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Polreibungskupplungen und –bremsen Pole Face Friction Clutches and Brakes T R = Leerlaufdrehmoment (Restdrehmoment) Das Leerlaufdrehmoment ist das Drehmoment, das die Kupplung im betriebswarmen Zustand nach dem Ausschalten überträgt. T A = Beschleunigungsdrehmoment Das Beschleunigungsdrehmoment ergibt sich aus der Differenz von schaltbarem Drehmoment und Lastdrehmoment. Schaltzeiten Die in der obenstehenden Abbildung am Beispiel einer arbeitsstrombetätigten Elektromagnet - Kupplung dargestellten Schaltzeiten sind mit diesen Bezeichnungen auch für andere Betätigungsarten gültig, bei denen das Drehmoment durch den Aufbau der Betätigungskraft aufgebaut wird. Als Ansprechverzug t 11 gilt die Zeit vom Einschalten des Stromes (Betätigung) bis zum Beginn des Drehmomentanstieges. Als Anstiegszeit t 12 gilt die Zeit vom Beginn des Drehmomentanstieges bis zum Erreichen des schaltbaren Nenndrehmomentes T SN . Die Einschaltzeit t 1 ist die Summe aus Ansprechverzug und Anstiegszeit: t 1 = t 11 + t 12 Als Ausschaltzeit t 2 gilt die Zeit vom Ausschalten des Stromes (Betätigung) bis zum Abklingen des Drehmomentes auf 10% des schaltbaren Nenndrehmomentes. Stromag Dessau safety in motion T R = No-load torque (drag torque) The no-load torque is the torque which the clutch transmits at working temperature after disengagement. T A = Accelerating torque The accelerating torque results from the difference between switchable torque and load torque. Operation Times The operation times shown in the above illustration are based on the example of an electrically energized electromagnetic clutch. The basic characteristic is applicable to clutches with alternate methods of operation. The time delay t 11 is the time from energisation (actuation) to the commencement of the torque build-up. Torque build-up time t 12 is the time from the commencement of torque build-up to the attainment of the dynamic rated torque T SN . The switching time t 1 is the sum of the time delay and the build-up time: t 1 = t 11 + t 12 The de-energise time t 2 is the time from the instant of de-energisation (deactuation) until the torque falls to 10% of the dynamic rated torque. Bezeichnungen A R cm² Reibfläche G kg Speichergewicht Q Joule (J) Wärmemenge Qh Watt (W) stündliche Wärme c kJ/kg K spezifische Wärme Nomenclature A R cm² friction surface area G kg mass Q Joule (J) heat quantity Qh Watt (W) heat per hour c kJ/kg K specific heat Stahl c = 0,46 kJ kgK steel c = 0,46 kJ kgK Gußeisen c = 0,54 kJ kgK cast iron c = 0,54 kJ kgK T SN Nm schaltbares Nenndrehmoment der Kupplung oder Bremse n 1 min -1 untere Drehzahl (Achtung bei Wendevorgängen n 1 negativ einsetzen) n 2 min -1 obere Drehzahl n S min -1 Differenzdrehzahl t A s Beschleunigungszeit, Bremszeit T L Nm Lastdrehmoment − T L für Beschleunigung + T L für Verzögerung J kgm² Massenträgheitsmoment t s s Rutschzeit T SN Nm dynamic rated torque of clutch or brake n 1 min -1 low speed (Attention! for reversing n 1 must be negative) n 2 min -1 high speed n S min -1 speed difference t A s acceleration, deceleration time T L Nm load torque - T L for acceleration + T L for deceleration J kgm² mass moment of inertia t s s slipping time 4
Polreibungskupplungen und –bremsen Pole Face Friction Clutches and Brakes Das Massenträgheitsmoment J Das in den Formeln angegebene Massenträgheitsmoment J ist das gesamte, auf die Drehzahl der Kupplung bezogene Massenträgheitsmoment, aller von der Kupplung zu beschleunigenden bzw. von der Bremse zu verzögernden Massen. Reduzierung von Trägheitsmomenten: Für die Reduzierung von Trägheitsmomenten gilt die Beziehung ( J 1 = J 2 • n 2 [kgm 2 ] n 1 2 ) Stromag Dessau The Mass Moment of lnertia J safety in motion The mass moment of inertia J stated in the formula is the total mass moment of inertia of all the masses to be accelerated or retarded referred to the clutch or brake response. Reduction of moments of inertia: The reduction of moments of inertia is calculated from the formula ( J 1 = J 2 • n 2 [kgm 2 ] n 1 2 ) Trägheitsmoment linear bewegter Massen: Das Ersatz- Massenträgheitsmoment J Ers für eine linear mit der Geschwindigkeit v bewegte Masse m bezogen auf die Kupplungsdrehzahl n errechnet man nach der Formel ( 2 2 ) ( ) J Ers = 91•m • v [kgm 2 ] v [m/s] n n [min -1 ] m [kg] Moments of inertia of linear masses: The equivalent moment of inertia J Ers for a linear mass m and velocity v referred to the clutch speed n is calculated from the formula J Ers = 91•m • v [kgm 2 ] v [m/s] n n [min -1 ] m [kg] Auslegung nach dem Drehmoment Das mittlere Drehmoment einer Kraft-, bzw. Arbeitsmaschine ergibt sich aus der Beziehung T = 9550 • P [Nm] P [kW] n n [min -1 ] Unter Berücksichtigung eines vorhandenen Übersetzungsverhältnisses sind die ermittelten Drehmomente auf die Kupplungswelle zu reduzieren. Je nach Art und Wirkungsweise der Kraft- bzw. Arbeitsmaschine sind bei der Festlegung der Kupplungsgröße Stoß- und Spitzenbelastungen zu berücksichtigen. Wenn bestimmte Beschleunigungs- bzw. Bremszeiten verlangt werden, so muss schon bei der Auswahl der Kupplungsgröße nach dem Drehmoment auf ein ausreichendes Beschleunigungs- bzw. Bremsmoment geachtet werden. Für das erforderliche schaltbare Nenndrehmoment einer Kupplung oder Bremse ergibt sich unter Berücksichtigung der Richtung des Lastdrehmomentes T SN = T A ± T L Wenn wir das Beschleunigungsdrehmoment T A durch den Impulssatz ausdrücken, erhalten wir nach entsprechender Umformung mit: T A = J • dω d t T SN = J • (n2- n1) ± T L Torque consideration for the clutch The mean torque of the driving or driven machine may be calculated from T = 9550 • P [Nm] P [kW] n n [min -1 ] If the system includes gearing, all torques must be referred to the clutch shaft. Depending of the type and functioning of the driving or driven machine resp. shock and peak loads are an important factor for the determination of clutch sizes. If precise acceleration or deceleration times are required a sufficient accelerating or decelerating torque resp. must already been taken into account when selecting the clutch size on the torque rating. Considering the load torque direction, the following dynamic rated torque of a clutch or brake is attained T SN = T A ± T L When expressing the accelerating torque T A by means of the pulse principle we obtain after corresponding conversion: T A = J • dω d t T SN = J • (n2- n1) ± T L [Nm] [Nm] 9,55 • t A 9,55 • t A t A = J• (n2 – n1) 9,55 (T SN ± T L ) [s] t A = J• (n2 – n1) 9,55 (T SN ± T L ) [s] Dabei ist vorausgesetzt, dass sich das schaltbare Drehmoment wie ein Rechteckimpuls aufbaut. It is assumed that the dynamic torque is achieved instantaneously. 5
Seite 2 und 3: Datum: 03/2011 Stromag Dessau GmbH
Seite 4 und 5: Polreibungskupplungen und -bremsen
Seite 42: Stromag safety in motion Stromag AG

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