فرامل كتلة

Block brakes، المعروفة أيضاً عادةً باسم فرامل الأحذية، هي الأكثر كلاسيكية وانتشاراً كنوع فرامل ثقيلة في التطبيقات الصناعية. مبدأ عملها دقيق للغاية: يتم ضغط كتلة فرامل واحدة أو اثنتان (أحذية) شعاعياً ضد عجلة فرامل دوارة (طبلة) بواسطة مُفعِّل، مولّداً عزم فرملة من خلال الاحتكاك.

يمكنك تخيلها كيد (كتلة فرامل) تمسك بالحافة العجلة الدوارة (عجلة الفرامل). كلما ازدادت القبضة، أسرع ما تتوقف العجلة.

المكونات الأساسية ومبدأ العمل:

عجلة الفرامل/الطبلة: مُثبتة على عمود قيادة المعدات، وعادةً ما تكون عجلة من الحديد الزهر الثقيل أو الصلب المصبوب.
كتلة الفرامل/الحذاء: تتكون من قاعدة معدنية وبطانة احتكاك قابلة للاستبدال. بطانات الاحتكاك هي المكوِّنات الاستهلاكية الأساسية التي تتصل مباشرةً بعجلة الفرامل لتوليد الاحتكاك.
ذراع الفرامل: آلية رافعة تنقل وتضخم القوة من المحرك، وتضغط كتلة الفرامل ضد عجلة الفرامل.
المحرك: وحدة تزويد الطاقة. في فرامل الكتلة، المحرك الأكثر شيوعاً هو دافع هيدروليكي كهربائي. يستخدم الكهرباء لتشغيل مضخة زيت صغيرة، مولّداً ضغطاً هيدروليكياً لدفع ذراع الفرامل لفتحها (إطلاق الفرامل). عند انقطاع الطاقة، تعود قوة الزنبرك أو الجاذبية بزاوية الفرامل إلى وضعها المغلق (تفعيل الفرامل)، مما يشكل تصميم فاش-سيف قياسي.
التحليل المهني والحكم:

الميزة 1: بنية قوية، متانة موثوقة: تتميز فرملة الكتلة بتصميم بسيط وبناء ميكانيكي قوي للغاية. تتحمل بيئات تشغيل قاسية (مثلاً الغبار، الاهتزاز، تقلبات الحرارة)، وتكسب سمعتها كـ"قوة عمل صناعية".

الميزة 2: سهولة الصيانة: العنصر الأساسي للتآكل—بطانة الاحتكاك (قرص الفرامل)—مصمم عادة كوحدة معيارية لفحصها واستبدالها بسهولة، مما يقلل بشكل كبير من تعقيد الصيانة وأوقات التوقف.

الميزة 3: عزم كبح عالي: بالاعتماد على مبدأ الرافعة وقِطع التشغيل القوية، توفر فرامل الكتلة عزم كبح عالي للغاية، مما يجعلها مناسبة للمعدات الكبيرة والثقيلة.

عيب 1: قوى شعاعية غير متوازنة: فرامل الحذاء الواحد تمارس ضغطاً شعاعياً أحادي الاتجاه على محور عجلة الفرامل، مما قد يؤدي إلى انحناء المحور وتآكل متسارع للكرات التحميلية. وبناءً عليه، تبنّي معظم التصاميم الحديثة تكوينات ثنائية الحذاء (أو مزدوجة اللُتائف) متماثلة لمعادلة هذه القوى الشعاعية.

عيب 2: ضخمة وثقيلة: مقارنة بفرامل القرص التي توفر عزمًا مكافئًا، فرامل الكتلة عادةً ما تكون أكثر ضخامة وتستهلك مساحة أكبر.

عيب 3: تبديد حرارة معتدل: رغم تفوقه على فرامل الحزام، فإن قدرته على التبريد لا تزال دون فرامل القرص المهواة، مما يجعلها غير مناسبة لتطبيقات الكبح الديناميكي عالي التردد أو عالي الطاقة بشكل مستمر.

فرامل الكتلة تشكل حجر الأساس في كبح المعدات الصناعية الثقيلة. ليست مصممة للمعدات الخفيفة الوزن أو التحكم عالي الدقة، بل لتوفير قدرات توقف وإمساك موثوقة تماماً في أقسى البيئات. وبناءً عليه، تهيمن على تطبيقات مثل رافعات الجسور، رافعات الناقلة، معدات الموانئ، معدات المعادن، ونُواقل الحزام. عندما تكون الاعتمادية والمتانة وقابلية الصيانة هي همك الأساسي على حساب الكتلة والاستجابة الديناميكية، تكون فرامل الكتلة عادة الاختيار الأمثل بلا منازع.