Толкатель электрогидравлический

Учитывая указанные выше недостатки электромагнитов, в конструкциях подъемно-транспортных машин все шире применяют электрогидравлические и электромеханические толкатели. Электрогидравлический толкатель — это независимый механизм, состоящий из центробежного насоса, приводимого в действие электродвигателем малой мощности, и поршневой группы, соединяемой с рычажной системой тормоза. В этом устройстве электрическая энергия преобразуется в механическую энергию прямолинейно движущегося штока толкателя.

Отечественная промышленность выпускает одноштоковые и двухштоковые толкатели. На рисунке 1 показана одна из конструкций одноштокового толкателя в положении, когда двигатель выключен и поршень находится внизу.

Электрогидравлический одноштоковый толкатель типа ТЭГ

электрогидравлический одноштоковый толкатель типа ТЭГ
Рис. 1

Толкатель состоит из электродвигателя 6, погруженного в рабочую жидкость корпуса 1, центробежного насоса 5, поршня 4 со штоком 3 и внутреннего цилиндра 2. Роторное колесо насоса с односторонним всасыванием закреплено на валу ротора электродвигателя 6. При включении двигателя колесо, вращаясь, создает избыточное давление жидкости под поршнем 4. Под действием этого давления поршень со штоком перемещается вверх. Так как корпус заполнен рабочей жидкостью, то при подъеме поршня жидкость из пространства над поршнем по каналам между цилиндром 2 и корпусом 1 перетекает к нижней части насоса 5 (на рисунке 1 направление движения жидкости показано стрелками).

Роторное колесо имеет радиально расположенные лопатки, что обеспечивает независимость напора, создаваемого насосом, от направления вращения двигателя. При включении электродвигателя роторное колесо останавливается, избыточное давление жидкости исчезает и поршень под действием внешней нагрузки, действующей на шток со стороны тормозного устройства, и собственной силы тяжести опускается в нижнее положение. При этом жидкость из-под поршня перетекает через роторное колесо и каналы в пространство над поршнем. Шток 3 тормоза имеет в верхней части отверстие для присоединения к рычажной системе тормоза.

Для нормальной работы толкатель заполняется рабочей жидкостью до уровня горловины верхнего заливного отверстия. В качестве рабочей жидкости используется масло АМГ-10 или трансформаторное масло, а для работы при температуре до –60˚С применяют специальную жидкость ПМС-20 и ПГ-271.

Электрогидравлические толкатели нечувствительны к механическим перегрузкам. Если внешняя нагрузка превышает их подъемную силу, то при работающем насосе поршень толкателя остается на месте. При этом сила тока в обмотке двигателя, а также напряжения в элементах толкателя не увеличиваются. Ход штока толкателя можно произвольно ограничить как в сторону подъема, так и в сторону спуска, причем это не вызывает изменения подъемной силы и дополнительного расхода энергии или нагрева обмотки двигателя.

Большими преимуществами электрогидравлических толкателей по сравнению с тормозными электромагнитами являются:

  • плавная работа устройства и возможность большой частоты включений (в зависимости от типоразмера толкателя она равна 720 – 2000 1/ч);
  • высокая износоустойчивость элементов толкателя;
  • простота эксплуатации;
  • резкое уменьшение пусковых токов.

Некоторые конструкции толкателей снабжены регулировочными клапанами, позволяющими изменять в широких пределах время подъема и опускания поршня. На время хода поршня толкателя кроме размеров отверстий истечения рабочей жидкости влияет также и нагрузка на шток толкателя: чем больше внешняя нагрузка, тем больше время подъема и меньше время опускания (рис. 2).

Зависимость времени подъема tп и спуска tсп поршня толкателя от внешней нагрузки Р

зависимость времени подъема tп и спуска tсп поршня толкателя от внешней нагрузки Р

Рис. 2

Подбор электрогидравлических толкателей производится по их механическим данным. Ход штока, указанный в паспорте, является максимально возможным – от крайнего нижнего до крайнего верхнего положения. Рабочий ход штока, устанавливаемый при регулировке тормоза, должен оставлять около 2/3 максимального хода. При этом 1/3 хода резервируется на компенсацию износа фрикционных накладок тормоза (см. остановы и тормоза), а также на компенсацию зазоров в шарнирах и упругих деформаций элементов рычажной системы тормоза. Коэффициент запаса толкателей по подъемной силе составляет 1,15-1,3, то есть фактически они развивают силу на 15-30% больше приведенной в паспорте.

Колодочный тормоз с электрогидравлическим приводом

колодочный тормоз с электрогидравлическим приводом

Рис. 3

Электрогидравлические толкатели имеют также некоторые недостатки:

  • так, наличие рабочей жидкости в корпусе требует обеспечения герметизации, что создает неудобства в эксплуатации, особенно при низких температурах;
  • конструкция толкателя весьма сложна и требует для обеспечения надежной работы высокой точности изготовления, что вызывает увеличение стоимости;
  • выпускаемые отечественной промышленностью толкатели могут работать только в вертикальном положении — отклонение от вертикали не должно быть больше 15˚, что определяется верхним расположением воздушного компенсирующего объема. При увеличении угла отклонения воздух нарушает сплошность потока жидкости и рабочая сила на штоке уменьшается, а время подъема поршня увеличивается.

Конструкция тормоза с приводом от электрогидравлического толкателя 1 с замыкающей пружиной 2 приведена на рисунке 3, параметры серии таких тормозов – в таблице 1.

Колодочные тормоза типа ТКГ с приводом от электрогидравлических толкателей

колодочные тормоза типа ТКГ с приводом от электрогидравлических толкателей
Табл. 1

В обычных конструкциях электрогидравлических толкателей избыточное давление рабочей жидкости не превышает 0,1 МПа во избежание вспенивания при обратном ходе поршня. Однако, имеются конструкции, в которых давление жидкости значительно выше (0,7-1,5 МПа), что позволяет создать малогабаритные устройства, развивающие большую силу на штоке.

Электромеханический толкатель

В качестве приводов тормозов находят применение также электромеханические толкатели, использующие для размыкания тормоза действие центробежной силы вращающихся масс. Эти толкатели могут работать в любом положении в пространстве, а поскольку в них нет рабочей жидкости, то их функционирование не зависит от температуры окружающей среды. Эксплуатация подтвердила их достаточно высокую надежность, долговечность и соответствие их рабочих характеристик предъявляемым к ним требованиям.