Les freins industriels sont les composants essentiels qui garantissent le démarrage et l'arrêt sûrs et le positionnement précis des équipements industriels, tels que les machines de levage, les machines-outils, les systèmes de convoyage, les équipements éoliens, etc. La sélection de freins appropriés affecte directement l'efficacité opérationnelle, le facteur de sécurité et la durée de vie de l'équipement. La sélection doit s'articuler autour des trois éléments fondamentaux « adaptation des conditions de travail, paramètres précis et évitement des risques », combinés à un jugement complet des caractéristiques de charge de l'équipement, des exigences de fonctionnement et des conditions environnementales. Ce qui suit fournit des explications détaillées sur quatre aspects : les conditions préalables à la sélection, les paramètres de base, l'adaptation du scénario et les points d'évitement des fosses.
一,Trois prérequis à clarifier avant de sélectionner un modèle
Avant de déterminer le type de frein, il est nécessaire de trier d'abord les conditions de fonctionnement de base de l'équipement pour éviter une inadéquation des paramètres ou une redondance fonctionnelle :
1. Clarifier les exigences fondamentales de l'équipement
-Exigences fonctionnelles :Faites la distinction entre le « freinage d'arrêt » (tel que l'arrêt rapide de la broche de la machine-outil), le « freinage de stationnement » (tel que la suspension de la charge de la grue) et le « freinage de contrôle de vitesse » (tel que le contrôle de la tension de la machine à refendre). Le freinage d'arrêt se concentre sur la vitesse de réponse (moins de 0,5 s ou moins de 1 s, selon la précision de l'équipement), le freinage de stationnement se concentre sur la « protection contre les pannes » (verrouillage automatique après une coupure de courant/gaz) et le freinage de contrôle de vitesse se concentre sur la force de freinage réglable.
-Intensité de fonctionnement :Determine whether the equipment is "frequently started and stopped" (such as AGV carts and sorting machines, with daily braking>500 fois) ou « freinés par intermittence » (comme les ponts roulants, avec freinage quotidien<100 times). When starting and stopping frequently, special attention should be paid to brake heat dissipation and wear life.
2. Vérifier les principales caractéristiques de la charge
-Type de charge :Faites la distinction entre les « charges d'inertie » (telles que les rotors de moteurs rotatifs à grande vitesse, les volants d'inertie) et les « charges potentielles » (telles que le levage d'une grue, les matériaux de bandes transporteuses inclinées). La charge potentielle doit calculer un « couple anti-chute » supplémentaire pour éviter que la charge ne glisse vers le bas après l'arrêt ; Les charges d'inertie doivent prendre en compte l'impact de l'inertie de rotation sur la stabilité du freinage.
-Fluxation de charge :Confirmez si la charge est une « charge constante » (comme une boîte en carton transportée à vitesse constante) ou une « charge d'impact » (comme le moment de l'emboutissage par une presse ou le moment du levage par une grue). La charge d'impact doit être ajoutée avec un facteur de sécurité de 1,3 à 2,0 fois (la limite supérieure pour les impacts de charges lourdes et la limite inférieure pour les charges légères) pour éviter une défaillance due à une force d'impact excessive lors du freinage.
3. Évaluer les exigences d’adaptation environnementale
-Environnement conventionnel(température -10 degrés ~ 60 degrés, aucune exigence en matière de poussière/corrosion/antidéflagrant) : frein ouvert ordinaire en option, aucune protection spéciale requise ;
-Environnement défavorable :
•High temperature environment (such as metallurgical workshop, drying line, temperature>60 ℃): High temperature resistant friction plates (ceramic based, metal based, temperature>300 degrés) doivent être sélectionnés, combinés à des structures de dissipation thermique (trous de ventilation, manchons de refroidissement par eau) ;
•Environnement humide/poussiéreux (tels que les mines, les zones de nettoyage des aliments) : le niveau d'étanchéité IP65 ou supérieur doit être sélectionné, et les freins à disque doivent être préférés pour les environnements poussiéreux (la surface de friction est facile à nettoyer pour éviter l'accumulation et le collage de la poussière du tambour) ;
•Environnement antidéflagrant (tel que les ateliers chimiques et les mines de charbon souterraines) : il est nécessaire de choisir des freins certifiés Ex (tels que le type antidéflagrant Ex d IIC T4-) pour éviter le danger causé par les étincelles de friction ou les étincelles électriques.
2, calcul des paramètres de base de sélection : 4 indicateurs obligatoires
Les paramètres constituent la « base quantitative » de la sélection et doivent être calculés sur la base des conditions de fonctionnement réelles de l'équipement. Les « Paramètres personnalisés » ne peuvent pas être appliqués directement :
1. Couple de freinage (M) : le noyau déterminant s'il peut être arrêté ou non
-Formule de calcul :\\ (M=K \\ fois \\ frac {J \\ fois n} {9550 \\ fois t_b} \\)
Parmi eux : (K) est le facteur de sécurité (frein d'arrêt 1,2-1,5, frein de stationnement 1,5-2,0)\\ (J) est le moment d'inertie total (kg · m², y compris les composants rotatifs de l'équipement et la charge)\\ (n) est la vitesse de pré-freinage (r/min)\\ (t_b \\) est le temps de freinage requis (s).
-Exemple :La vitesse du moteur d'une certaine bande transporteuse est de 1 450 tr/min, avec un moment d'inertie total de 0,6 kg · m². Il est nécessaire de s'arrêter dans les 4 secondes. En prenant un facteur de sécurité de 1,3, le couple de freinage est d'environ 0,037 kN · m=37N · m (M=1.3 \\ times \\ frac {0,6 \\ times 1450} {9550 \\ times 4}), et un frein personnalisé avec un couple supérieur ou égal à 37N · m doit être sélectionné.
2. Fréquence de freinage (f) : détermine si elle peut être utilisée pendant une longue période
Refers to the number of braking times per unit time (times/min), frequent braking (f>15 fois/min) provoquera un échauffement de la plaque de friction et la puissance de dissipation thermique doit être calculée : \\ (P=\\ frac {2 \\ pi \\ times M \\ times n \\ times f} {60 \\ times 1000 \\ times 60} \\) (unité : kW). Si la puissance calculée dépasse la puissance de refroidissement nominale du frein, il est nécessaire d'installer un ventilateur de refroidissement ou un dispositif de refroidissement par eau pour éviter la surchauffe et les pannes.
3. Installation des paramètres d'adaptation : déterminer s'il peut être installé
-Correspondance du diamètre de l'arbre :Le trou intérieur du frein doit être entièrement compatible avec le diamètre de l'arbre de frein de l'équipement (comme un diamètre d'arbre de 25 mm, choisissez un frein avec un trou intérieur de 25 mm), avec un écart inférieur ou égal à 0,05 mm, pour éviter les vibrations causées par l'excentricité après l'installation ;
-Limitation d'espace :Confirmez l'espace réservé pour les directions axiale (longueur du frein) et radiale (diamètre extérieur du frein) de l'équipement. Par exemple, un « frein électromagnétique mince » (longueur axiale<40mm) should be selected at the rear end of the servo motor to avoid interference with other components.
4. Couple de freinage statique (M statique) : paramètre exclusif pour le frein de stationnement
Pour les dispositifs de charge potentiels tels que les grues et les bandes transporteuses inclinées, le couple de freinage statique doit être utilisé pour contrecarrer le poids de la charge lors du stationnement, et il est nécessaire de répondre à l'exigence de M statique supérieur ou égal à 1,2 fois le couple de charge potentiel, plutôt que de compter uniquement sur le couple de freinage dynamique, pour empêcher la charge de glisser après une panne de courant.
3, Plan de sélection des scénarios : adaptation à 8 scénarios industriels typiques
Il existe des différences significatives dans les conditions de fonctionnement des différents équipements industriels, et une adaptation précise est requise en fonction des avantages techniques des types de freins. Voici des suggestions de sélection pour 8 scénarios typiques dans des domaines industriels courants :
| Scénarios d'application | Équipement représentatif | demande fondamentale | Type de frein recommandé | Conseils pour les détails de la sélection |
| Machines de levage | Pont roulant, grue à tour, palan électrique |
Auto-freinage en cas de panne de courant, résistance aux chocs, double garantie de sécurité |
Frein à tambour hydraulique (frein à bloc), frein à disque à étrier électromagnétique | 1. Le mécanisme de levage doit être équipé de « doubles freins » (frein principal + frein de sécurité), avec un couple de freinage de sécurité supérieur ou égal à 1,2 fois le frein principal ; 2. Les équipements extérieurs doivent être sélectionnés pour prévenir la pluie et la poussière, et les plaques de friction doivent être constituées de matériaux résistants à l'usure - (avec une durée de vie de plus de 15 000 fois). |
| Machine-outil | Tours CNC, centres d'usinage, rectifieuses | Positionnement précis (écart<0.05mm), fast response (<0.1s) | Frein à coupure électromagnétique-(DC24V), servofrein | 1. Select the "high-speed brake" for high-speed spindles (speed>3000r/min) pour éviter les dommages aux composants causés par la force centrifuge ; 2. Lorsque les exigences de positionnement sont élevées, choisissez la « structure sans jeu » pour éviter que le mouvement inverse n'affecte la précision de l'usinage. |
| Convoyeur à bande | Bande transporteuse minière, ligne de convoyeur de qualité alimentaire | Freinage lent (évitant le glissement du matériau), résistance à la poussière/nettoyage | Frein à tige de poussée hydraulique, frein à disque pneumatique | 1. The inclined conveyor belt (angle>10 degrés) doit être équipé d'un « anti-retour » pour éviter de faire marche arrière après l'arrêt de la machine ; 2. L'industrie alimentaire choisit des coques en acier inoxydable et des lubrifiants de qualité alimentaire pour éliminer le risque de contamination |
| Tri Logistique | Voiture AGV, machine de tri, ligne de tambour | Léger (poids<2kg), frequent start stop (>20 fois/min) | Frein micro électromagnétique, frein à aimant permanent | 1. Sélectionnez le "type de consommation faible-" (courant de veille<8mA) for AGV brakes to extend battery life; 2. Prioritize the "wet friction structure" for frequent start stop operations to reduce wear and extend lifespan |
| Formage des métaux | Machine à emboutir, cintreuse, laminoir | Large braking force (>1000N · m), high temperature resistance (>150 degrés) | Frein à disque hydraulique, frein à tambour pneumatique (frein à bloc pneumatique) | 1. Choisissez le « type de réponse rapide » (temps de freinage<0.2s) for the stamping machine to avoid punch overshoot; 2. The brake for the rolling mill needs to be equipped with a water-cooled jacket to ensure that the heat dissipation power is ≥ 10kW |
| Équipement d'énergie éolienne | Éolienne (arbre principal, système de lacet) | Low temperature resistance (-40 ℃), high reliability (lifespan>100 000 cycles) | Frein à disque à étrier hydraulique, frein à blocage mécanique | 1. Le frein de broche est équipé d'un « dispositif de déverrouillage manuel » pour un entretien facile ; 2. Sélectionnez le frein de lacet "normalement fermé", maintenez le positionnement après une panne de courant, la consommation d'énergie<5W |
| Impression textile | Machines textiles, machines à imprimer, machines à refendre | Contrôle de tension constant (précision ± 5%), freinage en douceur | Frein à poudre magnétique, embrayage à poudre magnétique | 1. Le contrôle de la tension nécessite d'ajuster la force de freinage par le courant pour assurer une tension stable ; 2. Évitez les environnements humides, car la poudre magnétique est sujette à l'agglutination et aux défaillances dues à l'humidité. Une protection adéquate contre l'humidité-est nécessaire |
|
Machines de construction |
Centrale à béton, ascenseur de construction | Résistant à la poussière, résistant aux vibrations, résistant aux charges élevées | Frein à tambour pneumatique, frein à disque à étrier hydraulique | 1. Sélectionnez le frein « type anti-adhérent » pour la centrale de malaxage afin d'éviter l'agglomération et le blocage de la poussière de ciment ; 2. Les ascenseurs de chantier doivent être conformes à la norme GB 26557 et être équipés de doubles freins de sécurité |
4,Évitement de sélection : 5 erreurs courantes et méthodes de correction
1. Erreur 1 : sélectionnez uniquement en fonction de la "puissance du moteur", en ignorant le moment d'inertie
-Conséquence :Si la puissance du moteur est la même mais que la charge a un moment d'inertie important (comme un équipement avec un grand volant d'inertie), cela peut conduire à un temps de freinage excessif, voire à un freinage inefficace ;
-Correction :Il faut calculer le « moment d'inertie total ». Pour les équipements présentant un moment d'inertie important, il convient de sélectionner un frein avec un couple de freinage plus important au lieu de simplement adapter la puissance du moteur.
2. Erreur 2 : Utilisation de patins de friction ordinaires à base de résine dans des environnements à haute -température
-Conséquence :Les plaquettes de friction ordinaires à base de résine se carboniseront à des températures supérieures à 120 degrés, provoquant une diminution de la force de freinage de plus de 50 % et, dans les cas graves, conduisant à une défaillance des freins ;
-Correction :For high temperature scenarios (>100 degrés), choisissez des patins de friction à base de céramique (résistant à la température jusqu'à 600 degrés) ou à base de métal (résistant à la température jusqu'à 400 degrés) avec des structures de dissipation thermique.
3. Erreur 3 : Choisir des freins à tambour pour les environnements poussiéreux
-Conséquence :L'espace entre le tambour de frein et le sabot du frein à tambour est sujet à l'accumulation de poussière, entraînant un blocage ou une force de freinage inégale, ce qui affecte la stabilité du freinage ;
-Correction :Dans les environnements poussiéreux, les freins à disque (avec surfaces de friction exposées, faciles à nettoyer) doivent être préférés, ou des freins à tambour avec cache-poussière entièrement scellés doivent être sélectionnés.
4. Erreur 4 : le frein de stationnement ne regarde que le « couple de freinage dynamique »
-Conséquence :Le couple de freinage dynamique répond aux exigences d'arrêt, mais le couple de freinage statique est insuffisant. Lors du stationnement, la gravité de la charge est supérieure au couple statique, ce qui entraîne un glissement de l'équipement (comme une grue tombant d'une charge suspendue) ;
-Correction :Le « couple de freinage statique » doit être calculé séparément pour le frein de stationnement afin de garantir qu'il est supérieur ou égal à 1,2 fois le couple de charge potentiel, et le « frein de protection contre les pannes normalement fermé » doit être prioritaire.
5. Erreur 5 : Ignorer la nécessité d'un « réglage du jeu de freinage »
-Conséquence :Une fois la plaque de friction usée, le jeu augmente et la force de freinage diminue progressivement. Un réglage non effectué en temps opportun peut entraîner une défaillance des freins et augmenter les coûts de maintenance ;
-Correction :Dans les scénarios de freinage fréquents (tels que les AGV et les machines de tri), la sélection du « frein à réglage automatique de l'écart » élimine le besoin d'une maintenance manuelle fréquente et réduit les coûts d'exploitation et de maintenance.
5,Résumé du processus de sélection : 4 étapes à mettre en œuvre rapidement
1. Démontage des exigences :Clarifier les fonctions des équipements (arrêt/stationnement/régulation de vitesse), les types de charges (inertie/énergie potentielle) et les conditions environnementales (conventionnelles/difficiles) ;
2. Calcul des paramètres :Calculer le couple de freinage (y compris le facteur de sécurité), la fréquence de freinage (y compris la dissipation thermique), les dimensions d'installation (diamètre/espace de l'arbre) et le couple de freinage statique (scénario de stationnement) ;
3. Correspondance de type :Faites correspondre en fonction de la scène, excluez les types de freins qui ne répondent pas aux exigences d'environnement/de fonction et réduisez la plage de sélection ;
4. Vérification de l'adaptation sur site :Effectuez un « test de pré-installation » sur le frein et l'équipement initiaux pour vérifier la précision de l'ajustement du diamètre de l'arbre (mesuré avec un micromètre pour le jeu), les interférences spatiales (si d'autres composants sont frottés pendant le fonctionnement simulé), et effectuez 10 à 20 tests de freinage réels pour vérifier si le temps de freinage et la douceur répondent aux exigences, en garantissant que l'effet de fonctionnement réel est cohérent avec le calcul théorique.
Grâce au processus ci-dessus, une sélection précise de freins industriels peut être réalisée, qui non seulement répond aux exigences de fonctionnement sûr des équipements, mais équilibre également économie et durée de vie, évitant les interruptions de production ou les accidents de sécurité causés par une mauvaise sélection.