คู่มือการเลือกเบรกอุตสาหกรรม

เบรกอุตสาหกรรมเป็นส่วนประกอบหลักที่ช่วยให้มั่นใจในการหยุดสตาร์ทอย่างปลอดภัยและการวางตำแหน่งที่แม่นยำของอุปกรณ์อุตสาหกรรม เช่น เครื่องจักรการยก เครื่องมือกล ระบบสายพานลำเลียง อุปกรณ์พลังงานลม ฯลฯ การเลือกเบรกที่เหมาะสมส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน ปัจจัยด้านความปลอดภัย และอายุการใช้งานของอุปกรณ์ การคัดเลือกควรเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบหลักสามประการของ "การปรับสภาพการทำงาน พารามิเตอร์ที่แม่นยำ และการหลีกเลี่ยงความเสี่ยง" รวมกับการพิจารณาคุณลักษณะโหลดของอุปกรณ์ ข้อกำหนดในการทำงาน และสภาพแวดล้อมอย่างครอบคลุม ข้อมูลต่อไปนี้ให้คำอธิบายโดยละเอียดจากสี่แง่มุม: ข้อกำหนดเบื้องต้นในการเลือก พารามิเตอร์หลัก การปรับสถานการณ์ และจุดหลีกเลี่ยงหลุม

一 ข้อกำหนดเบื้องต้นสามประการที่ต้องชี้แจงก่อนเลือกแบบจำลอง

ก่อนที่จะระบุประเภทของเบรก จำเป็นต้องแยกแยะสภาพการทำงานพื้นฐานของอุปกรณ์ก่อน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พารามิเตอร์ไม่ตรงกันหรือทำงานซ้ำซ้อน:

1. ชี้แจงข้อกำหนดหลักของอุปกรณ์
-ข้อกำหนดด้านการทำงาน:แยกความแตกต่างระหว่าง "หยุดการเบรก" (เช่น การปิดแกนหมุนของเครื่องจักรอย่างรวดเร็ว), "การเบรกจอดรถ" (เช่น ระบบกันสะเทือนของเครน) และ "การเบรกเพื่อควบคุมความเร็ว" (เช่น การควบคุมความตึงของเครื่องตัด) การหยุดเบรกจะเน้นที่ความเร็วตอบสนอง (น้อยกว่า 0.5 วินาทีหรือน้อยกว่า 1 วินาที ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของอุปกรณ์) การเบรกจอดรถจะเน้นไปที่ "การป้องกันความล้มเหลว" (การล็อคอัตโนมัติหลังจากการหยุดชะงักของไฟฟ้า/แก๊ส) และการเบรกเพื่อควบคุมความเร็วจะมุ่งเน้นไปที่แรงเบรกที่ปรับได้
-ความเข้มข้นในการใช้งาน:Determine whether the equipment is "frequently started and stopped" (such as AGV carts and sorting machines, with daily braking>500 ครั้ง) หรือ “เบรกเป็นจังหวะ” (เช่น เครนสะพานที่มีการเบรกรายวัน<100 times). When starting and stopping frequently, special attention should be paid to brake heat dissipation and wear life.

2. ตรวจสอบลักษณะสำคัญของโหลด
-ประเภทการบรรทุก:แยกความแตกต่างระหว่าง "โหลดเฉื่อย" (เช่น โรเตอร์ของมอเตอร์หมุนความเร็วสูง- มู่เล่) และ "โหลดที่เป็นไปได้" (เช่น การยกเครน วัสดุสายพานลำเลียงแบบเอียง) โหลดที่อาจเกิดขึ้นจำเป็นต้องคำนวณ "แรงบิดป้องกันการตก" เพิ่มเติม เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้โหลดเลื่อนลงหลังจากการปิดเครื่อง โหลดเฉื่อยจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบของแรงเฉื่อยในการหมุนที่มีต่อเสถียรภาพในการเบรก
-ความผันผวนของโหลด:ยืนยันว่าโหลดนั้นเป็น "โหลดคงที่" (เช่น กล่องกระดาษแข็งที่ขนส่งด้วยความเร็วคงที่) หรือ "โหลดกระแทก" (เช่น โมเมนต์การตอกด้วยเครื่องกด หรือโมเมนต์การยกด้วยเครน) ควรเพิ่มน้ำหนักการกระแทกด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัย 1.3-2.0 เท่า (ขีดจำกัดบนสำหรับการกระแทกที่บรรทุกหนัก และขีดจำกัดล่างสำหรับการบรรทุกเบา) เพื่อป้องกันความล้มเหลวเนื่องจากแรงกระแทกที่มากเกินไประหว่างการเบรก

3. ประเมินข้อกำหนดด้านการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อม
-สภาพแวดล้อมแบบเดิมๆ(อุณหภูมิ -10 องศา ~60 องศา ไม่มีข้อกำหนดในการป้องกันฝุ่น/การกัดกร่อน/การระเบิด): ตัวเลือกเบรกแบบเปิดธรรมดา ไม่จำเป็นต้องป้องกันเป็นพิเศษ
-สภาพแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์:
•High temperature environment (such as metallurgical workshop, drying line, temperature>60 ℃): High temperature resistant friction plates (ceramic based, metal based, temperature>ควรเลือก 300 องศา ) ร่วมกับโครงสร้างการกระจายความร้อน (รูระบายอากาศ ปลอกระบายความร้อนด้วยน้ำ)
• สภาพแวดล้อมที่เปียก/เต็มไปด้วยฝุ่น (เช่น เหมือง พื้นที่ทำความสะอาดอาหาร): ควรเลือกระดับการซีล IP65 หรือสูงกว่า และควรใช้ดิสก์เบรกสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่น (พื้นผิวเสียดสีทำความสะอาดง่ายเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมและการเกาะตัวของฝุ่นในถังซัก)
• สภาพแวดล้อมที่ป้องกันการระเบิด (เช่น โรงงานเคมีและเหมืองถ่านหินใต้ดิน): จำเป็นต้องเลือกเบรกที่มีใบรับรอง Ex (เช่น ชนิดป้องกันการระเบิด Ex d IIC T4-) เพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดจากประกายไฟจากการเสียดสีหรือประกายไฟทางไฟฟ้า

2, การคำนวณพารามิเตอร์หลักการเลือก: 4 ตัวบ่งชี้บังคับ
พารามิเตอร์เป็น "พื้นฐานเชิงปริมาณ" สำหรับการเลือก และควรคำนวณตามเงื่อนไขการทำงานจริงของอุปกรณ์ "พารามิเตอร์ที่กำหนดเอง" ไม่สามารถนำมาใช้โดยตรงได้:

1. แรงบิดในการเบรก (M): แกนกลางที่กำหนดว่าสามารถหยุดได้หรือไม่
-สูตรการคำนวณ:\\ (M=K \\ ครั้ง \\ frac {J \\ ครั้ง n} {9550 \\ ครั้ง t_b} \\)
หนึ่งในนั้นคือ: (K) คือปัจจัยด้านความปลอดภัย (เบรกหยุด 1.2-1.5 เบรกจอดรถ 1.5-2.0)\\ (J) คือโมเมนต์ความเฉื่อยรวม (กก. · ม. ² รวมถึงส่วนประกอบที่หมุนของอุปกรณ์และน้ำหนักบรรทุก)\\ (n) คือความเร็วก่อนเบรก (r/min)\\ (t_b \\) คือเวลาเบรกที่ต้องการ
-ตัวอย่าง:ความเร็วมอเตอร์ของสายพานลำเลียงบางชนิดคือ 1450r/min โดยมีโมเมนต์ความเฉื่อยรวม 0.6 กก. · ม. ² จะต้องหยุดภายใน 4 วินาที เมื่อคำนึงถึงปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ 1.3 แรงบิดในการเบรกจะอยู่ที่ประมาณ 0.037kN · m=37N · m (M=1.3 \\ times \\ frac {0.6 \\ times 1450} {9550 \\ times 4}) และจำเป็นต้องเลือกเบรกแบบกำหนดเองที่มีแรงบิดมากกว่าหรือเท่ากับ 37N · m

2. ความถี่ในการเบรก (f): กำหนดว่าสามารถใช้งานได้นานหรือไม่
Refers to the number of braking times per unit time (times/min), frequent braking (f>15 ครั้ง/นาที) จะทำให้แผ่นแรงเสียดทานร้อนขึ้น และจำเป็นต้องคำนวณกำลังการกระจายความร้อน: \\ (P=\\ frac {2 \\ pi \\ times M \\ times n \\ times f} {60 \\ times 1000 \\ times 60} \\) (หน่วย: kW) หากกำลังที่คำนวณได้เกินกำลังการทำความเย็นที่กำหนดของเบรก จำเป็นต้องติดตั้งพัดลมระบายความร้อนหรืออุปกรณ์ระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลว

3. การติดตั้งพารามิเตอร์การปรับเปลี่ยน: พิจารณาว่าสามารถติดตั้งได้หรือไม่
-การจับคู่เส้นผ่านศูนย์กลางเพลา:รูด้านในของเบรกควรเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาเบรกอุปกรณ์ (เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา 25 มม. เลือกเบรกที่มีรูใน 25 มม.) โดยมีค่าเบี่ยงเบนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.05 มม. เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนที่เกิดจากความเยื้องศูนย์หลังการติดตั้ง
-ข้อจำกัดด้านพื้นที่:ตรวจสอบพื้นที่ที่สงวนไว้สำหรับทิศทางตามแนวแกน (ความยาวเบรก) และแนวรัศมี (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเบรก) ของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น "เบรกแม่เหล็กไฟฟ้าแบบบาง" (ความยาวแกน<40mm) should be selected at the rear end of the servo motor to avoid interference with other components.
4. แรงบิดเบรกแบบคงที่ (M คงที่): พารามิเตอร์พิเศษสำหรับเบรกจอดรถ
สำหรับอุปกรณ์รับน้ำหนักที่เป็นไปได้ เช่น เครนและสายพานลำเลียงแบบลาดเอียง ควรใช้แรงบิดเบรกแบบคงที่เพื่อตอบโต้น้ำหนักของโหลดเมื่อจอดรถ และจำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ M static มากกว่าหรือเท่ากับ 1.2 เท่าของแรงบิดโหลดที่อาจเกิดขึ้น แทนที่จะอาศัยแรงบิดเบรกแบบไดนามิกเพียงอย่างเดียว เพื่อป้องกันไม่ให้โหลดเลื่อนหลังจากไฟฟ้าดับ

3 แผนการเลือกสถานการณ์: ปรับให้เข้ากับสถานการณ์อุตสาหกรรมทั่วไป 8 แบบ
สภาพการทำงานของอุปกรณ์อุตสาหกรรมต่างๆ มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ และจำเป็นต้องมีการจับคู่ที่แม่นยำโดยพิจารณาจากข้อได้เปรียบทางเทคนิคของประเภทเบรก ต่อไปนี้คือคำแนะนำในการเลือกสำหรับสถานการณ์ทั่วไป 8 ประการในสาขาอุตสาหกรรมทั่วไป:

4, การหลีกเลี่ยงการเลือก: 5 ข้อผิดพลาดทั่วไปและวิธีการแก้ไข
1. ข้อผิดพลาด 1: เลือกตาม "กำลังมอเตอร์" เท่านั้น โดยไม่สนใจโมเมนต์ความเฉื่อย
-ผลที่ตามมา:หากกำลังมอเตอร์เท่ากันแต่โหลดมีโมเมนต์ความเฉื่อยสูง (เช่น อุปกรณ์ที่มีมู่เล่ขนาดใหญ่) อาจทำให้ใช้เวลาเบรกนานเกินไปหรือแม้กระทั่งเบรกไม่มีประสิทธิภาพ
-การแก้ไข:จำเป็นต้องคำนวณ "โมเมนต์ความเฉื่อยรวม" สำหรับอุปกรณ์ที่มีโมเมนต์ความเฉื่อยสูง ควรเลือกเบรกที่มีแรงบิดในการเบรกมากกว่า แทนที่จะเลือกเพียงกำลังของมอเตอร์ให้ตรงกัน

2. ข้อผิดพลาด 2: การใช้แผ่นเสียดสีเรซินธรรมดาในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-

-ผลที่ตามมา:แผ่นเสียดสีที่ใช้เรซินธรรมดาจะเกิดคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงกว่า 120 องศา ทำให้แรงเบรกลดลงมากกว่า 50% และในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้เบรกขัดข้อง
-การแก้ไข:For high temperature scenarios (>100 องศา ) เลือกแผ่นแรงเสียดทานแบบเซรามิก (ทนอุณหภูมิ 600 องศา ) หรือแบบโลหะ (ทนอุณหภูมิ 400 องศา ) ที่มีโครงสร้างการกระจายความร้อน

3. ข้อผิดพลาด 3: การเลือกดรัมเบรกสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นมาก
-ผลที่ตามมา:ช่องว่างระหว่างดรัมเบรกและยางเบรกของดรัมเบรกมีแนวโน้มที่จะเกิดการสะสมของฝุ่น ทำให้เกิดการติดขัดหรือแรงเบรกไม่สม่ำเสมอ ซึ่งส่งผลต่อเสถียรภาพในการเบรก
-การแก้ไข:ในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่น ควรเลือกใช้ดิสก์เบรก (ที่มีพื้นผิวเสียดสี และทำความสะอาดง่าย) หรือควรเลือกดรัมเบรกที่มีฝาครอบกันฝุ่นที่ปิดสนิท

4. ข้อผิดพลาด 4: เบรกจอดรถดูเฉพาะ "แรงบิดเบรกแบบไดนามิก"
-ผลที่ตามมา:แรงบิดในการเบรกแบบไดนามิกเป็นไปตามข้อกำหนดในการหยุด แต่แรงบิดในการเบรกแบบคงที่ไม่เพียงพอ เมื่อจอดรถ แรงโน้มถ่วงของโหลดจะมากกว่าแรงบิดคงที่ ส่งผลให้อุปกรณ์เลื่อน (เช่น เครนตกลงมาจากโหลดที่แขวนลอย)
-การแก้ไข:ควรคำนวณ "แรงบิดเบรกแบบคงที่" แยกต่างหากสำหรับเบรกจอดรถเพื่อให้แน่ใจว่ามีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 1.2 เท่าของแรงบิดโหลดที่อาจเกิดขึ้น และควรให้ความสำคัญกับ "เบรกป้องกันความล้มเหลวแบบปิดตามปกติ"
5. ข้อผิดพลาด 5: ละเลยความจำเป็นใน "การปรับระยะเบรก"
-ผลที่ตามมา:หลังจากที่แผ่นแรงเสียดทานสึกหรอ ระยะห่างจะเพิ่มขึ้น และแรงเบรกจะค่อยๆ ลดลง ความล้มเหลวในการปรับเปลี่ยนทันเวลาอาจทำให้เบรกขัดข้องและเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
-การแก้ไข:ในสถานการณ์ที่มีการเบรกบ่อยครั้ง (เช่น AGV และเครื่องคัดแยก) การเลือก "เบรกปรับช่องว่างอัตโนมัติ" จะขจัดความจำเป็นในการบำรุงรักษาด้วยตนเองบ่อยครั้ง และลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

5 สรุปกระบวนการคัดเลือก: 4 ขั้นตอนในการดำเนินการอย่างรวดเร็ว
1. การถอดชิ้นส่วนที่ต้องการ:ชี้แจงฟังก์ชั่นของอุปกรณ์ (การหยุด/จอด/การควบคุมความเร็ว) ประเภทโหลด (ความเฉื่อย/พลังงานศักย์) และสภาพแวดล้อม (แบบธรรมดา/รุนแรง)
2. การคำนวณพารามิเตอร์:คำนวณแรงบิดในการเบรก (รวมถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย) ความถี่ในการเบรก (รวมถึงการกระจายความร้อน) ขนาดการติดตั้ง (เส้นผ่านศูนย์กลาง/พื้นที่เพลา) และแรงบิดเบรกแบบคงที่ (สถานการณ์การจอดรถ)
3. ประเภทการจับคู่:จับคู่ตามฉาก ยกเว้นประเภทเบรกที่ไม่ตรงตามข้อกำหนดด้านสภาพแวดล้อม/ฟังก์ชัน และจำกัดช่วงการเลือกให้แคบลง
4. การตรวจสอบการปรับตัว ณ สถานที่ปฏิบัติงาน:ดำเนินการ "ทดสอบก่อนการติดตั้ง" บนเบรกเริ่มแรกและอุปกรณ์เพื่อตรวจสอบความแม่นยำของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาที่พอดี (วัดด้วยไมโครมิเตอร์สำหรับระยะห่าง) การรบกวนเชิงพื้นที่ (ไม่ว่าจะมีการเสียดสีส่วนประกอบอื่นๆ ระหว่างการทำงานจำลองหรือไม่) และทำการทดสอบเบรกจริง 10-20 ครั้งเพื่อตรวจสอบว่าเวลาและความนุ่มนวลในการเบรกเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่ เพื่อให้มั่นใจว่าผลการดำเนินงานจริงสอดคล้องกับการคำนวณทางทฤษฎี

ด้วยกระบวนการข้างต้น ทำให้สามารถเลือกเบรกอุตสาหกรรมได้อย่างแม่นยำ ซึ่งไม่เพียงแต่ตรงตามข้อกำหนดในการใช้งานอุปกรณ์อย่างปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาสมดุลระหว่างความประหยัดและอายุการใช้งานอีกด้วย หลีกเลี่ยงการหยุดชะงักในการผลิตหรืออุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการเลือกที่ไม่เหมาะสม