Automatizace

Brzdy pohonů: proč se motorová brzda nesmí používat na zastavení

Zdroj: Schneider Electric

Typografický cover s označením BRAKE a křivkou brzdění
Ilustrace: redakce

Motor s brzdou není motor, který umí zastavit. Brzda ve servomotoru má jediný úkol: držet polohu, když je měnič bez proudu. Když ji použijete jako provozní brzdu, odejde dřív, než dopíšete dokumentaci — a u svislé osy to znamená pád, ne poruchu.

Kdo je kdo

TypFunkceKdy působí
Zádržná (holding)drží osu v klidu bez momentu motorupři odpojení výkonu, při STO
Provozní (service)opakovaně brzdí pohyb, maže energiikaždý cyklus stroje
Dynamická (DC/odporová)mění kinetickou energii na teplo v motoru nebo v odporunouzové i provozní zastavení
Externí (pneumatická, čelistní)svírá hřídel nebo přímo osuzádrž i brzdění podle dimenzování

Schneider to píše natvrdo: brzda v motoru není bezpečnostní funkce ani provozní brzda a nemá se používat jako bezpečnostní opatření — na to patří certifikovaná externí brzda.

Graf: kdo co brzdí

Srovnání brzdění motorem, dynamickou brzdou a zádržnou brzdou
Zádržná brzda nastupuje až v klidu. Když má zastavit pohyb, dostane celou kinetickou energii do čelistí.

Co se rozsype a proč

  • Tření a teplo. Zádržná brzda je dimenzovaná na statický moment, ne na brzdnou práci. Opakované brzdění z plné rychlosti ji spálí — a to se projeví jako „někdy to nedrží".
  • Svislá osa. STO bez brzdy = volný pád. Proto se u zdvihů kombinuje SOS (drží polohu pod proudem) s SBC (bezpečné spínání brzdy) a brzda se testuje funkcí SBT.
  • Pneumatická brzda. Svírá, ale potřebuje tlak. Výpadek vzduchu je poruchový stav, který musí být v rizikové analýze — pružinová varianta drží bez tlaku, ta „vzduchem otevíraná" ne.
  • Šikmá osa. Drží jen tehdy, když je třecí moment větší než složka tíhy. Rekuperace to nezachrání.

Dimenzování: co spočítat

  1. Statický moment — tíha × rameno × převod, s rezervou aspoň 1,5.
  2. Brzdná práce — kinetická energie všech hmot včetně motoru a převodovky; rozhoduje, jestli zádržná brzda přežije.
  3. Počet cyklů — zádržná brzda má jinou životnost než provozní.
  4. Doba sepnutí — brzda nezavře okamžitě; po dobu zpoždění musí motor držet moment, jinak osa sjede.

S poctivým výpočtem pomáhají konfigurátory. Festo Electric Motion Sizing je zdarma, zadáte hmotnost, zdvih a dobu cyklu, tool dopočítá setrvačnosti a nabídne až pět variant včetně křivek motoru; brzdu a enkodér si vyberete v druhém kroku a konfigurace jde rovnou do e-shopu i s commisioning soubory. Pro multiaxiální handling má Festo sesterský Handling Guide Online.

Pro konstruktéra: než dáte do rizikové analýzy „zastaví to brzda", ověřte dvě čísla — zádržný moment a brzdnou práci. Když výrobce udává jen statický moment, na nouzové zastavení to nestačí a musíte přidat dynamické brzdění do odporu nebo externí brzdu.

Zdroje

  1. Holding Brake (Option) — Lexium 32S Drive — Schneider Electric
  2. Safety functions acc. to EN 61800-5-2 (SBC, SBT) — BBH Products
  3. Festo Introduces the Electric Motion Sizing Online Tool — Festo

Odkazy vedou na primární zdroje. Text článku je redakční shrnutí, ne převzatá zpráva.