Барабанные тормоза SIBRE серии THi: полный технический обзор пружинно-гидравлических тормозов
В промышленных условиях, где безопасность подъёмно-транспортного и технологического оборудования является приоритетом, выбор тормозной системы определяет не только эффективность производственного процесса, но и безопасность персонала. Барабанные тормоза SIBRE серии THi — это высоконадёжные устройства пружинного замыкания с гидравлическим растормаживанием, спроектированные и изготовленные в соответствии с требованиями стандарта DIN 15435. Серия охватывает семь типоразмеров с диаметрами тормозных барабанов от 200 до 710 мм и тормозными моментами от 25 до 9400 Нм, предоставляя конструкторам оптимальные решения для самого широкого спектра применений — от мостовых кранов малой грузоподъёмности до тяжёлого металлургического и горнодобывающего оборудования.
Компания SIBRE Siegerland-Bremsen GmbH (Auf der Stücke 1–5, D-35708 Haiger, Германия) производит тормозное оборудование для промышленности на протяжении нескольких десятилетий. Серия THi является одним из флагманских продуктов компании в сегменте гидравлических тормозных систем. Документальная база изделий — лист данных M 900 1200 E-EN-2001-08.
Что такое барабанный тормоз серии THi
Аббревиатура THi расшифровывается как Trommelbackenbremse Hydraulisch — барабанный колодочный тормоз с гидравлическим приводом. Принципиальная особенность конструкции состоит в том, что тормоз работает по схеме «нормально замкнутый» (spring applied, hydraulic released) — в отсутствие давления в гидросистеме тормоз автоматически замыкается под действием пружин, обеспечивая аварийное торможение и стояночную фиксацию. Для растормаживания необходимо подать рабочее давление от 6 до 70 бар в зависимости от типоразмера и требуемого тормозного момента.
Данный принцип действия является предпочтительным для грузоподъёмных механизмов, поскольку при отключении питания или аварийном останове тормоз мгновенно замыкается без каких-либо дополнительных команд управления. Это требование прямо закреплено в правилах безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов и соответствующих технических регламентах.
В отличие от серии SBM (ручное управление маховиком), тормоза серии THi обеспечивают автоматическое управление от гидравлической системы, что критически важно в автоматизированных производственных линиях и дистанционно управляемом оборудовании. Лист данных серии THi охватывает оба варианта привода: гидравлический цилиндр (hydraulic released) и электрогидравлический толкатель (thruster released) — при этом механическая часть тормоза остаётся единой.
Конструктивные особенности и принцип работы
Тормоза серии THi построены на основе двухколодочной рычажной конструкции с симметричным охватом барабана. Замыкание тормоза осуществляется тарельчатыми пружинами, создающими необходимое усилие прижима колодок к барабану. Растормаживание происходит при подаче давления масла в гидравлический цилиндр — поршень преодолевает усилие пружин и разводит колодки.
Коэффициент трения фрикционных накладок принят равным μ = 0,4 — стандартное значение для промышленных накладок из прессованных материалов. Необходимый объёмный расход масла для растормаживания составляет 8 л/мин, что совместимо с большинством стандартных промышленных гидростанций.
Среди ключевых конструктивных элементов серии выделяются: тарельчатые пружины замыкания, обеспечивающие стабильное тормозное усилие на протяжении всего ресурса; гидравлический цилиндр с уплотнениями высокого давления — рассчитан на давление до 70 бар; сменные фрикционные накладки тормозных колодок, допускающие замену без полного демонтажа тормоза. Резьба крепления выбирается в зависимости от типоразмера: M14 для THi 200, M18 для THi 250–315, M22 для THi 400–500, M27 для THi 630–710.
Важной конструктивной опцией является система автоматической компенсации износа фрикционных накладок (wear compensation). Она автоматически поддерживает постоянный зазор между накладкой и барабаном по мере износа, исключая необходимость ручной регулировки и обеспечивая стабильные динамические характеристики на протяжении всего межремонтного периода. При заказе необходимо явно указывать наличие или отсутствие данной опции.
Масса тормозов указана без гидравлического толкателя: от 19 кг для THi 200 до 268 кг для THi 710.
Технические характеристики и типоразмеры серии THi
THi 200 — начальный типоразмер серии
THi 200 — наименьший типоразмер серии, предназначенный для применений с относительно небольшими тормозными нагрузками. Несмотря на компактность, тормоз обеспечивает надёжную работу в автоматизированном режиме благодаря гидравлическому приводу растормаживания.
Диаметр барабана: 200 мм. Масса без толкателя: 19 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления растормаживания: при 6 бар — от 25 до 300 Нм, при 10 бар — от 25 до 400 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 535–540, B = 95, C = 515, D = 200, E = 170, F = 90, G = 160, H = 475, J = 55, K = 145, L = 160, M = 115, N = 10, P = 75, Q = 70, R = 96, d = 14.
Два рабочих давления позволяют регулировать остаточный тормозной момент при частичном растормаживании. Применяется в лёгких кранах-балках, монорельсовых тельферах, подъёмных механизмах вентиляционных установок и вспомогательных приводах технологического оборудования.
THi 250 — расширенный диапазон тормозного момента
Типоразмер THi 250 предлагает три ступени рабочего давления, обеспечивая гибкость при настройке тормозного момента под конкретные условия эксплуатации. Максимальный тормозной момент при давлении 15 бар достигает 850 Нм.
Диаметр барабана: 250 мм. Масса без толкателя: 30 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления: при 6 бар — от 40 до 325 Нм, при 10 бар — от 40 до 450 Нм, при 15 бар — от 100 до 850 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 660–665, B = 110, C = 625, D = 250, E = 210, F = 110, G = 200, H = 550–560, J = 65, K = 180, L = 190, M = 133, N = 10, P = 95, Q = 90, R = 113, d = 18.
Увеличенный диаметр резьбы крепления d = 18 мм повышает надёжность при циклических нагрузках. При давлении 6 бар тормозной момент составляет 40–325 Нм, что позволяет использовать тормоз в режиме регулируемого замедления. Применяется в мостовых кранах малой грузоподъёмности, лебёдках подъёмных платформ и конвейерных системах.
THi 315 — четыре ступени давления
Типоразмер THi 315 отличается наибольшим числом ступеней давления в нижней части размерного ряда — четыре значения от 6 до 20 бар, что обеспечивает исключительно широкий диапазон регулирования тормозного момента.
Диаметр барабана: 315 мм. Масса без толкателя: 50 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления: при 6 бар — от 70 до 420 Нм, при 10 бар — от 70 до 550 Нм, при 15 бар — от 75 до 1050 Нм, при 20 бар — от 90 до 1700 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 780–790, B = 130, C = 735, D = 315, E = 260, F = 125, G = 240, H = 650–660, J = 80, K = 220, L = 230, M = 160, N = 10, P = 118, Q = 110, R = 135, d = 18.
При давлении 20 бар достигается максимальный тормозной момент 1700 Нм при минимальном усилии пружин от 90 Нм — наибольшее соотношение регулировки в нижней части типоразмерного ряда. Применяется в козловых кранах, кранах-штабелёрах, механизмах горизонтального перемещения портальных кранов.
THi 400 — тормоз для средних промышленных нагрузок
Начиная с типоразмера THi 400 используется диаметр резьбы d = 22 мм, соответствующий возросшим механическим нагрузкам. Максимальное рабочее давление составляет 30 бар, обеспечивая тормозной момент до 2750 Нм.
Диаметр барабана: 400 мм. Масса без толкателя: 85 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления: при 10 бар — от 80 до 575 Нм, при 15 бар — от 100 до 1100 Нм, при 20 бар — от 100 до 1800 Нм, при 30 бар — от 125 до 2750 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 935–955, B = 160, C = 900, D = 400, E = 310, F = 160, G = 300, H = 765–775, J = 100, K = 270, L = 280, M = 199, N = 12, P = 150, Q = 140, R = 167, d = 22.
Четыре ступени давления от 10 до 30 бар обеспечивают точную настройку тормозного момента под требования конкретного механизма. Применяется в мостовых кранах средней грузоподъёмности, механизмах подъёма башенных кранов, прокатных производствах и судовых лебёдках.
THi 500 — высоконагруженные промышленные применения
Типоразмер THi 500 обеспечивает тормозной момент до 5400 Нм при максимальном давлении 50 бар. Минимальное рабочее давление составляет 15 бар, что свидетельствует о значительном усилии пружин замыкания. Для всех ступеней давления минимальный тормозной момент (усилие пружин) составляет 200 Нм — гарантированное аварийное торможение при отключении питания.
Диаметр барабана: 500 мм. Масса без толкателя: 130 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления: при 15 бар — от 200 до 1400 Нм, при 20 бар — от 200 до 2200 Нм, при 30 бар — от 200 до 3400 Нм, при 50 бар — от 200 до 5400 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 1090–1110, B = 200, C = 1025, D = 500, E = 385, F = 190, G = 355, H = 870, J = 130, K = 325, L = 340, M = 242, N = 13, P = 190, Q = 180, R = 202, d = 22.
Применяется в металлургическом производстве, тяжёлых кранах-балках и специальном подъёмном оборудовании.
THi 630 — тормоз для тяжёлого кранового и металлургического оборудования
Типоразмер THi 630 переходит на диаметр резьбы d = 27 мм — максимальный в серии. Рабочие давления начинаются с 30 бар, минимальный тормозной момент пружин составляет 500 Нм. Максимальный тормозной момент — 8200 Нм при давлении 70 бар.
Диаметр барабана: 630 мм. Масса без толкателя: 206 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления: при 30 бар — от 500 до 3300 Нм, при 50 бар — от 500 до 5500 Нм, при 70 бар — от 500 до 8200 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 1245–1260, B = 240, C = 1190, D = 630, E = 465, F = 250, G = 440, H = 1000, J = 170, K = 400, L = 420, M = 295, N = 15, P = 236, Q = 225, R = 244, d = 27.
Минимальное усилие пружин 500 Нм гарантирует надёжную фиксацию даже при частичной потере давления в гидросистеме. Применяется в портовых и судостроительных кранах, конверторном и прокатном производстве, горнодобывающем оборудовании.
THi 710 — максимальный типоразмер серии
Типоразмер THi 710 является наибольшим в серии THi и обеспечивает максимальный тормозной момент 9400 Нм при давлении растормаживания 70 бар. Это мощнейший типоразмер пружинно-гидравлических барабанных тормозов в линейке SIBRE, созданный для самых тяжёлых промышленных применений.
Диаметр барабана: 710 мм. Масса без толкателя: 268 кг.
Диапазон тормозных моментов в зависимости от давления: при 30 бар — от 500 до 3800 Нм, при 50 бар — от 500 до 6300 Нм, при 70 бар — от 500 до 9400 Нм.
Полные габаритные размеры (мм): A = 1385–1400, B = 260, C = 1302, D = 710, E = 525, F = 270, G = 490, H = 1100, J = 190, K = 450, L = 470, M = 332, N = 15, P = 265, Q = 255, R = 276, d = 27.
Несмотря на максимальный тормозной момент в серии — 9400 Нм — минимальное усилие пружин составляет 500 Нм, что обеспечивает безопасную аварийную фиксацию. Применяется в тяжёлых металлургических кранах грузоподъёмностью свыше 100 тонн, шахтных подъёмниках, специальном оборудовании морских платформ.
Сводная таблица типоразмеров серии THi
| Тип | D (мм) | C (мм) | H (мм) | Давление (бар) | MBr мин. (Нм) | MBr макс. (Нм) | Резьба d | Масса* (кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| THi 200 | 200 | 515 | 475 | 6–10 | 25 | 400 | M14 | 19 |
| THi 250 | 250 | 625 | 550–560 | 6–15 | 40 | 850 | M18 | 30 |
| THi 315 | 315 | 735 | 650–660 | 6–20 | 70 | 1700 | M18 | 50 |
| THi 400 | 400 | 900 | 765–775 | 10–30 | 80 | 2750 | M22 | 85 |
| THi 500 | 500 | 1025 | 870 | 15–50 | 200 | 5400 | M22 | 130 |
| THi 630 | 630 | 1190 | 1000 | 30–70 | 500 | 8200 | M27 | 206 |
| THi 710 | 710 | 1302 | 1100 | 30–70 | 500 | 9400 | M27 | 268 |
*Масса указана без гидравлического толкателя. Коэффициент трения фрикционных накладок μ = 0,4.
D — диаметр барабана, C — база крепления, H — общая высота, MBr мин. — минимальный тормозной момент (усилие пружин), MBr макс. — максимальный тормозной момент.
Варианты исполнения и дополнительные опции
Серия THi предлагается в двух базовых конфигурациях и допускает широкий перечень опций для адаптации к специфическим условиям эксплуатации.
Первое базовое исполнение — spring applied, hydraulic released (пружинное замыкание, гидравлическое растормаживание). Растормаживание осуществляется от централизованной гидросистемы машины или встроенного электрогидравлического цилиндра. Данное исполнение описано в листе данных M 900 1200 E-EN-2001-08.
Второе базовое исполнение — spring applied, thruster released (пружинное замыкание, растормаживание электрогидравлическим толкателем). Не требует подключения к внешней гидросистеме высокого давления, что упрощает монтаж и снижает стоимость обвязки. Оба исполнения используют единую механическую платформу тормоза, что обеспечивает унификацию запасных частей.
Опция компенсации износа фрикционных накладок — автоматически поддерживает постоянный зазор между накладкой и барабаном по мере износа. Особенно рекомендуется для оборудования в интенсивном режиме с высокой частотой циклов торможения. При заказе указывается явно: «with wear compensation».
Концевой выключатель — устанавливается для индикации состояний «тормоз замкнут» и «тормоз разомкнут», обеспечивает интеграцию в систему ПЛК и реализацию защитных блокировок. Среди прочих опций доступны специальное антикоррозийное покрытие для агрессивных сред и морских условий, термостойкие фрикционные накладки для работы вблизи источников тепла, ручное аварийное растормаживание для безопасного обслуживания при отказе гидросистемы, а также монтажные адаптеры и переходные плиты для установки на нестандартные опорные конструкции.
Правила заказа и кодировка обозначений
При оформлении заказа производитель требует указывать тип тормоза и тормозной момент в формате: THi 200-50-300, где 200 — диаметр барабана, 50 — рабочее давление растормаживания (бар), 300 — тормозной момент (Нм). Также необходимо указывать наличие или отсутствие компенсации износа и требуемые дополнительные опции.
Например, обозначение THi 500-30-3400 означает: барабанный тормоз THi с барабаном 500 мм, давлением растормаживания 30 бар и тормозным моментом 3400 Нм. Данная система кодирования позволяет однозначно идентифицировать конфигурацию тормоза и исключает ошибки при комплектации заказа.
Области применения барабанных тормозов SIBRE THi
Принцип нормально замкнутого тормоза с автоматическим замыканием при потере давления делает серию THi предпочтительным выбором для всех применений, где требования безопасности запрещают самопроизвольное раскрытие тормоза при аварии.
Подъёмно-транспортное машиностроение является основной сферой применения. Мостовые краны, козловые краны, портальные краны, кран-балки и монорельсовые тельферы оснащаются тормозами серии THi на механизмах подъёма груза, передвижения моста и тележки. Нормально замкнутая конструкция обеспечивает автоматическое удержание груза при отключении питания — обязательное требование согласно ФНП и стандарту EN 13135. Типоразмеры THi 200–315 применяются в кранах грузоподъёмностью до 10 тонн, THi 400–500 — в среднетоннажных кранах, THi 630–710 — в тяжёлых мостовых и портальных кранах.
В металлургическом производстве тормоза серии THi работают в условиях высоких температур окружающей среды, вибраций и агрессивных сред — окалина, пары масел, повышенная влажность. Тормоза устанавливаются на механизмах кантователей стальных слябов, подъёмных устройствах нагревательных печей, намоточно-разматывающих агрегатах и металлургических кранах специального назначения.
В горнодобывающей промышленности серия THi в типоразмерах 400–710 применяется на шахтных подъёмниках, наклонных ленточных конвейерах и скреперных лебёдках, где надёжная фиксация в неподвижном состоянии является обязательным требованием безопасности. Система компенсации износа особенно ценна в условиях непрерывного производства, где плановые остановки для регулировки нежелательны.
В портовом и судовом оборудовании гидравлический привод хорошо интегрируется в бортовые гидросистемы судов. Швартовные лебёдки, якорные шпили, портальные и судовые краны оснащаются тормозами серии THi в качестве рабочих и аварийных тормозных устройств. Исполнение с антикоррозийным покрытием адаптировано к условиям морской эксплуатации.
В нефтегазовом секторе тормоза устанавливаются на буровых установках, нефтепромысловых лебёдках и оборудовании для обслуживания скважин, где ручное или дистанционное управление должно быть дополнено надёжным аварийным останов. В энергетике серия THi применяется в механизмах управления затворами гидроэлектростанций и поворотных механизмах гондол ветроэнергетических установок.
Сравнение серий THi и SBM: когда что выбрать
Оба типа барабанных тормозов — THi и SBM — соответствуют стандарту DIN 15435 и охватывают идентичный размерный ряд от 200 до 710 мм с совпадающими максимальными тормозными моментами. Однако принципиальные различия в приводе определяют области их применения.
Серия THi предпочтительна там, где требуется автоматическое аварийное замыкание, дистанционное или автоматизированное управление, интеграция в гидравлическую систему машины, а также там, где нормы безопасности требуют поведения fail-safe при потере питания. Это прежде всего механизмы подъёма грузоподъёмных кранов, наклонные конвейеры и шахтные подъёмники.
Серия SBM оптимальна для применений, где требуется полная независимость от любых источников энергии — ручная фиксация в точном положении, использование в качестве стояночного тормоза при обслуживании оборудования или там, где автоматизация не предусмотрена по условиям эксплуатации.
Серии THi и SBM являются взаимодополняющими продуктами. На одном оборудовании нередко используются оба типа: например, электрогидравлический рабочий тормоз THi на механизме подъёма и ручной стояночный тормоз SBM на механизме передвижения.
Соответствие стандартам и нормативным требованиям
Барабанные тормоза SIBRE серии THi разработаны и изготовлены в соответствии с требованиями нескольких нормативных документов.
DIN 15435 — основополагающий германский стандарт на барабанные тормоза для кранового оборудования, прямо указанный в наименовании листа данных: «acc. to DIN 15435». Стандарт регламентирует конструктивные параметры, методику расчёта тормозного момента, требования к материалам и испытания.
Директива по машинному оборудованию 2006/42/EC устанавливает требования ЕС к безопасности конструкции, расчётным запасам прочности и технической документации. Система менеджмента качества SIBRE сертифицирована по ISO 9001, что гарантирует стабильность характеристик продукции и прослеживаемость производственных процессов. Европейский стандарт EN 13135 «Краны. Безопасность. Расчёт механического оборудования» регламентирует требования к тормозным устройствам грузоподъёмных кранов, в том числе принцип нормально замкнутого тормоза, которому полностью соответствует серия THi.
Для поставок на объекты повышенной опасности в России и странах СНГ тормоза могут быть поставлены с дополнительной документацией для экспертизы промышленной безопасности согласно требованиям Ростехнадзора и ФНП «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъёмные сооружения». По конструктивным характеристикам тормоза серии THi соответствуют нормативным требованиям к тормозным устройствам грузоподъёмных кранов.
Производитель оговаривает, что возможны незначительные отклонения габаритных размеров от значений в листе данных — стандартная практика для литых корпусных деталей серийного производства.
Преимущества барабанных тормозов SIBRE серии THi
Принцип fail-safe (нормально замкнутый) обеспечивает автоматическое замыкание при потере давления в гидросистеме — это гарантирует безопасность персонала и сохранность грузов в любой аварийной ситуации. Широкий диапазон тормозных моментов в одном типоразмере позволяет получить различные значения тормозного момента на одном и том же тормозе без замены механической части — достаточно изменить рабочее давление.
Соответствие DIN 15435 и EN 13135 обеспечивает стандартизованные параметры и взаимозаменяемость с тормозами других производителей, придерживающихся данных стандартов. Опция компенсации износа значительно снижает затраты на техническое обслуживание и увеличивает межремонтный период в условиях интенсивной эксплуатации.
Два варианта привода на единой механической платформе — гидравлический и электрогидравлический — упрощают проектирование и логистику запасных частей. Минимальный объёмный расход 8 л/мин совместим с большинством стандартных промышленных гидростанций и не требует специального оборудования. Производство в Германии, многолетний опыт SIBRE и широкая международная дистрибьюторская сеть обеспечивают стабильное качество и доступность сервисной поддержки.
Заключение
Барабанные тормоза SIBRE серии THi — это технически совершенные устройства, сочетающие надёжность пружинного замыкания с удобством гидравлического управления. Соответствие стандарту DIN 15435, семь типоразмеров с диаметрами барабанов 200–710 мм, тормозные моменты от 25 до 9400 Нм, гибкий выбор рабочего давления от 6 до 70 бар и опция автоматической компенсации износа делают серию THi одним из наиболее функционально полных предложений на рынке промышленных барабанных тормозов.
Принцип нормально замкнутого тормоза является обязательным требованием для механизмов подъёма грузоподъёмных кранов и многих других категорий опасного производственного оборудования. Серия THi полностью отвечает этому требованию, обеспечивая автоматическое аварийное замыкание при отключении питания и тем самым гарантируя безопасность персонала и сохранность имущества.
При выборе типоразмера и конфигурации тормоза следует исходить из требуемого тормозного момента с учётом нормативного коэффициента запаса, параметров гидросистемы машины (рабочее давление, объёмный расход) и требований функциональной безопасности для данной категории оборудования.