Регулировка тормоза крана: разбор ГОСТ и требований к тормозам
ГОСТ Р 24810.1-2009 «Краны грузоподъёмные. Тормоза. Часть 1. Общие требования» — базовый стандарт проектирования и выбора тормозов крана. Стандарт соответствует ISO 15513:2000 (MOD) и устанавливает классификацию тормозов крана, требования к характеристикам, методику проверки тормозного момента и требования к коэффициенту запаса прочности. Он применим к проектированию и выбору тормозов для всех механизмов мостовых, козловых, башенных, мобильных и стреловых кранов.
ГОСТ Р 24810.1-2009 — базовый стандарт для проектирования и выбора тормозов крана. Он определяет классификацию тормозов, коэффициент запаса тормозного момента и требования к условиям эксплуатации. Тормоз — важнейший элемент безопасности механизма подъёма крана; его надёжность напрямую определяет безопасность подъёмных работ.
Классификация тормозов и область применения
ГОСТ Р 24810.1-2009 классифицирует тормоза по типу конструкции: колодочный тормоз (тормозной момент создаётся симметричным зажатием тормозного шкива тормозными колодками; простая конструкция, удобство обслуживания — широко применяется во всех механизмах мостовых и козловых кранов), дисковый тормоз (тормозной момент создаётся осевым зажатием тормозного диска фрикционными накладками; большой тормозной момент и хорошее охлаждение — подходит для высокоскоростных режимов и частых торможений) и ленточный тормоз (тормозной момент создаётся трением стальной ленты, охватывающей тормозной шкив; компактная конструкция, однако при торможении возникает радиальное усилие — применяется на устаревших башенных кранах и некоторых мобильных кранах). По способу управления различают тормоза нормально замкнутого типа (замыкание усилием пружины, размыкание электромагнитным или гидравлическим усилием — наиболее безопасный и распространённый тип для кранов) и тормоза нормально открытого типа (замыкание усилием срабатывания — применяется только в особых условиях эксплуатации).
Стандарт устанавливает, что механизм подъёма крана должен быть оснащён тормозом нормально замкнутого типа: при прерывании любого источника энергии тормоз должен автоматически срабатывать и удерживать груз.
Тормозной момент и коэффициент запаса прочности
Стандарт устанавливает минимальные значения коэффициента запаса тормозного момента: для механизма подъёма — максимальный рабочий тормозной момент должен составлять не менее 1,5-кратного номинального момента подъёма (момента, создаваемого номинальной нагрузкой); при установке двух тормозов на механизм тормозной момент каждого из них должен быть не менее 1,25-кратного номинального момента подъёма (суммарная способность двойного тормоза ≥ 2,5 номинального значения).
Для механизма передвижения — тормозной момент должен быть не менее 1,25-кратного момента сопротивления передвижению (включая сопротивление трения и уклон), а также должны выполняться требования к тормозному пути.
Для механизма поворота — тормозной момент должен быть не менее 1,5-кратного момента сопротивления повороту.
Для механизма изменения вылета стрелы — тормозной момент должен быть не менее 1,5-кратного момента сопротивления изменению вылета. Для механизма подъёма, используемого при подъёме и транспортировке расплавленного металла, стандарт требует повышения коэффициента запаса до 2,0 и обязательной установки двух независимых тормозов (конфигурация двойного тормоза). Стандарт также устанавливает число рабочих циклов тормоза: гарантированное количество надёжных срабатываний в течение расчётного срока службы должно быть не менее 1 000 000 циклов (для электромагнитного тормоза) или 500 000 циклов (для гидравлического толкательного тормоза).
Условия эксплуатации тормозов
Стандарт предъявляет конкретные требования к рабочей среде тормозов: температура окружающей среды — тормоз должен нормально функционировать в диапазоне от -20°C до +40°C (при выходе за этот диапазон требуются специальные меры, например, низкотемпературный подогрев или высокотемпературная теплоизоляция). Влажность окружающей среды — относительная влажность не более 90% (без конденсации). Степень защиты (IP) — степень защиты электромагнита или гидравлического толкателя тормоза должна быть не ниже IP54 (пылезащита и защита от брызг воды). Место установки тормоза должно обеспечивать удобство обслуживания и регулировки; фрикционные накладки должны заменяться без демонтажа тормоза в сборе. Открытые вращающиеся части тормозного шкива или тормозного диска должны быть оснащены защитным кожухом — для предотвращения попадания посторонних предметов и случайного контакта с персоналом. Стандарт особо подчёркивает требование к отводу тепла: при частых торможениях температура поверхности тормозного шкива (диска) не должна превышать 200°C (для фрикционных материалов на полимерной основе) или 250°C (для металлокерамических фрикционных материалов); превышение температуры может привести к резкому падению коэффициента трения (явление теплового спада).
Краны Kelude (Келуде Тяжёлая Промышленность) стандартно оснащаются двойным тормозом на механизме подъёма, что соответствует требованиям безопасности при подъёме расплавленного металла.
Требования к регулировке тормоза
Стандарт предъявляет системные требования к текущей регулировке тормоза: тормозной зазор — зазор между тормозной колодкой и тормозным шкивом (в разомкнутом состоянии) должен быть равномерным; значение зазора с каждой стороны определяется диаметром тормозного шкива: при диаметре ≤200 мм — 0,5–0,8 мм, при 200–500 мм — 0,8–1,2 мм, при ≥500 мм — 1,2–1,5 мм. Разница зазоров по четырём сторонам не должна превышать 0,1 мм (зазоры между колодкой и шкивом с обеих сторон должны быть одинаковыми; значительное отклонение приводит к неравномерному износу). Регулировка пружины — тормозной момент устанавливается регулировкой сжатия замыкающей пружины; сжатие пружины должно выполняться по контрольным меткам, указанным заводом-изготовителем; запрещается получать тормозной момент выше номинального путём чрезмерного сжатия пружины (это приводит к преждевременному усталостному разрушению пружины и ударным нагрузкам при торможении).
Отход тормозной колодки — после размыкания тормоза отход колодки от шкива должен быть отрегулирован на минимальное значение, при котором колодка только отходит от шкива: чрезмерный отход увеличивает время холостого хода тормоза (задержку срабатывания), недостаточный отход может вызвать трение и перегрев.
Инспекция тормоза и устранение неисправностей
Пункты контроля тормоза, установленные стандартом, включают: испытание тормозного момента — каждый тормоз перед отгрузкой должен пройти выборочную проверку тормозного момента (выборка не менее 10% из партии); при неудовлетворительных результатах выборки проверке подвергается каждый тормоз поштучно. Испытание на усталость тормозной пружины — после 300 000 циклов сжатия под максимальной рабочей нагрузкой остаточная деформация пружины не должна превышать 1% свободной высоты. Срок службы тормозной накладки — в номинальных условиях эксплуатации износ тормозной накладки должен обеспечивать не менее 200 000 циклов торможения.
Типичные неисправности и способы их устранения: подтормаживание тормоза (тормозная колодка не полностью отходит от тормозного шкива) — причина в недостаточной регулировке отхода или малом ходе электромагнита/гидравлического толкателя; необходимо заново отрегулировать отход и рабочий ход. Недостаточный тормозной момент (проскальзывание груза) — недостаточное сжатие пружины или сверхнормативный износ фрикционной накладки; требуется отрегулировать пружину или заменить накладку. Шум при торможении — загрязнение фрикционной поверхности маслом или неравномерный контакт накладки с тормозным шкивом; необходимо очистить поверхность или заново пришабрить накладку.
Превышение температуры тормоза — частота торможений выше расчётной при проектировании или недостаточное охлаждение; следует проверить частоту торможений и принять меры по улучшению теплоотвода.
| Параметр | колодочный тормоз | Дисковый тормоз | ленточный тормоз |
|---|---|---|---|
| тормозной моментДиапазон | Средний(~5000Nm) | Большой(~50000Nm) | Средний(~3000Nm) |
| Теплоотвод | Удовлетворительный | Хороший | Плохой |
| Регулировка зазора тормоза | Требует периодическогорегулировка | Автокомпенсация | Требует периодическогорегулировка |
| Радиальная сила | Отсутствует(Симметричный зажим) | Отсутствует(Осевой зажим) | Имеется(ВлияниеПодшипник) |
| удобство обслуживания | Хороший(Легкосъёмная прокладка) | Средний(Требует разборки) | Средний |
| Область применения | мостовой и козловой кранМеханизмы | Высокоскоростной режим с частыми включениямиТорможение | Устаревшие башенные и мобильные краны |
Часто задаваемые вопросы
В: Почему механизм подъёма должен оснащаться нормально закрытым тормозом?
О: Нормально закрытый тормоз замкнут под действием усилия пружины и размыкается только при подаче питания. При любом прекращении подачи энергии торможение срабатывает автоматически, и нагрузка надёжно удерживается на месте. У нормально открытого тормоза при отключении питания нагрузка может сорваться вниз. Это основной принцип безопасности при проектировании кранов.
В: Какова периодичность ежедневного осмотра тормоза?
О: Ежедневно проверяется корректность срабатывания, отсутствие постороннего шума и задевания при торможении. Еженедельно измеряется зазор между тормозной колодкой и тормозным шкивом — он должен находиться в пределах нормы. Ежемесячно выполняется поверка тормозного момента и величины износа накладок. Келуде Тяжёлая Промышленность предоставляет бланки записей осмотра тормозов.
В: Как выбрать тип тормоза для различных условий эксплуатации?
О: Колодочные тормоза применимы к механизмам мостовых и козловых кранов групп режима A1–A5. Дисковые тормоза рекомендуются для механизмов группы режима A5 и выше с высокой интенсивностью и частыми торможениями (например, в металлургии). Ленточные тормоза встречаются преимущественно на старых башенных кранах. При подъёме и транспортировке расплавленного металла обязательна установка двух независимых тормозов с коэффициентом запаса прочности не менее 2,0.
В: Чем опасен перегрев тормозного шкива?
О: При превышении температуры 200°C (для органических накладок) или 250°C (для металлокерамических) коэффициент трения падает с 0,35 до значения ниже 0,15, что приводит к потере тормозного момента более чем на 50%. Причина — превышение расчётной частоты торможений или постоянное задевание колодок о шкив. При выборе тормоза компания Келуде Тяжёлая Промышленность выполняет проверку по тепловой ёмкости.
