Барабанные тормоза SIBRE серии TPi

Категории

Барабанные тормоза SIBRE серии TPi: полный технический обзор тормозов пружинного замыкания с пневматическим растормаживанием по DIN 15435

На промышленных объектах, располагающих централизованными пневматическими системами, барабанные тормоза с пневматическим растормаживанием являются естественным выбором: они органично вписываются в существующую инфраструктуру сжатого воздуха, не требуют дополнительных электрогидравлических приводов и обеспечивают высокое быстродействие при простом и надёжном управлении. Барабанные тормоза SIBRE серии TPi — именно такое решение: принцип spring applied, pneumatic released (пружинное замыкание, пневматическое растормаживание), соответствие стандарту DIN 15435, семь типоразмеров с диаметрами барабанов от 200 до 710 мм и тормозными моментами от 25 до 9400 Нм при рабочем давлении 6 бар.

Серия TPi разработана компанией SIBRE Siegerland-Bremsen GmbH (Auf der Stücke 1–5, D-35708 Haiger, Германия) и является пневматическим аналогом серии TE: при идентичных габаритах, тормозных барабанах и фрикционных накладках вместо электрогидравлического толкателя применяется пневматический цилиндр. Технические данные серии определяются листом данных M 900 1600 E-EN-2003-02.

Что такое барабанный тормоз серии TPi и его место в линейке SIBRE

Аббревиатура TPi расшифровывается как Trommelbackenbremse Pneumatisch mit integriertem Federspeicher — барабанный колодочный тормоз с пневматическим приводом и встроенным пружинным аккумулятором. Принцип работы — нормально замкнутый (spring applied, pneumatic released): в отсутствие давления сжатого воздуха тормоз автоматически замыкается под действием пружин, обеспечивая аварийное торможение и стояночную фиксацию. При подаче давления 6 бар пневматический цилиндр разводит тормозные колодки через рычажную систему, размыкая тормоз.

По принципу замыкания и конструкции несущих элементов серия TPi идентична серии TE: обе используют двухколодочную рычажную схему с пружинным замыканием и сменными фрикционными накладками с коэффициентом трения μ = 0,4. Принципиальное различие состоит исключительно в типе привода растормаживания: в серии TPi — пневматический цилиндр, в серии TE — электрогидравлический толкатель. Это позволяет использовать одинаковые несущие конструкции и запасные части при выборе типа привода по требованиям конкретного объекта.

Сравнение с серией TH (пружинное замыкание, гидравлическое растормаживание от внешней гидросистемы) показывает принципиальное преимущество TPi в применениях, где гидростанция высокого давления отсутствует, но имеется централизованная пневмосеть — стандартная ситуация для большинства промышленных предприятий.

По сравнению с серией SBG (гравитационное замыкание, электрогидравлический толкатель) серия TPi предлагает пружинное замыкание — независимость от ориентации тормоза в пространстве и более высокое усилие замыкания при равных габаритах — при управлении от пневмосистемы.

Конструктивные особенности и принцип работы

Тормоза серии TPi построены на основе двухколодочной рычажной конструкции с симметричным охватом барабана — стандартной архитектуры для всех барабанных тормозов SIBRE. Замыкание осуществляется тарельчатыми или спиральными пружинами (в зависимости от типоразмера), создающими усилие прижима колодок к барабану. Растормаживание обеспечивается пневматическим цилиндром, который при подаче давления 6 бар выдвигает шток и через рычажную систему разводит колодки.

Пневматические цилиндры серии TPi обозначаются по диаметру поршня и ходу штока: например, Ø 25/50 означает диаметр поршня 25 мм и ход штока 50 мм. Для каждого типоразмера тормоза предусмотрены от двух до четырёх вариантов пневматического цилиндра, обеспечивающих различный диапазон тормозных моментов в пределах данного типоразмера.

При сбросе давления сжатого воздуха (аварийное отключение, разрыв пневмолинии, плановое торможение) пружины мгновенно замыкают тормоз — без какого-либо управляющего сигнала. Это свойство принципа spring applied обеспечивает абсолютную надёжность аварийного торможения: тормоз замкнут всегда, кроме случаев, когда явно подано рабочее давление.

Масса тормозов указана без пневматического цилиндра: от 19 кг для TPi 200 до 268 кг для TPi 710. Коэффициент трения фрикционных накладок — μ = 0,4. Резьба крепления d: M14 для TPi 200, M18 для TPi 250–315, M22 для TPi 400–500, M27 для TPi 630–710.

Среди ключевых конструктивных элементов серии: пружинный пакет замыкания, обеспечивающий стабильное тормозное усилие; сменные фрикционные накладки, допускающие замену без полного демонтажа тормоза; стандартные пневматические цилиндры с типоразмерами от Ø 25/50 до Ø 100/80; опциональный автоматический компенсатор износа фрикционных накладок; опциональные концевые выключатели для индикации состояния тормоза.

Технические характеристики и типоразмеры серии TPi

TPi 200 — начальный типоразмер серии

TPi 200 — наименьший типоразмер серии, предназначенный для применений с умеренными тормозными нагрузками. Доступен в двух конфигурациях пневматического цилиндра.

Диаметр барабана: 200 мм. Масса без цилиндра: 19 кг. Рабочее давление: 6 бар.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 25/50 — от 25 до 300 Нм; с цилиндром Ø 32/50 — от 25 до 400 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 535 (Ø 25/50) или 540 (Ø 32/50), 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.

Применяется в лёгких кранах-балках, монорельсовых тельферах, подъёмных механизмах вспомогательного оборудования и технологических линиях с пневматическим управлением.

TPi 250 — три конфигурации пневматического цилиндра

Типоразмер TPi 250 предлагает три конфигурации пневматического цилиндра, обеспечивая широкий диапазон тормозных моментов. Максимальный тормозной момент с цилиндром Ø 40/80 составляет 850 Нм.

Диаметр барабана: 250 мм. Масса без цилиндра: 30 кг.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 25/50 — от 40 до 325 Нм; с цилиндром Ø 32/50 — от 40 до 450 Нм; с цилиндром Ø 40/80 — от 100 до 850 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 660 (для Ø 25/50 и Ø 32/50) или 665 (для Ø 40/80), B = 110 для всех конфигураций, C = 625, D = 250, E = 210, F = 110, G = 200, H = 550 (для Ø 25/50 и Ø 32/50) или 560 (для Ø 40/80), J = 65, K = 180, L = 190, M = 133, N = 10, P = 95, Q = 90, R = 113, d = 18.

Применяется в мостовых кранах малой грузоподъёмности, лебёдках подъёмных платформ, конвейерных системах с пневматическим управлением.

TPi 315 — четыре конфигурации пневматического цилиндра

Типоразмер TPi 315 предлагает четыре конфигурации цилиндра — наибольшее число в нижней части размерного ряда. При максимальном цилиндре Ø 50/80 тормозной момент достигает 1700 Нм.

Диаметр барабана: 315 мм. Масса без цилиндра: 50 кг.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 25/50 — от 70 до 420 Нм; с цилиндром Ø 32/50 — от 70 до 550 Нм; с цилиндром Ø 40/80 — от 75 до 1050 Нм; с цилиндром Ø 50/80 — от 90 до 1700 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 780 (для Ø 25/50 и Ø 32/50), 785 (для Ø 40/80) или 790 (для Ø 50/80), B = 130 для всех конфигураций, C = 735, D = 315, E = 260, F = 125, G = 240, H = 650 (для Ø 25/50 и Ø 32/50) или 660 (для Ø 40/80 и Ø 50/80), J = 80, K = 220, L = 230, M = 160, N = 10, P = 118, Q = 110, R = 135, d = 18.

Применяется в козловых кранах, кранах-штабелёрах, механизмах горизонтального перемещения портальных кранов.

TPi 400 — четыре конфигурации, переход на резьбу M22

Начиная с типоразмера TPi 400 используется диаметр резьбы d = 22 мм, соответствующий возросшим механическим нагрузкам. Нижним вариантом цилиндра является Ø 32/50. Максимальный тормозной момент с цилиндром Ø 63/80 составляет 2750 Нм.

Диаметр барабана: 400 мм. Масса без цилиндра: 85 кг.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 32/50 — от 80 до 575 Нм; с цилиндром Ø 40/80 — от 100 до 1100 Нм; с цилиндром Ø 50/80 — от 100 до 1800 Нм; с цилиндром Ø 63/80 — от 125 до 2750 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 935 (для Ø 32/50), 940 (для Ø 40/80), 945 (для Ø 50/80) или 955 (для Ø 63/80), B = 160 для всех конфигураций, C = 900, D = 400, E = 310, F = 160, G = 300, H = 765 (для Ø 32/50) или 775 (для Ø 40/80, Ø 50/80, Ø 63/80), J = 100, K = 270, L = 280, M = 199, N = 12, P = 150, Q = 140, R = 167, d = 22.

Применяется в мостовых кранах средней грузоподъёмности, механизмах подъёма башенных кранов, прокатных производствах и судовых лебёдках.

TPi 500 — четыре конфигурации для тяжёлых нагрузок

Типоразмер TPi 500 рассчитан на тяжёлые производственные условия. Четыре конфигурации цилиндра — от Ø 40/80 до Ø 80/80 — обеспечивают тормозной момент до 5400 Нм. Для всех конфигураций минимальный тормозной момент (усилие пружин) составляет 200 Нм.

Диаметр барабана: 500 мм. Масса без цилиндра: 130 кг.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 40/80 — от 200 до 1400 Нм; с цилиндром Ø 50/80 — от 200 до 2200 Нм; с цилиндром Ø 63/80 — от 200 до 3400 Нм; с цилиндром Ø 80/80 — от 200 до 5400 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 1090 (для Ø 40/80), 1095 (для Ø 50/80), 1100 (для Ø 63/80) или 1110 (для Ø 80/80), B = 200 для всех конфигураций, C = 1025, D = 500, E = 385, F = 190, G = 355, H = 870 для всех конфигураций, 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, намоточно-разматывающих агрегатах и специальном подъёмном оборудовании.

TPi 630 — переход на резьбу M27, тормоза для тяжёлой промышленности

Типоразмер TPi 630 переходит на диаметр резьбы d = 27 мм. Минимальный применяемый цилиндр — Ø 63/80, минимальный тормозной момент для всех конфигураций составляет 500 Нм. Максимальный тормозной момент с цилиндром Ø 100/80 — 8200 Нм.

Диаметр барабана: 630 мм. Масса без цилиндра: 206 кг.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 63/80 — от 500 до 3300 Нм; с цилиндром Ø 80/80 — от 500 до 5500 Нм; с цилиндром Ø 100/80 — от 500 до 8200 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 1245 (для Ø 63/80), 1250 (для Ø 80/80) или 1260 (для Ø 100/80), B = 240 для всех конфигураций, C = 1190, D = 630, E = 465, F = 250, G = 440, H = 1000 для всех конфигураций, J = 170, K = 400, L = 420, M = 295, N = 15, P = 236, Q = 225, R = 244, d = 27.

Применяется в портовых и судостроительных кранах, конверторном и прокатном производстве, горнодобывающем оборудовании.

TPi 710 — максимальный типоразмер серии

Типоразмер TPi 710 является наибольшим в серии и обеспечивает максимальный тормозной момент 9400 Нм с цилиндром Ø 100/80. Как и у TPi 630, минимальный тормозной момент (усилие пружин) составляет 500 Нм для всех конфигураций.

Диаметр барабана: 710 мм. Масса без цилиндра: 268 кг.

Диапазон тормозных моментов: с цилиндром Ø 63/80 — от 500 до 3800 Нм; с цилиндром Ø 80/80 — от 500 до 6300 Нм; с цилиндром Ø 100/80 — от 500 до 9400 Нм.

Полные габаритные размеры (мм): A = 1385 (для Ø 63/80), 1390 (для Ø 80/80) или 1400 (для Ø 100/80), B = 260 для всех конфигураций, C = 1302, D = 710, E = 525, F = 270, G = 490, H = 1100 для всех конфигураций, J = 190, K = 450, L = 470, M = 332, N = 15, P = 265, Q = 255, R = 276, d = 27.

Применяется в тяжёлых металлургических кранах грузоподъёмностью свыше 100 тонн, шахтных подъёмниках, оборудовании морских платформ и специальных крупногабаритных подъёмных установках.

Сводная таблица типоразмеров серии TPi

Тип	D (мм)	C (мм)	H (мм)	MBr мин. (Нм)	MBr макс. (Нм)	Цилиндр мин.	Цилиндр макс.	Резьба d	Масса* (кг)
TPi 200	200	515	475	25	400	Ø 25/50	Ø 32/50	M14	19
TPi 250	250	625	550–560	40	850	Ø 25/50	Ø 40/80	M18	30
TPi 315	315	735	650–660	70	1700	Ø 25/50	Ø 50/80	M18	50
TPi 400	400	900	765–775	80	2750	Ø 32/50	Ø 63/80	M22	85
TPi 500	500	1025	870	200	5400	Ø 40/80	Ø 80/80	M22	130
TPi 630	630	1190	1000	500	8200	Ø 63/80	Ø 100/80	M27	206
TPi 710	710	1302	1100	500	9400	Ø 63/80	Ø 100/80	M27	268

*Масса указана без пневматического цилиндра. Коэффициент трения фрикционных накладок μ = 0,4. Рабочее давление пневматической системы: 6 бар. MBr мин. — минимальный тормозной момент (усилие пружин), MBr макс. — максимальный тормозной момент при максимальном цилиндре.

Типоразмеры пневматических цилиндров серии TPi

Серия TPi совместима с шестью типоразмерами пневматических цилиндров, охватывающими весь диапазон типоразмеров тормозов. Обозначение цилиндра включает диаметр поршня и ход штока в миллиметрах.

Ø 25/50 — диаметр поршня 25 мм, ход штока 50 мм. Наименьший типоразмер, применяется в TPi 200–315. Обеспечивает минимальный тормозной момент в пределах данного типоразмера тормоза.

Ø 32/50 — диаметр поршня 32 мм, ход штока 50 мм. Применяется в TPi 200–400. Промежуточный типоразмер для малых и средних тормозных нагрузок.

Ø 40/80 — диаметр поршня 40 мм, ход штока 80 мм. Применяется в TPi 250–500. Переход к увеличенному ходу штока 80 мм обеспечивает большее рабочее усилие.

Ø 50/80 — диаметр поршня 50 мм, ход штока 80 мм. Применяется в TPi 315–500 для средних и высоких тормозных нагрузок.

Ø 63/80 — диаметр поршня 63 мм, ход штока 80 мм. Применяется в TPi 400–710. Является базовым цилиндром для типоразмеров TPi 630 и TPi 710.

Ø 80/80 — диаметр поршня 80 мм, ход штока 80 мм. Применяется в TPi 500–710 для высоких тормозных нагрузок.

Ø 100/80 — диаметр поршня 100 мм, ход штока 80 мм. Максимальный типоразмер, применяется в TPi 630 и TPi 710. Обеспечивает максимальный тормозной момент серии — до 9400 Нм.

Все цилиндры работают при едином рабочем давлении 6 бар, что позволяет подключать тормоза любых типоразмеров непосредственно к стандартной промышленной пневмосети без дополнительных редукторов давления.

Правила заказа и кодировка обозначений

При оформлении заказа на тормоза серии TPi используется следующая структура обозначения:

TPi [диаметр барабана] / [диаметр цилиндра] / [ход штока]

Пример: TPi 200/25/60 — тормоз с барабаном 200 мм, пневматический цилиндр Ø 25 мм, ход 60 мм.

При заказе необходимо указать: тип тормоза и типоразмер пневматического цилиндра согласно приведённому формату; наличие или отсутствие автоматического компенсатора износа накладок (wear compensation); требуемые опции (концевые выключатели, ручное растормаживание, специальные покрытия и т.д.); давление имеющейся пневмосистемы (стандарт — 6 бар).

Опции и дополнительное оснащение

Автоматический компенсатор износа фрикционных накладок — поддерживает постоянный тормозной момент по мере износа накладок без ручной регулировки зазора. Особенно ценен в применениях с высокой интенсивностью торможений и ограниченным доступом для технического обслуживания.

Концевые выключатели состояния тормоза — обеспечивают электрический сигнал о положении тормоза (замкнут/разомкнут). Применяются в системах управления для подтверждения готовности механизма к работе, а также для диагностики неисправностей тормозной системы.

Ручное растормаживание — механическое устройство для размыкания тормоза при отсутствии давления в пневмосистеме. Обязательно для объектов, где необходима возможность перемещения механизма при аварийной потере давления сжатого воздуха.

Специальные покрытия — для эксплуатации в агрессивных средах (морской климат, химические производства, повышенная влажность) доступны варианты с усиленной антикоррозионной защитой несущих элементов.

Обогрев пневматических магистралей — для эксплуатации при низких температурах рекомендуется применение осушителей сжатого воздуха и обогреваемых пневматических линий во избежание замерзания конденсата в цилиндре и пневмопроводах.

Особенности применения пневматического привода в тормозах серии TPi

Пневматический привод растормаживания обладает рядом характеристик, определяющих области рационального применения серии TPi.

Быстродействие — пневматический цилиндр обеспечивает более высокую скорость срабатывания по сравнению с электрогидравлическим толкателем, что важно в применениях с высокой частотой включений. Время растормаживания определяется объёмом пневматического цилиндра и проходным сечением пневматической магистрали.

Простота управления — управление тормозом сводится к подаче и сбросу давления через пневматический клапан (электропневматический или ручной). Не требуется специализированных блоков управления, характерных для электрогидравлических приводов.

Интеграция в пневматическую инфраструктуру — на объектах с централизованной пневмосетью 6 бар тормоза серии TPi подключаются напрямую, без дополнительных насосных агрегатов или преобразователей.

Взрывобезопасность — отсутствие электрических элементов непосредственно в приводе растормаживания упрощает применение серии TPi во взрывоопасных зонах: управление осуществляется пневматическими клапанами, а электрическая часть (если применяется электропневматический клапан) выносится за пределы опасной зоны.

Зависимость от качества сжатого воздуха — для надёжной работы пневматических цилиндров необходим осушённый и очищенный сжатый воздух без конденсата, масляного тумана и механических примесей. Применение стандартных фильтров-регуляторов-лубрикаторов (ФРЛ) обязательно.

Области применения серии TPi

Крановое оборудование — мостовые, козловые, башенные, портальные и корабельные краны, оснащённые пневматической системой торможения. Типоразмеры TPi 200–TPi 400 применяются в механизмах передвижения и поворота лёгких и средних кранов, TPi 500–TPi 710 — в механизмах подъёма тяжёлых кранов.

Металлургическое производство — намоточно-разматывающие агрегаты, конвертерные краны, краны для перестановки ковшей, рольганги прокатных станов. Пневматическая система хорошо вписывается в инфраструктуру металлургических цехов, традиционно оснащённых пневматическими сетями.

Горнодобывающая промышленность — шахтные подъёмники, ленточные конвейеры наклонных выработок, буровые установки. Пневматический привод предпочтителен в шахтах с существующими пневматическими сетями и требованиями по безопасности.

Портовое и судовое оборудование — судовые краны, лебёдки якорного и швартовного оборудования, механизмы люковых закрытий. Пневматические системы традиционно широко применяются на судах.

Целлюлозно-бумажная промышленность — намоточные и раскаточные станки, рольганги, транспортные системы. Частота включений пневматических тормозов практически не ограничена — в отличие от электрогидравлических приводов с ограниченным числом включений в час.

Автомобильное и тяжёлое машиностроение — испытательные стенды, обкаточные установки, стенды для контроля тормозных систем.

Сравнение серии TPi с другими сериями барабанных тормозов SIBRE

Параметр	TPi	TE	TH / THi	SBG
Принцип замыкания	Пружинный	Пружинный	Пружинный	Гравитационный
Принцип растормаживания	Пневматический цилиндр	Электрогидравлический толкатель	Внешняя гидросистема	Электрогидравлический толкатель
Необходимость внешней пневмосети	Да, 6 бар	Нет	Нет	Нет
Необходимость внешней гидросистемы	Нет	Нет	Да, 6–70 бар	Нет
Зависимость от ориентации	Нет	Нет	Нет	Да
Рабочее давление	6 бар	—	6–70 бар	—
Диапазон типоразмеров	200–710 мм	200–710 мм	По запросу	200–710 мм
Максимальный тормозной момент	9400 Нм	9400 Нм	Выше	Сопоставимо
Быстродействие	Высокое	Среднее	Высокое	Среднее

Серия TPi является оптимальным выбором, когда на объекте имеется централизованная пневматическая сеть давлением 6 бар, тогда как электрогидравлический привод серии TE предпочтителен при отсутствии такой сети. При высоких требованиях к тормозному моменту, выходящему за пределы 9400 Нм, или при необходимости бесступенчатого регулирования тормозного момента следует рассмотреть серию THi с питанием от гидросистемы высокого давления.

Соответствие нормативным требованиям

Серия TPi разработана и изготовлена в соответствии со стандартом DIN 15435 — немецким промышленным стандартом на барабанные тормоза для подъёмно-транспортного оборудования, регламентирующим диаметры барабанов, тормозные моменты и методику расчёта.

Пневматические цилиндры и элементы пневматической системы соответствуют требованиям DIN EN ISO 15552 (пневматические цилиндры), а также директивам ЕС по оборудованию, работающему под давлением (PED 2014/68/EU).

Для применения на объектах, поднадзорных Ростехнадзору (Российская Федерация), тормоза серии TPi могут применяться в составе грузоподъёмных машин в соответствии с ФНП «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъёмные сооружения» при наличии соответствующей разрешительной документации. Требования к тормозам определяются также ГОСТ 34757-2021 и стандартами на краны конкретных типов.

Заключение

Барабанные тормоза SIBRE серии TPi представляют собой надёжное и технически отработанное решение для промышленных объектов с централизованными пневматическими системами. Принцип spring applied / pneumatic released гарантирует автоматическое аварийное торможение при любой потере давления в пневмосети — без дополнительных управляющих сигналов и электрических цепей безопасности.

Семь типоразмеров с диаметрами барабанов от 200 до 710 мм и тормозными моментами от 25 до 9400 Нм при едином рабочем давлении 6 бар обеспечивают широчайший охват применений — от вспомогательных механизмов лёгкого промышленного оборудования до главных механизмов подъёма тяжёлых металлургических и портальных кранов. Унификация с серией TE по несущим элементам, фрикционным накладкам и габаритным размерам барабанов упрощает складскую логистику и техническое обслуживание на предприятиях, эксплуатирующих тормоза обеих серий.

Соответствие стандарту DIN 15435, широкая номенклатура типоразмеров пневматических цилиндров (от Ø 25/50 до Ø 100/80) и возможность гибкой настройки тормозного момента делают серию TPi универсальным инструментом для инженеров и проектировщиков подъёмно-транспортного оборудования.