Дисковые тормоза SIBRE серии TEXU: полный технический обзор двускалиперных дисковых тормозов с толкателем Ed 630/10
Дисковые тормоза SIBRE серии TEXU (Twin-Caliper Disc Brake) представляют собой принципиально иное конструктивное решение по сравнению с барабанными тормозами: вместо охвата цилиндрического барабана колодками здесь реализован зажим тормозного диска двумя парами суппортов (калиперов), расположенными симметрично по обе стороны диска. Такая конструкция обеспечивает исключительно высокий тормозной момент при компактных габаритах и устойчивую работу при высоких окружных скоростях диска.
Серия TEXU охватывает пять типоразмеров с диаметрами тормозных дисков от 630 до 1000 мм и тормозными моментами от 13 000 до 33 000 Нм при коэффициенте трения μ = 0,4. Все типоразмеры комплектуются единым электрогидравлическим толкателем Ed 630/10, работают при окружных скоростях диска до 65 м/с и допускают кратковременные пиковые температуры накладок до 650°C. Технические данные серии определяются листами данных M 1501 468 E-EN-2019-09 (типоразмеры 630–710 мм) и M 1501 469 E-EN-2019-08 (типоразмеры 800–1000 мм) производства SIBRE Siegerland-Bremsen GmbH (Auf der Stücke 1–5, D-35708 Haiger, Германия).
Конструкция и принцип работы серии TEXU
Аббревиатура TEXU обозначает класс дисковых тормозов SIBRE с двускалиперной конструкцией (Twin-Caliper). Суффикс G в обозначении (TEXU G) указывает на гидравлическое управление — через электрогидравлический толкатель ELDRO серии Ed.
Двускалиперная конструкция
Принципиальная особенность серии TEXU — применение двух пар суппортов, расположенных на общей монтажной плите и охватывающих тормозной диск с обеих сторон. Каждый суппорт несёт одну тормозную накладку; таким образом, на диск одновременно воздействуют четыре накладки — по две с каждой стороны. Это решение по сравнению с однокалиперной конструкцией обеспечивает вдвое большее тормозное усилие при тех же габаритных размерах суппорта и симметричную нагрузку на вал и подшипники — без изгибающего момента от одностороннего зажима диска.
Монтажная плита выполнена разъёмной (split base plate) — это стандартная функция серии, существенно упрощающая монтаж и демонтаж тормоза без снятия диска и вала. Шарниры рычажной системы выполнены на втулках DU (самосмазывающиеся антифрикционные вкладыши), что исключает необходимость смазки шарнирных узлов. Все пальцы и тяги изготовлены из нержавеющей стали — в стандартной комплектации.
Тормозные накладки
Серия TEXU в стандартной комплектации оснащается спечёнными (металлокерамическими) накладками (sinter-linings). Спечённые накладки обладают значительно более высокой теплостойкостью по сравнению с органическими фрикционными материалами и сохраняют стабильный коэффициент трения в широком диапазоне температур — что критически важно при высоких окружных скоростях диска и интенсивных тепловых нагрузках. Именно применение спечённых накладок в стандартной комплектации позволяет серии TEXU работать при скоростях диска до 65 м/с и кратковременных пиковых температурах до 650°C.
Привод — толкатель Ed 630/10
Для всех пяти типоразмеров серии TEXU применяется единственный типоразмер электрогидравлического толкателя — Ed 630/10. Это один из наиболее мощных толкателей серии Ed: усилие 630 даН (6300 Н), ход штока 10 мм. Встроенный электродвигатель приводит гидравлический насос, нагнетающий масло в рабочий цилиндр и создающий усилие на штоке, которое через рычажную систему разводит суппорты и размыкает тормоз.
Принцип работы тормоза: нормально замкнутый (spring applied, thruster released) — тормоз замкнут пружинами при отсутствии питания и разомкнут при работающем толкателе.
Технические характеристики и типоразмеры серии TEXU
TEXU 630 — начало диапазона крупных типоразмеров
TEXU 630 — наименьший типоразмер серии с диаметром тормозного диска 630 мм. Диапазон тормозных моментов — от 13 000 до 21 000 Нм, что уже на начальном типоразмере многократно превышает возможности барабанных тормозов сопоставимых габаритов.
Диаметр диска: 630 мм. Диаметр ступицы D3 max: 395 мм.
Диапазон тормозных моментов (μ = 0,4): 13 000–21 000 Нм.
Толкатель: Ed 630/10.
Габаритные размеры (мм): E = 535, A = 880, M = 390, K1 = 115, K2 = 165.
Другие диаметры ступицы доступны по запросу.
Применяется в механизмах главного подъёма и передвижения тяжёлых мостовых кранов, крупных портальных кранов и специального подъёмного оборудования.
TEXU 710 — повышенный момент при том же размере ступицы
Типоразмер TEXU 710 при том же максимальном диаметре ступицы 395 мм (как у TEXU 630) обеспечивает увеличенный диапазон тормозных моментов: от 15 000 до 24 000 Нм — за счёт увеличенного диаметра диска 710 мм и, соответственно, большего плеча тормозных сил.
Диаметр диска: 710 мм. Диаметр ступицы D3 max: 395 мм.
Диапазон тормозных моментов (μ = 0,4): 15 000–24 000 Нм.
Толкатель: Ed 630/10.
Габаритные размеры (мм): E = 575, A = 920, M = 430, K1 = 155, K2 = 205.
Другие диаметры ступицы доступны по запросу.
Применяется в тяжёлых металлургических кранах, крупных кранах-перегружателях, главных механизмах подъёма портовых кранов.
TEXU 800 — начало диапазона сверхтяжёлых типоразмеров
TEXU 800 открывает диапазон типоразмеров, описываемых листом данных M 1501 469. При диаметре диска 800 мм диаметр ступицы увеличивается до 530 мм (максимальный D3 max в серии TEXU 630–710 составлял лишь 395 мм), что указывает на применение в механизмах с валами значительно большего диаметра. Диапазон тормозных моментов — от 10 000 до 27 000 Нм.
Диаметр диска: 800 мм. Диаметр ступицы D3 max: 530 мм. Масса без толкателя: 880 кг.
Диапазон тормозных моментов (μ = 0,4): 10 000–27 000 Нм.
Толкатель: Ed 630/10.
Габаритные размеры (мм): E = 620, A = 960, M = 475, K1 = 150, K2 = 240.
Применяется в главных механизмах подъёма тяжёлых металлургических и портальных кранов, шахтных подъёмниках, буровых установках.
TEXU 900 — тормозной момент до 30 000 Нм
Типоразмер TEXU 900 обеспечивает тормозной момент до 30 000 Нм — уровень, недостижимый для барабанных тормозов стандартной конструкции в сопоставимых габаритах. Диаметр ступицы D3 max увеличивается до 630 мм. Масса тормоза без толкателя — 890 кг.
Диаметр диска: 900 мм. Диаметр ступицы D3 max: 630 мм. Масса без толкателя: 890 кг.
Диапазон тормозных моментов (μ = 0,4): 11 000–30 000 Нм.
Толкатель: Ed 630/10.
Габаритные размеры (мм): E = 670, A = 1010, M = 525, K1 = 200, K2 = 290.
Применяется в тяжёлейших металлургических кранах грузоподъёмностью 200–500 тонн, кранах для обслуживания конвертеров и электрических дуговых печей, специальном подъёмном оборудовании.
TEXU 1000 — максимальный типоразмер серии
TEXU 1000 — наибольший типоразмер серии с диаметром диска 1000 мм и максимальным тормозным моментом 33 000 Нм. Масса тормоза без толкателя — 900 кг. Диаметр ступицы D3 max — 630 мм, как у TEXU 900.
Диаметр диска: 1000 мм. Диаметр ступицы D3 max: 630 мм. Масса без толкателя: 900 кг.
Диапазон тормозных моментов (μ = 0,4): 12 000–33 000 Нм.
Толкатель: Ed 630/10.
Габаритные размеры (мм): E = 720, A = 1060, M = 575, K1 = 250, K2 = 340.
Применяется в наиболее тяжёлых промышленных применениях: сверхтяжёлых металлургических кранах, специальном горнодобывающем оборудовании, крупных буровых и намоточных установках, где требуется максимальный тормозной момент в минимальных габаритах.
Сводная таблица типоразмеров серии TEXU
| Тип | D (мм) | D3 max (мм) | E (мм) | A (мм) | M (мм) | K1 (мм) | K2 (мм) | Толкатель | MBr мин. (Нм) | MBr макс. (Нм) | Масса* (кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TEXU 630 | 630 | 395 | 535 | 880 | 390 | 115 | 165 | Ed 630/10 | 13 000 | 21 000 | — ** |
| TEXU 710 | 710 | 395 | 575 | 920 | 430 | 155 | 205 | Ed 630/10 | 15 000 | 24 000 | — ** |
| TEXU 800 | 800 | 530 | 620 | 960 | 475 | 150 | 240 | Ed 630/10 | 10 000 | 27 000 | 880 |
| TEXU 900 | 900 | 630 | 670 | 1010 | 525 | 200 | 290 | Ed 630/10 | 11 000 | 30 000 | 890 |
| TEXU 1000 | 1000 | 630 | 720 | 1060 | 575 | 250 | 340 | Ed 630/10 | 12 000 | 33 000 | 900 |
*Масса без толкателя (для TEXU 800–1000). **Для TEXU 630 и 710 масса не указана в листе данных; другие диаметры ступицы доступны по запросу. Коэффициент трения μ = 0,4. Рабочие условия: окружная скорость диска до 65 м/с, кратковременные пиковые температуры накладок до 650°C.
Стандартная комплектация серии TEXU
Все тормоза серии TEXU поставляются с единой стандартной комплектацией, включающей следующие элементы:
Нержавеющие пальцы и тяги (pins and rods stainless) — все кинематические элементы рычажной системы выполнены из нержавеющей стали, что обеспечивает стойкость к коррозии и исключает заедание шарниров в условиях промышленной среды — окалины, брызг металла, влаги, кислотосодержащих атмосфер.
Шарнирные втулки DU (pivot points with DU-bushings) — самосмазывающиеся антифрикционные вкладыши в шарнирах рычажной системы. Исключают периодическую смазку шарнирных узлов, снижая требования к техническому обслуживанию и обеспечивая стабильную работу в труднодоступных местах монтажа.
Спечённые тормозные накладки (sinter-linings) — металлокерамические накладки с высокой теплостойкостью и стабильным коэффициентом трения в широком диапазоне температур. Обеспечивают допустимость работы при пиковых температурах до 650°C и окружных скоростях до 65 м/с.
Разъёмная монтажная плита (split base plate for easy assembly) — монтажная плита, разъёмная в плоскости, параллельной оси вала. Позволяет устанавливать и снимать тормоз без демонтажа тормозного диска и вала, что существенно сокращает время монтажа и технического обслуживания.
Опции и дополнительное оснащение серии TEXU
Расширенный набор опций серии TEXU обеспечивает возможность глубокой интеграции тормоза в систему управления и мониторинга оборудования:
Датчики положения (proximity switches «open», «closed», «padwear-limit», «man. release applied») — четыре независимых индуктивных датчика, формирующих дискретные сигналы о состоянии тормоза: тормоз разомкнут, тормоз замкнут, накладки достигли предела износа, ручное растормаживание включено. Это наиболее полный набор дискретных сигналов мониторинга среди серий SIBRE — особенно важен в системах автоматизированного управления кранами и машинами.
Аналоговые датчики (analogue sensors «reserve stroke», «scale value») — непрерывные аналоговые сигналы: «reserve stroke» (остаточный ход штока, характеризующий степень износа накладок) и «scale value» (аналоговое значение тормозного момента или усилия). Обеспечивают непрерывный контроль состояния тормоза и возможность предиктивного обслуживания.
Ручное растормаживание (manual release) — механическое устройство для размыкания тормоза при отсутствии питания. При активации ручного растормаживания датчик «man. release applied» формирует соответствующий сигнал для системы управления.
Датчики температуры накладок PT100 (temperature sensors PT100 for brake lining temperature) — термосопротивления PT100, установленные непосредственно у поверхности тормозных накладок. Обеспечивают непрерывный контроль теплового состояния накладок и предотвращение перегрева при интенсивных режимах торможения. Особенно важны в применениях с высокими окружными скоростями и частыми торможениями на большой скорости.
Клеммная коробка (terminal-box) — защищённая клеммная коробка для централизованного подключения всех электрических цепей (питание толкателя, сигналы датчиков, питание обогревателя при необходимости). Упрощает монтаж электрики и соответствует требованиям промышленных стандартов по организации электрических соединений.
Допустимые рабочие условия и особенности применения
Данные листов данных серии TEXU содержат важные оговорки относительно применимости указанных тормозных моментов.
Коэффициент трения μ = 0,4 является расчётным, но не постоянным. Реальное значение коэффициента трения подвержено вариациям в зависимости от окружной скорости диска, контактного давления накладки, тепловой нагрузки, состояния поверхности диска и других факторов. Указанные тормозные моменты действительны для окружных скоростей диска до 65 м/с и кратковременных пиковых температур до 650°C. Для режимов, выходящих за эти пределы, необходима консультация с SIBRE.
Высокая окружная скорость — допустимая окружная скорость диска 65 м/с является одним из наиболее высоких показателей в классе промышленных тормозов. При диаметре диска 1000 мм это соответствует частоте вращения вала около 1240 об/мин, а при диаметре 630 мм — около 1970 об/мин. Такие скорости характерны для высокоскоростных валов в редукторных приводах кранов и специального оборудования.
Применение других диаметров ступицы (для типоразмеров 630 и 710) возможно по специальному заказу. Указанные в листе данных значения D3 max = 395 мм являются максимальными для стандартного исполнения; нестандартные ступицы согласовываются с SIBRE.
Области применения серии TEXU
Сочетание двускалиперной конструкции, спечённых накладок и мощного толкателя Ed 630/10 делает серию TEXU оптимальным решением для наиболее тяжёлых и ответственных промышленных применений.
Сверхтяжёлые мостовые краны металлургических производств — краны грузоподъёмностью от 100 до 500 тонн и выше для обслуживания конвертеров, электрических дуговых печей, ковшей с расплавленным металлом. Тормозные моменты до 33 000 Нм с единственным тормозным блоком позволяют отказаться от применения нескольких тормозов на одном валу. Стойкость спечённых накладок к высоким температурам критически важна в условиях теплового излучения металлургических агрегатов.
Тяжёлые портальные и полупортальные краны — портовые перегружатели, козловые краны угольных и рудных терминалов, монтажные краны для тяжёлых конструкций. Типоразмеры TEXU 630–TEXU 800 обеспечивают тормозные моменты 13 000–27 000 Нм в компактном исполнении.
Шахтные подъёмники — клетевые и скиповые подъёмники глубоких шахт с высокими скоростями подъёма. Высокая допустимая окружная скорость (до 65 м/с) и надёжность пружинного замыкания делают серию TEXU применимой для высокоскоростных шахтных подъёмников с требованиями промышленной безопасности.
Крупные намоточно-разматывающие агрегаты — намотчики и размотчики горячекатаных и холоднокатаных рулонов металла, агрегаты резки и отделки полосы. Плавное регулирование тормозного момента в широком диапазоне (например, от 10 000 до 27 000 Нм для TEXU 800) обеспечивает точное натяжение полосы.
Буровые установки — верхнеприводные и роторные буровые установки для нефтегазовой и горнодобывающей промышленности. Тормоза талевой системы с высокими нагрузками и высокими скоростями.
Специальное тяжёлое промышленное оборудование — испытательные стенды для крупных редукторов и двигателей, нагрузочные машины, кинетические накопители энергии, центрифуги тяжёлого класса.
Сравнение серии TEXU с барабанными тормозами SIBRE
| Параметр | TEXU (дисковый) | TE / TE-I (барабанный) |
|---|---|---|
| Конструктивный тип | Двускалиперный дисковый | Двухколодочный барабанный |
| Максимальный тормозной момент | 33 000 Нм | 9 400 Нм |
| Типоразмеры тормозного элемента | Ø 630–1000 мм (диск) | Ø 200–710 мм (барабан) |
| Тип накладок (стандарт) | Спечённые (металлокерамика) | Органические (μ = 0,4) |
| Допустимая окружная скорость | До 65 м/с | Определяется типоразмером |
| Допустимая температура накладок | До 650°C (кратковременно) | Ограничена типом накладок |
| Толкатель | Ed 630/10 (единый) | Ed 23/5 — Ed 301/6 (выбор) |
| Стандартный мониторинг состояния | 4 датчика + 2 аналоговых | По опции |
| Масса тормозного блока | 880–900 кг | До 268 кг (TE 710) |
| Типичная область | Сверхтяжёлые и высокоскоростные | Краны и оборудование всех классов |
Серия TEXU занимает нишу, недоступную для барабанных тормозов: тормозные моменты от 13 000 до 33 000 Нм при высоких скоростях и температурах. Барабанные тормоза остаются предпочтительным решением для большинства стандартных применений в диапазоне моментов до 9 400 Нм благодаря более низкой стоимости, меньшей массе и широкому выбору типоразмеров толкателей.
Правила заказа и кодировка обозначений
Обозначение тормоза серии TEXU строится по следующей структуре:
TEXU G [диаметр диска] Ed630/10
Примеры обозначений:
- TEXU G 630 Ed630/10 — двускалиперный дисковый тормоз с диском 630 мм, толкатель Ed 630/10
- TEXU G 1000 Ed630/10 — двускалиперный дисковый тормоз с диском 1000 мм, толкатель Ed 630/10
При оформлении заказа необходимо дополнительно указать: диаметр ступицы тормозного диска (стандартный D3 max из листа данных или нестандартный — по запросу для типоразмеров 630 и 710); напряжение и частоту питания толкателя Ed 630/10; перечень требуемых опций (датчики положения, аналоговые датчики, датчики температуры PT100, ручное растормаживание, клеммная коробка); специальные условия эксплуатации, если параметры выходят за рамки стандартных (окружная скорость свыше 65 м/с или пиковая температура свыше 650°C).
Заключение
Дисковые тормоза SIBRE серии TEXU представляют собой решение высшего ценового и технического сегмента тормозного оборудования для промышленных применений с экстремальными нагрузками. Двускалиперная конструкция с симметричной нагрузкой на диск, спечённые металлокерамические накладки в стандартной комплектации, нержавеющие элементы кинематики и разъёмная монтажная плита обеспечивают надёжную работу в наиболее тяжёлых условиях промышленной эксплуатации.
Пять типоразмеров с диаметрами дисков от 630 до 1000 мм и тормозными моментами от 13 000 до 33 000 Нм при едином толкателе Ed 630/10 и унифицированном наборе опций мониторинга делают серию TEXU стандартизованным и технически предсказуемым решением для инженеров-проектировщиков сверхтяжёлых кранов, шахтных подъёмников, намоточных агрегатов и специального промышленного оборудования, где тормозные моменты и скорости выходят за пределы возможностей барабанных тормозов.