве опции станция позволяет выполнять режим «гравитационный спуск» – опускание груженого сосуда (подъем порожнего сосуда) под действием силы тяжести. Для этого тормозная система комплектуется дополнительно инвертором типа DC-AC и гальванической батареей.

После изготовления производится контрольная сборка и испытание системы на производственной площадке.