Гальмом називається механізм, призначений для утримання вантажу у висячому положенні, регулювання швидкості його опускання і швидкої зупинки горизонтально рухомих частин крана - моста і візка. Робота будь-якого гальмівного пристрою заснована на створенні великих сил тертя між рухається частиною і притискається до неї гальмівною колодкою або стрічкою. Сила тертя F залежить від сили натискання Р, Н, колодки або стрічки і коефіцієнта тертя між рухається частиною і гальмівним пристроєм:
F = Pf. (2.4)
Сила тертя створює гальмівний момент на шківі
Мт = FR = PfR, (2.5)
де R - радіус шківа, см.
Коли гальмівний момент дорівнює обертального, настає рівновага між рушійними силами і силами гальмування, рух триває. Отже, для повної зупинки механізму необхідно, щоб гальмівний момент Мт був більше крутного моменту Мвр.
При швидкості руху візка 32 м / хв і менш гальма в механізмах пересування можна не встановлювати. У цьому випадку запас енергії невеликий і тертя в підшипниках і про рейки досить, щоб механізм зупинився на допустимому шляху гальмування (п. 137 Правил). Залежно від сили гальмування спускається вантаж, міст крана або візок будуть продовжувати рух з по статечно зменшується швидкістю до повної зупинки. Шлях, прохідний механізмом з початку гальмування до повної зупинки, називається шляхом гальмування.
За конструктивним виконанням гальма діляться на радіальні і осьові. Радіальні, в свою чергу, поділяються на колодкові і стрічкові, а осьові - на дискові і конусні.
За характером роботи гальма можуть бути стопорними - для зупинки механізму - і спускними - для обмеження швидкості спуску.
Гальма бувають відкритого і закритого типів. Відкритим називається такий гальмо, який спрацьовує при натисканні на гальмівну педаль, а нормально не робить будь-якого опору роботі механізму, з яким він пов'язаний. Закритим або замкнутим називається гальмо, нормально знаходиться в закритому стані, що перешкоджає руху пов'язаного з ним механізму до тих пір, поки не буде натиснуто важіль гальма. При цьому гальмо відкривається і пов'язаний з ним механізм отримує можливість працювати.
Підйомні механізми кранів обладнані закритими (замкнутими) гальмами - нормально механізми загальмовані, гальмо знімається тільки при включенні двигуна. Механізми підйому кранів, що транспортують розпечений метал, вибухові та отруйні речовини і кислоти, повинні мати два гальма, які діють незалежно один від одного. При відключенні двигуна гальмо автоматично закривається, внаслідок чого вантаж повисає в повітрі. На механізмах пересування крана також ставлять закриті гальма. Поглинаючи інерцію рухомих частин, вони тим самим сприяють скороченню шляху їх руху після зупинки двигуна.
Гальма закритого типу на кранах застосовують у зв'язку з тим, що вони надійніше відкритих і їх несправність легко виявити. Гальма відкриті іноді встановлюють на кранах на додаток до закритих в якості допоміжних гальм для більш швидкої і точної зупинки механізмів пересування.
Управління останніми проводиться за допомогою ручного важеля або ножної педалі. Процес гальмування в цьому випадку можна регулювати. Залежно від сили натискання на важіль гальма гальмують зусилля можуть бути сильніше і слабкіше. Такий гальмо називається оперативним.
Для автоматичного розмикання гальм закритого типу служать гальмові електромагніти або електромеханічні і електрогідравлічні штовхачі.
Найбільшого поширення в кранових механізмах отримали колодкові гальма. Гальмівне зусилля в них створюється стислою пружиною або спеціальним гальмівним вантажем. Пружинне замикання гальм досконаліше, ніж вантажне. Осадкою пружини можна точно відрегулювати силу натискання колодок на гальмівний шків, гальмування буде плавним і швидким, без поштовхів.
При вантажному замиканні час гальмування збільшується, гальмування відбувається з поштовхами, регулювання натискання за рахунок переміщення вантажу по важелю не завжди може бути точною і зручною.
Колодкові гальма складаються з чавунного або сталевого шківа і чавунних або сталевих колодок, затискають в разі потреби шків і гальмують його рух. Гальма роблять з двома колодками, розташованими по обидва боки шківа для рівномірного розподілу навантаження на його вал. Гальмівний шків встановлюють завжди до редуктора, т. Е. Там, де частота обертання шківа вище, а зусилля менше. У зв'язку з цим для гальмування потрібно менше зусилля, ніж при розміщенні шківа після редуктора.
Як гальмівного шківа використовують муфту, яка з'єднує електродвигун з редуктором. Гальмо встановлюють так, щоб його колодки затискали ту половину муфти, яка з'єднана з редуктором, а не з двигуном.
Якщо гальмувати половину муфти, з'єднану з двигуном, то в разі зрізу сполучних болтів муфти буде загальмований тільки двигун, а не механізм. Надійність роботи гальма при цьому буде менше. Хоча зріз болтів сполучної муфти відбувається дуже рідко, для повної безпеки роботи необхідно передбачити всі можливі поломки частин крана і зробити його роботу стійкою і безаварійної.
Вантаж, що замикає гальмо, має бути укріплений на важелі так, щоб виключалася можливість його падіння або самовільного зміщення. При використанні пружин гальмо повинен замикатися зусиллям стиснутої пружини. Пружину розміщують в гільзі або постачають центрирующим стрижнем. Гальмо має бути захищений від попадання на гальмівний шків вологи або масла. На поверхню гальмівних колодок приклепують спеціальну гальмівну стрічку, яка збільшить тертя між колодкою і шківом.
Пристрій колодкового гальма з Короткоходовая електромагнітом типу ТКП (постійного струму) наведено на рис. 2.34, а колодкового гальма з вантажним замиканням і довгоходові електромагнітом типу КМТ (змінного струму) - на рис. 2.35.
У стрічкових гальмах гальмування шківа здійснюється за рахунок сили тертя, що виникає між поверхнями, що труться шківа і стрічки гальма при натиску гальмівного важеля. Застосовуються вони рідше колодкових через те, що при їх роботі виникають значні додаткові зусилля, згинальні вал гальмівного шківа (рис. 2.36).
Мал. 2.34. Колодкового гальма з Короткоходовая електромагнітом постійного струму типу ТКП
Мал. 2.35. Колодкового гальма з вантажним замиканням і дліннохо-довим електромагнітом змінного струму типу КМТ
Мал. 2.36. Стрічковий гальмо з гальмівним електромагнітом
Розрізняють прості, диференціальні і підсумовують стрічкові гальма. У простому гальмі один кінець гальмівної стрічки кріпиться нерухомо на шарнірі, а інший - до рухомого важеля. Змінюючи положення важеля, регулюють зусилля гальмування. Гальма цього типу можуть бути многообхватнимі, т. Е. Стрічка може мати кілька витків. Принцип роботи їх такий же, як і звичайних гальм. Простий стрічковий гальмо при зміні напрямку обертання шківа буде розвивати менше гальмівне зусилля.
У суммирующем гальмі обидва кінці гальмівної стрічки укріплені на гальмівному важелі на рівних відстанях від осі обертання важеля. Статичний момент вантажу дорівнює сумі моментів натяжений кінців стрічки. Цей вид гальма може добре працювати і при зміні напрямку гальмівного шківа.
У двухленточние гальмі типу ТЛП з Короткоходовая електромагнітом постійного струму (рис. 2.37) зусилля, изгибающее вал гальмівного шківа, незначно. Розмикання гальма відбувається швидко, так як якір електромагніта має малий хід - всього 1 мм.
Мал. 2.37. Стрічковий гальмо типу ТЛП
Великий кут обхвату шківа гальмівної стрічкою (320 °) дає великі гальмівні зусилля при малих питомих тисках, тому термін служби гальмівної стрічки значний. Товщина стрічки 2-5 мм, ширина 100-200 мм. Як матеріал стрічки використовують сталь 45.
До стрічці прикріплюють гальмівну накладку для збільшення тертя. Як гальмівних накладок в кранових гальмах застосовують гальмівну азбестову стрічку типу А, просочену бітумом, стрічку типу Б, просочену маслом, і вальцьовану стрічку, приготовану з азбестового крихти і каучуку з додаванням сірки з наступною вулканізацією. Гальмівна стрічка повинна мати високий коефіцієнт тертя, зберігати гальмівні якості при нагріванні під час роботи, мало зношуватися, добре оброблятися.
Стрічка типу А має коефіцієнт тертя по металу 0,37 і допускає нагрів до 200 ° С. Для стрічки типу Б ці значення рівні відповідно 0,35 і 175 ° С, а для Вальцьована стрічки - 0,42 і 220 ° С. Вальцьована стрічка ізносоустойчива. Термін служби такої стрічки в два-чотири рази більше, ніж стрічки типів А і Б.
Гальмівні накладки кріплять до гальм найчастіше латунними або мідними заклепками з потайною головкою. Головку заклепки заглиблюють на половину товщини стрічки.