Наряду с управляемыми тормозами в грузоподъемных машинах часто применяют автоматические тормоза, замыкаемые опускающимся грузом и известные также под названием грузоупорных тормозов.
Одним из таких тормозов является дисковый грузоупорный тормоз, применяемый в механизмах с червячными передачами, например, в ручных червячных талях (рис. 36, а) и замыкаемый осевым усилием червяка.
На червячном валу 1 (рис. 37, а и б) насажены диски 2 и 3, между которыми (на втулке диска 2) свободно сидит храповое колесо 4. Диск 3 своей пятой упирается в неподвижный корпус червячной передачи 5. На нем же укреплена собачка 6, застопорившая храповое колесо при вращении червяка в направлении опускания груза. Осевым усилием червяка храповое колесо зажато между дисками 2 и 3.
При подъеме груза храповое колесо вращается вместе с дисками, и собачка свободно проскальзывает по его зубьям. По прекращении подъема собачка стопорит колесо, препятствуя враще-* нию червяка и произвольному опусканию груза. Для опускания-груза необходимо принудительно вращать червяк в обратную сторону и преодолевать трение на тормозных дисках.
Если Мгр — момент, создаваемый грузом на валу червячного
колеса 7; Р = Мгр/r осевое усилие червяка; r—радиус начальной окружности червячного колеса; rср — средний радиус червяка; Rcp — средний радиус тормозных дисков; R — радиус тягового колеса (звездочки), приводящего во вращение червячный вал; α — угол подъема винтовой линии и р = 7° — угол трения в червяке (для случая работы пары чугун—сталь), то момент Мчер, стремящийся повернуть червячный вал, выразится так:
Тормозной момент Мm, создаваемый осевым усилием червяка на дисковом тормозе, должен быть несколько больше
Усилие, которое должно быть приложено к окружности тягового колеса (звездочки) для преодоления трения при принудительном опускании груза
В подъемных механизмах с цилиндрическими зубчатыми передачами, например, электроталях, применяют винтовые грузоупорные тормоза (рис. 38), в которых осевое усилие создается с помощью тормоза (рис. 38), в которых осевое усилие создается с помощью специально сделанной винтовой нарезки.
Тормоз состоит Из храпового колеса 1, свободно сидящего на валу 2, и двух тормозных дисков 3 и 4. Левый диск 3 шпонкой закрепляется на валу. Правый диск 4, выполненный вместе с ведущей шестерней 5 привода подъемного механизма, насаживается на прямоугольную винтовую резьбу вала. Эта резьба направлена так, что во время вращения в сторону подъема груза (по стрелке I) она сдвигает шестерню влево и зажимает храповое колесо между дисками. Собачка 7 при этом проскальзывает по зубьям храповика, не препятствуя его вращению. По прекращении подъема собачка, упираясь в зуб храповика, застопоривает храповое колесо, а вместе с ним и вал. Для опускания груза необходимо принудительно вращать вал в обратную сторону (по стрелке II); тогда шестерня вместе с диском будет отходить вправо, контакт трения между Диском шестерни и храповиком прекратится и груз начнет свободно опускаться, вращая шестерню. Отход шестерни ограничивает стопорное кольцо 6. Опускание будет продолжаться до тех пор, пока угловая скорость шестерни под действием свободно опускающегося груза не превысит угловую скорость вала. Как только угловая скорость шестерни превысит угловую скорость вала, шестерня снова начнет навинчиваться на вал, диски сблизятся, зажмут храповик, и груз застопорится. Но так как вал продолжает вращаться в обратную сторону, тормоза опять разомкнутся и груз начнет опускаться. В результате последовательных смещений шестерни с диском 4 груз будет опускаться вниз со скоростью, соответствующей угловой скорости вращения вала.’
Из-за быстрого чередования спуска и стопорения груза создается впечатление непрерывного и равномерного опускания груза, хотя в действительности имеет место пульсирующая скорость опускания груза.
При подъеме момент, создаваемый грузом на шестерне Мкр, преодолевается моментом сил трения в винтовой нарезке и между диском 4 и храповиком (храповик прижат к диску 3 и вместе с ним вращается)
Из уравнения (91) находим
При остановленной рукоятке осевое усилие Р вызывает между дисками и храповиком тормозной момент
Для надежности торможения надо, чтобы
