В статье Каковы стандарты функциональной безопасности для сервоприводов? мы рассмотрим, как количественно оценивается функциональная безопасность. Теперь рассмотрим один пример фрикционного серводвигательного тормоза с пневматическим расцеплением на пружине, который теперь имеет оценку безопасности третьей стороны (от Intertek Group), подтверждающую соответствие международному стандарту безопасности ISO 13849-1.

Intertek — международная организация по инспекциям, обеспечению качества, тестированию продукции и сертификации со штаб-квартирой в Лондоне, которая устанавливает стандарты функциональной безопасности для промышленной продукции. Тестирование этих компонентов проводится в более чем 1000 лабораториях и офисах Intertek по всему миру. Пружинный тормоз отключения питания отлично блокирует грузы, приводимые в действие серводвигателем (и обеспечивает непревзойденно надежное удержание), не потребляя электроэнергии и не проявляя снижения крутящего момента, а также обеспечивает гораздо большую безопасность, чем удержание груза с помощью серводвигателя, который также может перегреться, если требуется слишком долго удерживать ось неподвижной.

Новый тормоз серводвигателя механически крепится к серводвигателю с помощью встроенного зажимного хомута со шпоночными пазами, которые служат запасным вариантом в маловероятном случае выхода из строя зажимного хомута. Тормоз чаще всего устанавливается между двигателем и коробкой передач, и возможны индивидуальные входы и выходы в дополнение к точной конфигурации конструкции. При установке в рекомендуемой конфигурации тормоз сертифицирован Intertek для работы на уровне функциональной безопасности до 4 и уровень производительности до e.

Сертифицированные по безопасности тормоза, соответствующие стандарту ISO 13849-1, имеют ресурс цикла (B10D) в два миллиона циклов и отказ по общей причине (CCF) в 75%, что указывает на надежно прогнозируемый режим отказа. Срок эксплуатации (определенный в стандарте ISO 13849-1 как время между полной заменой или восстановлением) составляет 10 лет. Среднее время до опасного отказа (MTTFD) составляет 100 лет при условии приведенного выше значения B10D, а также значения H(op), равного 16 часам в сутки, значения D(op), равного 260 дням в году, и максимальной частоты циклов 74,8 секунды за цикл.

Диагностический охват (DC) зависит от уровня резервирования тормозов, а также от настройки его датчиков. Если постоянный ток равен 0%, обратная связь с датчиком не требуется. Если постоянный ток равен 60%, то для контроля режима работы тормоза потребуется датчик обратной связи. Если постоянный ток равен 90%, то для контроля режима работы тормоза потребуется датчик обратной связи, и тормоз необходимо циклически включать (включать и выключать) не реже одного раза в три месяца для проверки работоспособности тормоза. Если постоянный ток равен 99%, применяется то же самое, и тормоз необходимо включать один раз в день для проверки работоспособности тормоза.

Функции тормозов, помогающие достичь этих уровней функциональной безопасности, включают в себя:

1. Несколько пружин зацепления, которые по умолчанию блокируются.

2. Поверхности трения с запатентованным усеченно-конический фрикционная облицовка — коническая как на внутренней, так и на внешней поверхностях трения. (Усеченный конус означает форму усеченного конуса.) Эти поверхности прикладывают тормозное (стопорное) усилие с помощью пружин одновременно как к вращающемуся валу, так и к корпусу тормоза, удерживая вал от вращения с нулевым люфтом.

3. До трех датчиков рабочего режима для обратной связи для обеспечения безопасной аварийной остановки и удержания. По сути, это индуктивные бесконтактные датчики, позволяющие определять три различных режима торможения:

• Разъединение: Этот датчик приближения в тормозе активируется, когда номинальное давление воздуха поступает в поршневой контур тормоза, что, по существу, разъединяет пару, обращенную к фрикциону, — для состояния оси с разъединением (крутящий момент двигателя при свободном ходе).

• Зацепление: Этот датчик приближения в тормозе активируется, когда поршень и обращенная к нему пара фрикционных поверхностей входят в зацепление и прикладывают тормозной (стопорный) момент.

• Износ: Этот датчик приближения в тормозе активируется, когда тормоз включен, но фрикционная накладка изношена настолько, что требует замены.

Группа компаний Nexen | www.nexengroup.com