Суппортные тормоза SIBRE серии SHI: полный технический обзор гидравлических дисковых суппортных тормозов с пружинным замыканием
Суппортные тормоза SIBRE серии SHI (Caliper Brake SHI) представляют собой семейство крупных гидравлических дисковых суппортных тормозов с пружинным замыканием (spring applied, hydraulic release), предназначенных для применений с экстремально высокими тормозными нагрузками. В отличие от серий CB8 и USB, в которых силу тормозного зажима создаёт сжатый пружинами суппорт, тормоза SHI реализуют принцип прямого гидравлического управления пружинным пакетом: мощные тарельчатые пружины (Belleville springs) создают высокое зажимное усилие при отсутствии давления, а гидравлика лишь удерживает суппорт в открытом положении.
Серия SHI выпускается в двух конструктивных вариантах монтажа: SHI (стандартное исполнение, монтаж на консоли) и SHI-FC (FC — Flange / Console — с фланцевым или консольным монтажом, уменьшенным зазором и меньшим суммарным объёмом масла). Диапазон зажимных усилий — от 17,6 до 555 кН; диапазон применяемых тормозных дисков — от 400 до 5000 мм в диаметре; давление растормаживания — от 45 до 205 бар. Все тормоза серии оснащены спечёнными (металлокерамическими) накладками в стандартной комплектации. Коэффициент трения μ = 0,4 (среднее значение при стандартной паре материалов и окружной скорости диска до 15 м/с). Производитель — SIBRE Siegerland-Bremsen GmbH (Auf der Stücke 1–5, D-35708 Haiger, Германия).
Принцип работы и конструктивные особенности серии SHI
Принцип пружинного замыкания (Spring Applied)
Принципиальная особенность серии SHI — использование тарельчатых пружин в качестве основного источника зажимного усилия. В отсутствие гидравлического давления пружины сжимают суппорт, прижимая тормозные накладки к диску с полным расчётным зажимным усилием FA. При подаче давления в гидравлический цилиндр поршень сжимает пружинный пакет, разводя суппорт и освобождая диск. Таким образом, тормоз является нормально замкнутым (fail-safe): любой сбой гидравлической системы — утечка, потеря давления, отключение насоса — приводит к автоматическому замыканию тормоза.
Зажимное усилие FA зависит от рабочего зазора c между накладкой и диском: чем больше зазор, тем сильнее пружины сжаты поршнем при открытом тормозе и тем меньше энергии пружин расходуется на перемещение поршня — и наоборот, тем меньше зажимное усилие при полном замыкании, так как при большем зазоре поршень при растормаживании разжимает пружины сильнее, а при замыкании оставшееся усилие пружин несколько снижается из-за нелинейности характеристики. В таблицах данных SIBRE для серии SHI приведены три значения FA: при зазоре c = 1 мм, c = 2 мм и c = 3 мм.
Стандартное исполнение SHI и исполнение SHI-FC
SHI (стандартное) — тормоз монтируется на консоль конструкции машины. Допустимый зазор c = 1,0–3,0 мм. Исполнение SHI применяется в широком диапазоне типоразмеров дисков, включая очень крупные.
SHI-FC (Flange / Console) — тормоз имеет дополнительный монтажный фланец и более точно фиксируется относительно оси диска. Допустимый зазор уменьшен до c = 1,0–1,5 мм. Благодаря меньшему зазору объём масла на цикл растормаживания снижается примерно вдвое, что ускоряет время открытия и уменьшает производительность насоса, необходимую для поддержания заданного числа циклов в час. Зажимное усилие FA у SHI-FC при одинаковом зазоре с базовым SHI практически равно, но диапазон регулировки уже. Исполнение FC также выпускается в двух вариантах монтажа — «with flange» (фланцевый монтаж на корпус редуктора или вала) и «FC console» (консольный монтаж на раму).
Расчёт тормозного момента
Тормозной момент суппорта SHI рассчитывается по формуле:
MBr = 2 × FA × μ × (d/2 − e)
где d — диаметр тормозного диска (мм), e — расстояние от оси диска до края накладки (характерный параметр каждого типоразмера, указанный в листе данных), μ = 0,4. Умножение на 2 учитывает то, что обе накладки суппорта участвуют в создании тормозного момента.
Значение e различается по типоразмерам: 42,5 мм (SHI 75), 60 мм (SHI 103–107, SHI 161–202), 62,5 мм (SHI 161–162 в другом источнике), 95 мм (SHI 231–232), 100 мм (SHI 251–252), 112,5 мм (SHI 281–282). Это значит, что минимальный диаметр диска, при котором тормоз создаёт ненулевой момент, соответствует d > 2e.
Накладки и материалы
Все тормоза серии SHI в стандартной комплектации оснащены спечёнными (металлокерамическими, sinter) накладками. Коэффициент трения μ = 0,4 является средним значением для стандартной пары материалов (спечённая накладка — стальной диск) при окружной скорости диска до 15 м/с. При более высоких скоростях коэффициент трения может отличаться — для таких условий необходима консультация с SIBRE.
Материал тормозного диска в стандарте — сталь. Минимальная толщина диска b ≥ 20 мм для большинства типоразмеров; для SHI 281–282 — b ≥ 30 мм. Максимальный допустимый диаметр ступицы или барабана в зоне диска d1 = d − (2 × e_ступ), где e_ступ зависит от типоразмера.
Типоразмеры серии SHI: стандартное исполнение
SHI 75 — начальный типоразмер, шесть вариантов пружин
Типоразмер SHI 75 охватывает наименьший диапазон зажимных усилий в серии и выпускается в шести вариантах пружинного пакета (от 75-1 до 75-6), различающихся усилием и требуемым давлением растормаживания. Это наиболее гибкий типоразмер по выбору рабочей точки: давление растормаживания варьируется от 45 до 135 бар.
Минимальный диаметр диска: d ≥ 400 мм. Максимальный диаметр ступицы: d − 230 мм. Масса: 80 кг. Гидравлическое подключение: M14×1,5. Монтажные шпильки: 4 × M20, кл. 12.9, момент 690 Нм (при μ = 0,14). Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 42,5). Минимальная толщина диска: b ≥ 20 мм.
Зажимное усилие FA и параметры гидравлики:
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 75-1 | 18,3 | 17,9 | 17,6 | 45 | 85 |
| SHI 75-2 | 22,4 | 20,7 | 19,0 | 55 | 85 |
| SHI 75-3 | 25,4 | 23,9 | 22,4 | 65 | 110 |
| SHI 75-4 | 30,6 | 27,6 | 24,6 | 80 | 110 |
| SHI 75-5 | 44,5 | 41,0 | 37,0 | 120 | 150 |
| SHI 75-6 | 49,8 | 47,3 | 44,4 | 135 | 175 |
Объём масла при c = 2 мм: 0,032 л. Время замыкания: ~0,2 с. Время открытия при c max: ~0,6 с. Рекомендуемый поток насоса: 3,0 л/мин. Рекомендуемый диаметр трубки: 10×1 мм. Минимальный размер клапана: 30 л/мин. Температура окружающей среды: −25...+70°C.
Габаритные размеры: L × W × H = 220 × (520 + b) × 279 мм (ширина учитывает толщину диска b).
SHI 103 — единственный типоразмер группы 103, один вариант пружин
SHI 103 — переходный типоразмер к группе более крупных суппортов. Один вариант пружинного пакета с давлением растормаживания 60 бар.
Минимальный диаметр диска: d ≥ 650 мм. Максимальный диаметр ступицы: d − 280 мм. Масса: 130 кг. Гидравлическое подключение: M16×1,5. Монтажные шпильки: 3 × M30, кл. 8.8, момент 1450 Нм. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 60). Минимальная толщина диска: b ≥ 20 мм.
Зажимное усилие FA: c = 1 мм → 55,4 кН; c = 2 мм → 52,2 кН; c = 3 мм → 48,8 кН. PL: 60 бар. Pmax: 110 бар. Объём масла при c = 2 мм: 0,046 л. Время замыкания: ~0,2 с. Время открытия: ~1,0 с. Расход насоса: 5,8 л/мин. Рекомендуемая трубка: 12×1,5 мм. Минимальный клапан: 40 л/мин.
Габаритные размеры: L × B × H = 253 × (612 + b) × 310 мм.
SHI 104 и SHI 105 — два варианта пружин в одном корпусе
Типоразмеры SHI 104 и 105 выполнены в едином корпусе, отличаясь мощностью пружинного пакета и давлением растормаживания.
Параметры корпуса идентичны SHI 103: d ≥ 650 мм, d1 = d − 280 мм, масса 130 кг, подключение M16×1,5, шпильки 3 × M30 кл. 12.9 (момент 2400 Нм), MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 60), объём масла 0,046 л.
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 104 | 74,1 | 68,7 | 62,7 | 80 | 110 |
| SHI 105 | 83,2 | 77,0 | 74,4 | 95 | 205 |
Габаритные размеры: L × B × H = 253 × (612 + b) × 310 мм.
SHI 106 и SHI 107 — усиленный пружинный пакет, комбинированные монтажные шпильки
Типоразмеры SHI 106 и 107 используют тот же корпус, что и 103–105, но отличаются значительно более мощным пружинным пакетом. Для обеспечения необходимой несущей способности крепления применяется комбинированный монтаж: 3 × M30 кл. 12.9 + 4 × DIN 1481 Ø30×100 (шпонки или цилиндрические штифты), момент затяжки шпилек 2400 Нм.
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 106 | 110 | 98 | 88 | 145 | 175 |
| SHI 107 | 140 | 115 | 94 | 175 | 205 |
d ≥ 650 мм, d1 = d − 280 мм, масса 130 кг, объём масла 0,046 л. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 60). Габариты: L × B × H = 253 × (612 + b) × 310 мм.
SHI 161 и SHI 162 — следующий типоразмер корпуса, d ≥ 900 мм
Типоразмеры SHI 161 и 162 выполнены в более крупном корпусе, рассчитанном на диски диаметром от 900 мм. Площадь поршня увеличена до 153 см² (против 113 см² для группы 103–107). Шесть монтажных шпилек M30 кл. 12.9, момент 2200 Нм. Гидравлическое подключение G ½″.
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 161 | 108 | 98 | 88 | 90 | 150 |
| SHI 162 | 190 | 160 | 128 | 170 | 205 |
d ≥ 900 мм, d1 = d − 325 мм, масса 230 кг, объём масла 0,062 л, время замыкания ~0,2 с, время открытия ~0,8 с, расход насоса 9,0 л/мин, трубка 18×2 мм. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 62,5). Габариты: L × B × H = 325 × (690 + b) × 350 мм.
SHI 201 и SHI 202 — d ≥ 1100 мм, четыре монтажные шпильки M36
Типоразмеры SHI 201 и 202 рассчитаны на диски d ≥ 1100 мм. Площадь поршня — 177 см². Монтаж: 4 × M36 кл. 12.9, момент 4280 Нм. Подключение G ½″.
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 201 | 170 | 160 | 150 | 115 | 150 |
| SHI 202 | 240 | 220 | 200 | 160 | 205 |
d ≥ 1100 мм, d1 = d − 360 мм, масса 300 кг, объём масла 0,071 л, время замыкания ~0,2 с, время открытия ~0,9 с, расход насоса 9,0 л/мин, трубка 18×2 мм. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 60). Габариты: L × B × H = 375 × (744 + b) × 450 мм.
SHI 231 и SHI 232 — увеличенный зазор c min = 2 мм, шесть шпилек M36
Типоразмеры SHI 231 и 232 отличаются от предыдущих групп: минимальный допустимый зазор увеличен до c = 2 мм (вместо 1 мм). Площадь поршня — 254 см². Монтаж: 6 × M36 кл. 12.9, момент 4000 Нм. Подключение G ½″.
| Тип | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|
| SHI 231 | 240 | 225 | 130 | 175 |
| SHI 232 | 300 | 270 | 170 | 205 |
d ≥ 1100 мм, d1 = d − 440 мм, масса 415 кг, объём масла 0,102 л, время замыкания ~0,25 с, время открытия ~1,2 с, расход насоса 9,0 л/мин, трубка 18×2 мм. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 95). Габариты: L × B × H = 405 × (850 + b) × 460 мм.
SHI 251 и SHI 252 — d ≥ 1200 мм, шесть шпилек M42
Типоразмеры SHI 251 и 252 — следующий шаг по мощности: площадь поршня 380 см², шесть монтажных шпилек M42 кл. 12.9, момент 6000 Нм. Подключение G ½″.
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 251 | 335 | 302 | 270 | 105 | 150 |
| SHI 252 | 440 | 400 | 360 | 140 | 175 |
d ≥ 1200 мм, d1 = d − 490 мм, масса 610 кг, объём масла 0,142 л, время замыкания ~0,25 с, время открытия ~0,9 с, расход насоса 9,0 л/мин, трубка 18×2 мм. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 100). Габариты: L × W × H = 440 × (850 + b) × 520 мм.
SHI 281 и SHI 282 — максимальный типоразмер серии, d ≥ 1600 мм
SHI 281 и 282 — наиболее крупные типоразмеры серии SHI с максимальными зажимными усилиями до 555 кН. Площадь поршня — 452 см². Восемь монтажных шпилек M42 кл. 12.9, момент 6200 Нм. Минимальная толщина диска увеличена до b ≥ 30 мм. Подключение G ½″.
| Тип | FA при c=1 мм (кН) | FA при c=2 мм (кН) | FA при c=3 мм (кН) | PL (бар) | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 281 | 455 | 425 | 395 | 135 | 175 |
| SHI 282 | 555 | 510 | 465 | 165 | 205 |
d ≥ 1600 мм, d1 = d − 545 мм, масса 900 кг, объём масла 0,181 л, время замыкания ~0,3 с, время открытия ~1,9 с, расход насоса 9,0 л/мин, трубка 18×2 мм. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 112,5). Габариты: L × W × H = 515 × (945 + b) × 540 мм.
Исполнение SHI-FC: фланцевый и консольный монтаж с уменьшенным зазором
Исполнение SHI-FC отличается от базового SHI несколькими принципиальными конструктивными особенностями, влияющими на выбор при проектировании.
Уменьшенный рабочий зазор c = 1,0–1,5 мм (против 1,0–3,0 мм у базового SHI). Это вдвое сокращает объём масла на цикл растормаживания, что позволяет применять насосные агрегаты меньшей производительности при заданном числе циклов в час, а также обеспечивает более быстрое открытие тормоза при одинаковой подаче насоса.
Два варианта монтажа:
- SHI FC with flange («с фланцем») — суппорт монтируется на торцевой фланец редуктора, ступицы или корпуса подшипника. Особенно удобен для интеграции с приводами ветроэнергетических установок, буровых лебёдок и шахтных подъёмников, где тормозной диск устанавливается непосредственно на вал.
- SHI FC console («консольный») — монтаж на боковую консоль, аналогично базовому SHI, но с сохранением конструктивных преимуществ FC-исполнения.
Зажимные усилия SHI-FC при уменьшенном зазоре несколько отличаются от базового SHI: для SHI-FC данные приведены при c = 1,0 и c = 1,5 мм. Для большинства типоразмеров при c = 1,5 мм усилие совпадает со значением базового SHI при c = 3 мм.
Более компактные габариты суппорта. Благодаря перепроектированному механизму FC-суппорты при тех же зажимных усилиях занимают меньше пространства по оси диска (меньшая ширина W = 349 + b у SHI 75 FC против 520 + b у базового), что критически важно при монтаже в стеснённых условиях.
Ниже приведены параметры ключевых типоразмеров SHI-FC с фланцем:
SHI 75 FC (с фланцем): d = 400–2000 мм; b = 20–40 мм; d1 = d − 230 мм; масса ≤ 85 кг; MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 42,5); подключение M14×1,5; шпильки 4 × M20 кл. 12.9, момент 690 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,024 л. FA (при c = 1,0 мм): 17,9–47,3 кН (типы 75-1 – 75-6). Габариты: L × B × H = 225 × (349 + b) × 354 мм.
SHI 100 FC (с фланцем): охватывает типы SHI 101–107 в семи вариантах пружин (позиции 1–7 соответствуют FA = 28,0–115,0 кН при c = 1,0 мм). d = 650–3000 мм; b = 20–40 мм; d1 = d − 280 мм; масса ≤ 155 кг; MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 60); шпильки 6 × M20 кл. 12.9, момент 690 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,034 л; PL = 35–175 бар. Габариты: L × B × H = 261 × (425 + b) × 510 мм.
SHI 160 FC (с фланцем): типы SHI 161 FC и 162 FC. d ≥ 900 мм; b = 20–40 мм; d1 = d − 325 мм; масса ≤ 300 кг; шпильки 8 × M24 кл. 10.9, момент 1000 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,038 л. FA при c = 1,0 мм: 98 / 160 кН; FA при c = 1,5 мм: 88 / 128 кН. Габариты: L × B × H = 361 × (488 + b) × 680 мм.
SHI 200 FC (с фланцем): типы SHI 201 FC и 202 FC. d ≥ 1100 мм; b = 20–40 мм; d1 = d − 360 мм; масса ≤ 430 кг; шпильки 10 × M24 кл. 10.9, момент 1000 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,053 л. FA при c = 1,0 мм: 160 / 220 кН; FA при c = 1,5 мм: 150 / 200 кН. Габариты: L × W × H = 395 × (524 + b) × 740 мм.
SHI 230 FC (с фланцем): типы SHI 231 FC и 232 FC. d = 900–2400 мм; b = 20–40 мм; d1 = d − 440 мм; масса ≤ 558 кг; шпильки 8 × M30 кл. 10.9, момент 2000 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,076 л. FA при c = 1,0 мм: 240 / 300 кН; FA при c = 1,5 мм: 225 / 270 кН. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 95). Габариты: L × W × H = 425 × (605 + b) × 820 мм.
SHI 250 FC (с фланцем): типы SHI 251 FC и 252 FC. d = 1300–2200 мм; b = 20–40 мм; d1 = d − 490 мм; масса ≤ 730 кг; шпильки 10 × M30 кл. 12.9, момент 2400 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,106 л. FA при c = 1,0 мм: 302 / 400 кН; FA при c = 1,5 мм: 270 / 360 кН. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 100). Габариты: L × B × H = 470 × (628 + b) × 920 мм.
SHI 280 FC (с фланцем): типы SHI 281 FC и 282 FC — наибольший типоразмер FC-серии. d = 1600–5000 мм; b = 30–40 мм; d1 = d − 545 мм; масса ≤ 965 кг; шпильки 14 × M30 кл. 10.9, момент 2000 Нм; объём масла при c = 1,5 мм: 0,090 л. FA при c = 1,0 мм: 425 / 510 кН; FA при c = 1,5 мм: 395 / 465 кН. Расчёт момента: MBr = 2 × FA × 0,4 × (d/2 − 112,5). Габариты: L × W × H = 535 × (675 + b) × 1030 мм.
Важная особенность SHI 280 FC: максимальный допустимый диаметр диска — 5000 мм, что является наибольшим значением во всей серии SHI и обеспечивает применимость этого типоразмера в крупнейших ветроэнергетических установках и шахтных подъёмниках.
Сводная таблица типоразмеров серии SHI (стандартное исполнение)
| Тип | Диапазон FA (кН) | d диска мин. (мм) | d1 max. ступ. | Масса (кг) | PL (бар) | Pmax (бар) | Расчёт MBr |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SHI 75-1 | 17,6–18,3 | ≥ 400 | d−230 | 80 | 45 | 85 | 2×FA×0,4×(d/2−42,5) |
| SHI 75-2 | 19,0–22,4 | ≥ 400 | d−230 | 80 | 55 | 85 | — |
| SHI 75-3 | 22,4–25,4 | ≥ 400 | d−230 | 80 | 65 | 110 | — |
| SHI 75-4 | 24,6–30,6 | ≥ 400 | d−230 | 80 | 80 | 110 | — |
| SHI 75-5 | 37,0–44,5 | ≥ 400 | d−230 | 80 | 120 | 150 | — |
| SHI 75-6 | 44,4–49,8 | ≥ 400 | d−230 | 80 | 135 | 175 | — |
| SHI 103 | 48,8–55,4 | ≥ 650 | d−280 | 130 | 60 | 110 | 2×FA×0,4×(d/2−60) |
| SHI 104 | 62,7–74,1 | ≥ 650 | d−280 | 130 | 80 | 110 | — |
| SHI 105 | 74,4–83,2 | ≥ 650 | d−280 | 130 | 95 | 205 | — |
| SHI 106 | 88–110 | ≥ 650 | d−280 | 130 | 145 | 175 | — |
| SHI 107 | 94–140 | ≥ 650 | d−280 | 130 | 175 | 205 | — |
| SHI 161 | 88–108 | ≥ 900 | d−325 | 230 | 90 | 150 | 2×FA×0,4×(d/2−62,5) |
| SHI 162 | 128–190 | ≥ 900 | d−325 | 230 | 170 | 205 | — |
| SHI 201 | 150–170 | ≥ 1100 | d−360 | 300 | 115 | 150 | 2×FA×0,4×(d/2−60) |
| SHI 202 | 200–240 | ≥ 1100 | d−360 | 300 | 160 | 205 | — |
| SHI 231 | 225–240 | ≥ 1100 | d−440 | 415 | 130 | 175 | 2×FA×0,4×(d/2−95) |
| SHI 232 | 270–300 | ≥ 1100 | d−440 | 415 | 170 | 205 | — |
| SHI 251 | 270–335 | ≥ 1200 | d−490 | 610 | 105 | 150 | 2×FA×0,4×(d/2−100) |
| SHI 252 | 360–440 | ≥ 1200 | d−490 | 610 | 140 | 175 | — |
| SHI 281 | 395–455 | ≥ 1600 | d−545 | 900 | 135 | 175 | 2×FA×0,4×(d/2−112,5) |
| SHI 282 | 465–555 | ≥ 1600 | d−545 | 900 | 165 | 205 | — |
FA указано как диапазон от значения при c = 3 мм до значения при c = 1 мм. Для SHI 231–232 минимальный зазор c = 2 мм.
Сводная таблица типоразмеров SHI-FC с фланцем
| Тип FC | Диапазон FA (кН) | d диска (мм) | Масса макс. (кг) | Шпильки | Pmax (бар) |
|---|---|---|---|---|---|
| SHI 75 FC (1–6) | 17,6–47,3 | 400–2000 | 85 | 4×M20, кл.12.9 | 85–175 |
| SHI 100 FC (1–7) | 27,0–115,0 | 650–3000 | 155 | 6×M20, кл.12.9 | 110–205 |
| SHI 160 FC (161–162) | 88–160 | ≥ 900 | 300 | 8×M24, кл.10.9 | 150–205 |
| SHI 200 FC (201–202) | 150–220 | ≥ 1100 | 430 | 10×M24, кл.10.9 | 150–205 |
| SHI 230 FC (231–232) | 225–300 | 900–2400 | 558 | 8×M30, кл.10.9 | 175–205 |
| SHI 250 FC (251–252) | 270–400 | 1300–2200 | 730 | 10×M30, кл.12.9 | 205 |
| SHI 280 FC (281–282) | 395–510 | 1600–5000 | 965 | 14×M30, кл.10.9 | 175–205 |
FA указано как диапазон при c = 1,5 мм (Fmin) и c = 1,0 мм (Fmax). Все FC-исполнения: b = 20–40 мм (30–40 для SHI 280 FC); накладки — спечённые, μ = 0,4; подключение G ½″ (SHI 75 FC — M14×1,5).
Гидравлические агрегаты HPU для серии SHI
Серия SHI требует внешней гидравлической системы для растормаживания. SIBRE предлагает специализированные гидравлические агрегаты серий V2 и V3, подобранные под конкретные типоразмеры тормозов и интенсивность эксплуатации.
Выбор агрегата зависит от двух параметров: типоразмера тормоза и числа циклов растормаживания в час. Для интенсивности до 50 циклов/ч рекомендуются агрегаты серии V2 (серия V2.1, компактные, с одним насосом); при рекомендации V2 SIBRE рекомендует подключать к одному агрегату не более двух тормозов. Для интенсивности до 200 циклов/ч рекомендуются агрегаты серии V3 с более высокой производительностью насоса.
Внутри каждой серии агрегаты разбиты на типоразмеры (A, B, C, D, E), определяемые производительностью насоса (расходом) и рабочим давлением. Например, SHI 282 требует агрегата V2.1.C (≤ 50 ц/ч) или V3.C (≤ 200 ц/ч); SHI 75-1 — V2.1.E или V3.E (наименьший агрегат).
Параметры рабочей гидравлики (из сводной таблицы технических данных):
- Рекомендуемый диаметр трубопровода: 10×1 мм (SHI 75), 12×1,5 мм (SHI 103–107), 18×2 мм (SHI 161–282)
- Минимальный расход насоса: 3,0 л/мин (SHI 75), 5,8 л/мин (SHI 103–107), 9,0 л/мин (SHI 161–282)
- Минимальный типоразмер клапана: 30 л/мин (SHI 75), 40 л/мин (SHI 103–107), 100 л/мин (SHI 161–282)
- Рабочая температура: −25...+70°C для всех типоразмеров
Опции и дополнительное оснащение
Индуктивный датчик «тормоз открыт / закрыт» (proximity switch «brake open / closed») — бесконтактный датчик, формирующий дискретный сигнал о состоянии тормоза. Применяется во всех типоразмерах серии для интеграции с системой управления машиной.
Индуктивный датчик износа накладок (proximity switch «lining wear») — датчик предела износа, сигнализирующий о необходимости замены тормозных накладок. Исключает ситуацию работы с недопустимо изношенными накладками, когда суппорт полностью закрыт, но эффективный тормозной момент значительно ниже расчётного.
Ручное растормаживание (manual release device) — устройство для принудительного размыкания тормоза без гидравлического давления. Применяется при техническом обслуживании, монтаже и аварийном перемещении привода. Доступно для всех типоразмеров серии.
Клапан задержки замыкания (closing delay valve) — регулируемая задержка закрытия тормоза при сбросе давления. Применяется в применениях, где мгновенное замыкание вызывает нежелательные динамические нагрузки в трансмиссии.
Правое и левое исполнение (right / left hand version) — для FC-исполнений (с фланцем) тормоза поставляются в правом (стандарт, «as shown») или зеркально симметричном левом исполнении. При заказе необходимо указать требуемый вариант.
Области применения серии SHI
Ветроэнергетические установки (Wind Turbines) — SHI-FC является одним из наиболее распространённых применений серии. Тормоза главного вала (main shaft brake) и тормоза азимутального поворота (yaw brake) ветроэнергетических установок работают на дисках диаметром от 900 до более чем 2000 мм. Исполнение SHI 280 FC, допускающее диски до 5000 мм диаметра, перекрывает диапазон самых крупных промышленных ветроэнергетических установок. Пружинное замыкание (fail-safe) критически важно: при потере питания или неисправности гидравлической системы тормоз автоматически фиксирует ротор.
Шахтные подъёмники (Mine Hoists) — крупные шахтные подъёмники (клетевые, скиповые) работают с тормозными дисками диаметром 1200–4000 мм и выше. Типоразмеры SHI 251–282 и SHI 250–280 FC обеспечивают зажимные усилия до 555 кН на суппорт; для достижения нормируемого тормозного момента на один вал в стандартных установках применяются два и более суппортов. Требования промышленной безопасности шахтных подъёмников — автоматическое замыкание при потере питания — полностью обеспечиваются принципом spring applied.
Офшорное и портовое оборудование — монтажные краны для установки морских платформ, подъёмники буровых установок, якорные лебёдки. Стойкость спечённых накладок к морской атмосфере и высоким динамическим нагрузкам соответствует требованиям морских применений.
Крупные промышленные краны — мостовые краны металлургических производств сверхвысокой грузоподъёмности (300–600 тонн и более), у которых тормозные диски достигают 1500–2000 мм. Типоразмеры SHI 201–232 применяются в механизмах главного подъёма таких кранов.
Конвейерные системы высокой мощности — наклонные ленточные конвейеры горнодобывающих предприятий с длиной ленты несколько километров, где тормозной момент исчисляется сотнями тысяч Нм и обеспечивается несколькими суппортами SHI на одном приводном валу диаметром диска 1200–2000 мм.
Буровые установки (Drilling Rigs) — тормоза лебёдок (drawworks brakes) и тормоза ротора буровых установок глубокого бурения. Высокие зажимные усилия и стабильность тормозного момента при различных скоростях скольжения критически важны для безопасности буровых операций.
Системный подход к монтажу: несколько суппортов на один диск
Документ «Sample Arrangements» (M 1501 319 E) SIBRE содержит типовые схемы расположения нескольких суппортов SHI на одном тормозном диске. Наиболее распространённые конфигурации: два суппорта на одном диске (расположены диаметрально противоположно или под углом), реже — три и четыре суппорта. Суммарный тормозной момент кратен числу суппортов, а симметричное расположение исключает радиальную нагрузку на подшипники вала от тормозного усилия.
Использование нескольких суппортов — стандартная практика для шахтных подъёмников, ветроэнергетических установок и крупных конвейеров. SIBRE рекомендует к одному насосному агрегату серии V2 подключать не более двух тормозов (по листу данных HPU Selection Guide), что определяет конфигурацию гидравлической системы при многосуппортных схемах.
Сравнение исполнений SHI и SHI-FC
| Параметр | SHI (стандарт) | SHI-FC (фланец / консоль) |
|---|---|---|
| Рабочий зазор c | 1,0–3,0 мм | 1,0–1,5 мм |
| Объём масла на цикл | Больше | Примерно вдвое меньше |
| Монтаж | Консоль | Фланец на вал/редуктор или консоль |
| Ширина (W) суппорта | 520–945 + b мм | 349–675 + b мм |
| Масса суппорта | 80–900 кг | 85–965 кг |
| Исполнение | Одно (симметричное) | Правое / левое (зеркальное) |
| Макс. d диска | ≥ 1600 (SHI 281) | до 5000 мм (SHI 280 FC) |
| Требования к насосу | Стандартные | Сниженные (меньший объём) |
| Применение | Широкое промышленное | ВЭУ, шахтные подъёмники, точный монтаж |
Заключение
Суппортные тормоза SIBRE серии SHI и SHI-FC представляют собой семейство мощных гидравлических дисковых суппортных тормозов для наиболее тяжёлых промышленных применений — ветроэнергетических установок, шахтных подъёмников, буровых установок, крупных промышленных кранов и конвейерных систем высокой мощности.
Двадцать один типоразмер базового исполнения SHI (от SHI 75-1 до SHI 282) и семь групп типоразмеров SHI-FC (от SHI 75 FC до SHI 280 FC) в совокупности охватывают диапазон зажимных усилий от 17,6 до 555 кН на суппорт и диапазон тормозных дисков от 400 до 5000 мм диаметром. Принцип пружинного замыкания (fail-safe), спечённые накладки в стандартной комплектации, широкий набор датчиков мониторинга состояния и развитая номенклатура рекомендованных гидравлических агрегатов HPU делают серию SHI полноценной системой торможения для ответственных промышленных объектов с высочайшими требованиями к безопасности и надёжности.