При заданном профиле движения, когда других вариантов остановки недостаточно и необходимо сцепление или тормоз? Хороший вопрос. В основе большинства осей перемещения лежат электродвигатели. Останавливающие нагрузки на их осях могут быть выполнены с помощью самого электродвигателя, называемого внутреннее торможение в определенных условиях — или с внешним сцеплением или тормозом. В первом случае одним из простых подходов является простое отключение входного напряжения двигателя и остановка вращения оси. Это приемлемо там, где остановки происходят нечасто — от нескольких раз в минуту (для конструкций, работающих на небольших двигателях) до нескольких раз в час (для установок с более крупными двигателями). Другой вариант заключается в использовании элементов управления для создания тормозного момента в двигателе с помощью рекуперативного торможения для преобразования кинетической энергии в электрическую; динамического торможения — подачи постоянного тока в статор; или электрического реверсирования при подключении.

Но там, где такие подходы слишком медленные — включая все современные конструкции механизмов для обеспечения высокой производительности, — требуются внешние тормоза и сцепления для обеспечения достаточно быстрой остановки или расцепления. Это относится к конвейерам, устройствам для обработки багажа в аэропортах, эскалаторам и лифтам, а также к другим осям, которые часто останавливаются и запускаются — в некоторых случаях даже всего 10 циклов в минуту. Там, где остановки и пуски происходят с гораздо большей частотой циклов, инерция двигателя может снизить скорость, с которой возможны запуски и остановки. Таким образом, здесь часто больше подходят тормоза с сцеплением, поскольку они отсоединяют приводимую в действие нагрузку от двигателя, позволяя первому работать даже при включении тормоза и остановке нагрузки. Конечно, хотя здесь мы уделяем особое внимание быстродействию, отказоустойчивые конструктивные особенности являются еще одним основным фактором включения тормозов и сцепления.

Механические, электрические, жидкостные и самоприводящиеся муфты и тормоза подходят для различных применений. Например, пружинные тормоза выгодно отличаются конструкцией движения, которая замедляет нагрузку с помощью двигателя до срабатывания тормоза, и они подходят в качестве удерживающих механизмов. Управлять электрическими тормозами легко, и они могут выполнять до тысячи циклов в минуту. Большинство пневматических тормозов и сцеплений работают в холодном режиме и удерживаются при минимальных затратах. Фрикционные тормоза с барабанной, дисковой и конусной геометрией обеспечивают функциональность электронного тормоза с безотказным удержанием.

Размер и тип тормоза или муфты сцепления зависят от того, будет ли данная ось выполнять аварийную остановку или более мягкую остановку, которая приводит к отказу от сцепления или тормоза для защиты систем и грузов от ударов. Или иногда более важно, чтобы тормоз обеспечивал плавную остановку, чтобы предотвратить смещение нагрузки и перекос. После этого окончательный выбор определяется другими критериями — частотой циклов, тепловой мощностью, габаритами машины и графиками технического обслуживания.

Несколько советов: Подбирайте размеры муфт и тормозов в соответствии с крутящим моментом двигателя на оси машины. Там, где тормоз должен останавливать вертикальные нагрузки, учитывайте, как двигатели могут кратковременно потреблять ток, превышающий их номинальный крутящий момент. Ознакомьтесь с кривыми производительности в PDF-файлах производителя для получения значений динамического крутящего момента на заданных скоростях, чтобы привести тормоз или сцепление в соответствие с пиковым крутящим моментом на выходе двигателя. Показательный пример: рассмотрим наклонный конвейер с равномерно распределенными циклами включения-выключения. В этом случае для предотвращения сбоев нагрузки при отключении питания может быть достаточно пружинного тормоза. Но для более сложных конвейерных установок для позиционирования дискретного продукта различного размера — без рывков — может потребоваться многократное замедление, может потребоваться более сложный пружинный тормоз плюс привод двигателя для остановки или даже тормоз с постоянными магнитами для быстрых, но плавных запусков и остановок.

Ограничители крутящего момента не являются муфтами сцепления, поскольку они не предназначены для постоянного проскальзывания. Это важное различие, когда инженеры-проектировщики определяют технологии замедления и отключения для механических конструкций. Несколько советов по выбору оптимальной конструкции: Сначала подумайте, будет ли ограничитель крутящего момента защищать только от катастрофических отказов или полурегулярных перегрузок. Это укажет, достаточно ли экономичного ограничителя крутящего момента фрикционного типа или конструкция требует использования шарикового фиксатора. Последнее обычно более дорогостоящее, но способно проскальзывать и приводить в действие концевой выключатель для отключения и сброса для возобновления работы. Ограничители крутящего момента с шариковой фиксацией могут многократно проскальзывать при их применении, в отличие от фрикционных ограничителей крутящего момента, требующих сброса.

При установке ограничителя крутящего момента убедитесь, что требуется конструкция с нулевым люфтом. Обратите внимание, что ограничители крутящего момента могут выделять тепло в своих фрикционных соединениях, поэтому при их активации ключевым моментом является отключение системы. После его активации конечный пользователь должен проверить ограничитель крутящего момента на предмет износа и тепловых повреждений. Он или она также должны проверить установочный момент, так как в некоторых конструкциях это значение будет уменьшено, если ограничитель крутящего момента работал слишком долго. Пока ограничитель крутящего момента находится в пределах проектного диапазона, он защищен от все большего проскальзывания. В некоторых конструкциях ограничитель движения или бесконтактный переключатель, сопряженный с элементами управления, может обнаружить проскальзывание ограничителя крутящего момента — и отключает систему, позволяя конечному пользователю устранить проблему, от которой был защищен ограничитель крутящего момента. ||Информацию о функциях ограничителя крутящего момента предоставил менеджер по инженерным службам KTR Крис Шольц.