Тормозные устройства подъемно-транспортных машин

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
А.Л. Носко, Е.О. Быстров  
 
 
Тормозные устройства  
подъемно-транспортных машин  
 
 
 
 
Методические указания  
к выполнению лабораторной работы  
по курсу «Конструкции наземных  
транспортно-технологических средств» 
 
 
 
 
 

 

 

УДК  621.86 
ББК 39.9 
 
Н84 

Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/227/book553.html 

Факультет «Робототехника и комплексная автоматизация» 
Кафедра «Подъемно-транспортные системы» 

Рекомендовано Учебно-методической комиссией Научно-учебного комплекса «
Робототехника и комплексная автоматизация»  
МГТУ им. Н.Э. Баумана 

Рецензент 
канд. техн. наук А.Н. Шубин 
 
Носко, А. Л. 
Н84   
Тормозные устройства подъемно-транспортных машин : 
методические указания к выполнению лабораторной работы 
по курсу «Конструкции наземных транспортно-технологических 
средств» / А. Л. Носко, Е. О. Быстров. — Москва : 
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 13, [3] с. : ил.  
ISBN 978-5-7038-4014-6 

Представлены теоретические сведения о тормозных 
устройствах подъемно-транспортных машин. Даны рекомендации 
по выполнению лабораторной работы. 

 
 
 УДК 621.86 
 
 ББК 39.9 
 
 
 
 
 
 
 

 
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 
 
© Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4014-6 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ  
И РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ 

Нормальная безопасная эксплуатация подъемно-транспортных 
машин возможна лишь при наличии надежно действующих тор-
мозных устройств. В подъемно-транспортных машинах наиболее 
широкое применение получили двухколодочные тормоза с наруж-
ным расположением колодок относительно поверхности трения 
тормозного шкива. Тем не менее наряду с ними используют тор-
моза других типов: ленточные, дисковые и грузоупорные. 

 

Расчетная схема двухколодочного тормоза с электрогидравлическим  
толкателем при пружинном замыкании 

 
Тормозной момент двухколодочного тормоза (см. рисунок)  

 
3,
360
M
FD
fND
fpSD
fp
cD






 
(1) 

где D — диаметр тормозного шкива; F = f N — сила трения между 
колодкой и тормозным шкивом; f — коэффициент трения сколь-
жения между колодкой и тормозным шкивом; N — сила прижатия 
колодки к тормозному шкиву; 
/
[ ]
p
N S
p


 — среднее давление 

между колодкой и шкивом, [ ]
p  — допускаемое давление между 

колодкой и шкивом; 
360



D
S
B — расчетная площадь соприкос-

новения колодки со шкивом,  — угол обхвата шкива колодкой, 
который в колодочных тормозах различных конструкций находит-
ся в диапазоне 60…120; с — коэффициент отношения ширины ко-
лодки к диаметру тормозного шкива; 

B
cD  — ширина колодки. 
Для ряда двухколодочных тормозов, в котором величины f, p, 
β, с приняты одинаковыми,  

 
3
p
,
M
k D

 
(2) 

где 
p
360
k
fp
c


  — коэффициент, характеризующий ряд двух-

колодочных 
тормозов; 
для 
двухколодочных 
тормозов 
ТТ 
ВНИИПТМАШ kp = 0,25 кг/см2. 
При расчете тормоза требуется выполнить два условия: 
1) сила прижатия колодки к тормозному шкиву должна обес-
печивать необходимый тормозной момент; 
2) среднее давление между колодкой и шкивом не должно пре-
вышать допустимого значения для принятого фрикционного мате-
риала. 
Тормозные устройства рассчитывают по некоторому постоян-
ному значению коэффициента трения, не учитывая его зависимо-
сти от скорости, температуры, давления и т. д. За расчетное значе-
ние коэффициента трения следует принимать его наименьшее зна-
чение при данных условиях работы. 
Замыкание нормально замкнутых тормозов осуществляется си-
лой пружин или весом грузов. 
В двухколодочном тормозе с пружинным замыканием и элек-
трогидравлическим толкателем (см. рисунок) сила замыкающей 
пружины  

 

2
3
4
т т
1
з
5

(
tg )
,

l
N
l
l
G l
l
P
l


 


 
(3) 

где Gт — вес подвижных частей толкателя, способствующих со-
зданию тормозного момента;  — КПД рычажной системы тормо-

за, принимаемый для тормозов с хорошо выполненными шарни-
рами и регулярным подводом смазки, равным 0,9…0,95. 
В тормозах подъемно-транспортных машин применяют винто-
вые цилиндрические пружины, причем предпочтение отдают пру-
жинам сжатия как более надежным. 
Для пружин с малым углом подъема винтовой линии, навитых 
из проволоки или прутка круглого поперечного сечения, связь 
между взаимным перемещением  концов пружины и нагрузкой Р 
определяется формулой 

 

3п
4
8
,
PD i
P
z
Gd
 

 
(4) 

где Dп — средний диаметр пружины; i — число рабочих витков, 
для пружины сжатия из полного числа витков исключается при-
мерно 1,5 витка (по 3/4 с каждого торца), поскольку эти витки 
поджаты при навивке к соседним и свободно деформироваться не 
могут; G — модуль сдвига материала пружины, для пружинной 
стали 
4
8 10
G  
 МПа; d — диаметр проволоки или прутка; z — 
жесткость пружины, равная нагрузке, при которой взаимное пере-
мещение концов пружины равно единице длины. 
Размыкание нормально замкнутых тормозов осуществляется 
силой размыкающего устройства, которое, преодолевая силу за-
мыкающей пружины или вес замыкающего груза, отводит поверх-
ности трения друг от друга. Сила размыкания создается либо ко-
роткоходным или длинноходным электромагнитами постоянного 
или переменного тока, либо электрогидравлическим или центро-
бежным толкателями, либо серводвигателем, либо электродвига-
телем привода. 
Размыкающее устройство включается и выключается одновре-
менно с электродвигателем привода механизма, и поэтому в разо-
мкнутом состоянии тормоз находится только при работе механиз-
ма, когда включено размыкающее устройство и создается сила 
размыкания. 
Нарастание тормозного момента в процессе торможения зави-
сит от вида размыкающего устройства. Желательным является 
плавное нарастание тормозного момента. 
Тормоза с пружинным и грузовым замыканием и с электромаг-
нитами характеризуются быстрым нарастанием тормозного мо-

мента М до номинального значения Мн, которое остается практи-
чески постоянным в течение всего процесса торможения 
 
н
const.
М
М


 
(5) 

Тормоза с пружинным замыканием и с электрогидравлически-
ми или центробежными толкателями позволяют получить плавное 
нарастание тормозного момента, изменение которого в процессе 
торможения близко к экспоненциальному закону 

 


/
н 1
,
t T
M
M
e


 
(6) 

где Т — механическая постоянная времени толкателя. 
Зазор между поверхностями трения разомкнутого тормоза 
имеет большое значение для износостойкости фрикционного ма-
териала. 
В колодочных и ленточных тормозах с наружными накладками 
при недостаточном зазоре (отхода накладки) возможно трение 
накладки о шкив вследствие радиального биения и температурного 
расширения его при нагреве во время работы. Трение накладки о 
шкив приводит к износу и повышению температуры, а повышение 
температуры в свою очередь — к увеличению размеров шкива и 
еще большему уменьшению зазоров. 
В колодочных и ленточных тормозах начальный радиальный 
зазор нач между поверхностями трения (отход колодки или лен-
ты), необходимый для нормальной работы, может быть найден по 
формуле 

 
3
2
нач
,
k
D


 
(7) 

где k — коэффициент пропорциональности (k = 0,019 для тормозов 
ТКП, ТКТ, ТТ); нач и D — соответственно зазор и диаметр тор-
мозного шкива, мм. 
В дисковых тормозах обычно принимают, что начальный осе-
вой зазор между поверхностями трения разомкнутого тормоза 
должен быть не менее 0,5 мм при работе с накладками из фрикци-
онного материала и не менее 0,2 мм при работе металлических 
дисков в масляной ванне. 
По мере износа фрикционной пары растет зазор между ее по-
верхностями трения при разомкнутом тормозе. Одновременно 
увеличивается ход размыкающего устройства, который не должен 
быть больше предельно допустимого. 

При увеличении хода якоря больше предельно допустимого у 
электромагнитов уменьшается тяговая сила и появляется опас-
ность неразмыкания тормоза при включенном приводе механизма. 
Когда ход штока толкателя достигает конструктивно возможного, 
при замыкании тормоза сила пружины воспринимается толкате-
лем, а не передается на фрикционный элемент, и момент тормоза 
резко уменьшается. 
Поэтому для образования начального зазора между поверхно-
стями трения используют лишь часть номинального хода размы-
кающего устройства, а оставшуюся часть хода резервируют на 
компенсацию износа тормозных накладок, деформации элементов 
тормоза и люфта в шарнирах рычажной системы. На компенсацию 
износа тормозных накладок обычно резервируют 30…40 % хода 
размыкающего устройства, при этом суммарная деформация си-
стемы и люфт в шарнирах не должны поглощать более 5…10 % 
номинального хода размыкающего устройства. 
В двухколодочном тормозе начальный ход размыкающего 
устройства  
 
нач
нач
x ном
2
,
h
i
k h
 

 
(8) 

где i — передаточное число рычажной системы тормоза от  
подвижной 
части 
размыкающего 
устройства 
до 
колодки; 

x
нач
ном
/
k
h
h

 — коэффициент использования хода подвижной ча-
сти размыкающего устройства, для тормозов ТКП, ТКТ, ТКГ, 
ТКГР, ТТ kx = 2/3; 
ном
h
 — номинальный ход размыкающего 
устройства. 
Замену тормозных накладок проводят при износе их в средней 
части колодки до половины, а в точке наибольшего износа до двух 
третей первоначальной толщины. 
Новая накладка должна плотно прилегать к шкиву. Поскольку 
получить полное прилегание новой накладки к шкиву очень труд-
но, то в колодочных тормозах следует заменять накладки по оче-
реди. В этом случае приработка новой накладки происходит менее 
интенсивно. При новых накладках должен быть установлен увели-
ченный отход колодки, и только после приработки накладки тор-
моз регулируют на номинальный зазор. 
 

РАБОТА № 1. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ  
И РЕГУЛИРОВКА ТОРМОЗА 

 
Цель работы — изучение конструкции и работы различных 
типов тормозов и размыкающих устройств, ознакомление с техни-
ческим обслуживанием тормоза. 

Порядок выполнения работы 

1. Изучение конструкции и работы различных типов тормозов 
и размыкающих устройств. 
2. Определение начального и наибольшего зазора между по-
верхностями трения тормоза и начального хода размыкающего 
устройства. 
3. Замена фрикционных элементов тормоза. 
4. Проведение регулировки тормоза. 
5. Составление отчета. 

Оборудование 

1. Тормоза двухколодочные с электрогидротолкателем, уста-
новленные на стенде в рабочем состоянии. 
2. Фрикционные элементы тормозов. 
3. Образцы фрикционных материалов. 
4. Комплект инструмента для сборки, разборки и регулировки 
тормоза. 
5. Линейка стальная (миллиметровая). 

Изучение конструкции и работы тормозов  
и размыкающих устройств 

Изучение конструкции и работы тормозов и размыкающих 
устройств проводят на действующих натурных образцах. При этом 
внимание обращают на следующие вопросы: 
• назначение отдельных элементов тормоза и размыкающего 
устройства; 

• взаимодействие элементов тормоза и размыкающего устрой-
ства; 
• особенности 
механических 
тормозов 
и 
размыкающих 
устройств; 
• фрикционные материалы; 
• техническое обслуживание, замена фрикционных элементов, 
регулировка тормоза. 

Замена тормозных накладок 

Для замены тормозных накладок в двухколодочном тормозе с 
короткоходовым электромагнитом рычаги тормоза разводят от-
жимной гайкой, ось колодки выбивается, а колодку выдвигают по 
поверхности шкива и вынимают через зазор между шкивом, тор-
мозным рычагом и штоком. Установку колодки на место после 
смены накладки осуществляют в обратном порядке. 

Регулировка тормоза 

Регулировка тормоза должна обеспечить: 
• заданный момент тормоза в замкнутом состоянии; 
• заданный отход поверхностей трения друг от друга в разомкнутом 
состоянии. 

Содержание отчета 

Отчет о работе должен включать: 
1) схемы и характеристики тормозных устройств; 
2) расчет начального зазора между поверхностями трения и 
начального хода размыкающего устройства. 

РАБОТА № 2. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ 
КРАНОВОГО МЕХАНИЗМА 
НА ТОРМОЗНОМ СТЕНДЕ 

 
Цель работы — расчет и экспериментальное определение параметров, 
характеризующих работу тормоза.  

Порядок выполнения работы 

1. Ознакомление с тормозным стендом и измерительными приборами, 
подготовка их к эксперименту. 
2. Расчет силы и осадки пружины (или веса замыкающего груза) 
по заданному моменту тормоза, установленного на стенде, а 
также расчет времени торможения заданной эквивалентной системы. 

3. Регулировка тормоза на заданный момент. 
4. Проведение эксперимента с записью на осциллограмме изменения 
момента тормоза в процессе торможения. 
5. Проведение градуировки. 
6. Обработка и расшифровка осциллограммы. 
7. Составление отчета. 

Оборудование  

1. Тормозной стенд. 
2. Светолучевой осциллограф. 
3. Комплект инструмента для регулировки тормоза. 

Описание тормозного стенда 

Тормозной стенд является одномассовой динамической моделью, 
в которой вращающиеся и поступательно движущиеся массы 
реального кранового механизма заменены эквивалентной вращающейся 
массой. 
Стенд имеет вал со сменными дисками, установленный на 
подшипниках и приводимый во вращение электродвигателем че-