Die Auswahl einer Industriebremse basiert nicht nur auf einem "groß genug aussehenden" Modell. Wenn Sie das Drehmoment unterschätzen, wird die Last treiben oder fallen. Wenn Sie es überschätzen, brechen Sie Wellen, strippen Zahnräder und beschädigen Strukturen mit brutalem Stopp-Schock.
This article provides the engineering formulas und safety factors (K-factors) needed to size brakes correctly for hoists, travel drives, and belt conveyors. We will connect these calculations to our product lines, such as YWZ13 drum brakes for general crane duty and SH fail-safe disc brakes for high-energy holding.
Infografik, die die Formeleingaben zeigt: Motorleistung (P), Geschwindigkeit (n) und Sicherheitsfaktor (K).
1) Die Grundformel für das Drehmoment
Beginnen Sie mit dem statischen Drehmoment, das erforderlich ist, um die Nennleistung des Motors zu halten. Die leitende Gleichung lautet:
T_{static} = \frac{9550 \times P}{n}- $T_{static}$: Nennmotor-Drehmoment (N·m)
- $P$: Motorleistung (kW)
- $n$: Bremwellen-Drehzahl (rpm) — Wichtig: Dies ist die Geschwindigkeit an der Bremse, nicht die Getriebeausgangsgeschwindigkeit!
- 9550: Konstante Umrechnung kW/rpm in N·m.
Beispiel: A 45 kW motor running at 750 rpm (common for crane hoists):
T_{static} = \frac{9550 \times 45}{750} = 573\ \text{N·m}Note: This is just to hold the motor against its own rating. It does not account for gravity, safety, or dynamic stopping.
2) Anwendung des Sicherheitsfaktors ($K$)
You never select a brake at $T_{static}$. You apply a Service Factor ($K$) based on the risk and application type.
T_{brake} \ge T_{static} \times K| Anwendung | Empfohlener $K$-Faktor | Warum? |
|---|---|---|
| Heben (Hochziehen) | $K \ge 2.0$ (Oft 2.5 für geschmolzenes Metall) | Die Schwerkraft ist konstant. Wenn die Reibung abnimmt (Fading/Wear), benötigen Sie 100 % Reservekapazität, um einen Abfall zu verhindern. |
| Reise / Traverse | $K \approx 1.5 – 2.0$ | Um innerhalb der Windgrenzen zu stoppen, aber Radschlupf zu vermeiden. Zu viel Drehmoment ($K>2.5$) führt zu Radblockierung und Schienenverschleiß. |
| Bandförderer | $K \approx 1.5 – 2.0$ | Verhindert Rücklauf bei geneigten Bändern. Thermische Kapazität (Stoppzeit) ist oft kritischer als das Drehmoment. |
| Winden (Personenbeförderung) | $K \ge 3.0$ (Häufig duale Bremsen erforderlich) | Extremes Sicherheitsanforderung. |
Applying to our Example (Hoist):
Required Brake Torque = $573\ \text{N·m} \times 2.0 = 1146\ \text{N·m}$.
You would select a brake rated for at least 1200 N·m (e.g., a YWZ13-315 or YWZ13-400 model depending on thruster).
3) Thermische Kapazität: Der verborgene Killer
Calculated torque ensures you can hold the load. But can you stop it without burning the linings?
Berechnung der Energie beim Anhalten
Jedes Mal, wenn Sie stoppen, wandelt sich kinetische Energie in Wärme um.
Energie ($E$) pro Stopp (Joule):
- $J$: Gesamtsystem-Trägheit, die auf die Bremsscheibe reflektiert wird (kg·m²).
- $\omega$: Winkelgeschwindigkeit (rad/s) = $rpm \times \frac{2\pi}{60}$.
If $E$ exceeds the brake’s thermal rating (kJ per hour), the linings will glaze and fade.
Faustregel: For high-inertia loads (conveyors, large fans), verify the thermal capacity of the disc/drum, not just the torque. You may need a ventilated disc (SH series) or a larger drum size just to dissipate heat.
4) Überprüfung der Stillstandszeit
Wird die Maschine schnell genug stoppen?
Verzögerungszeit ($t$):
- $T_{brake}$: Tatsächliche Drehmomenteinstellung.
- $T_{load}$: Lastausgleichende Drehmoment, das beim Stoppen unterstützt ( ) oder widersteht (-)
- Ergebnis: Wenn $t$ zu lang ist (> 3-5s für Hebezeuge), ist die Sicherheit gefährdet. Wenn zu kurz (< 0.5s für Reise), werden Stoßbelastungen Komponenten zerstören.
5) Auswahl der richtigen Bremsenserie
Sobald Sie die Zahlen haben, wählen Sie die Hardware:
| Series | Typ | Drehmomentbereich | Am besten geeignet für |
|---|---|---|---|
| YWZ13 / YWZ | Elektro-Hydraulischer Trommelbremse | 100 – 12.500 N·m | Allgemeine Kräne: EOT-Brücken, Portale, allgemeines Heben. Robust, einfache Wartung. |
| SH / SB | Hydraulische Scheibe | 500 – 30.000 N·m | Heavy Duty: Hochgeschwindigkeitsstopps, Förderer, Containerkräne. Bessere thermische Ableitung. |
| SE / DC | Elektromagnetische Scheibe | 5 – 500 N·m | Präzision/Klein: Maschinenwerkzeuge, Bühnenrigging, kleine Hebezeuge. Schnelle Reaktion. |
6) Häufige Fehler bei der Auswahl
- Ignorieren der Getriebeeffizienz: Wenn die Bremse auf der Hochgeschwindigkeitswelle ist, hilft die Getriebezugskraft beim Anhalten. Wenn sie auf der Niedriggeschwindigkeitswelle (Sicherheitsbremse) ist, nicht.
- Überdrehen von Reiseantrieben: Die Auswahl von $K=3.0$ für einen Kranbrücken-Reiseantrieb garantiert Radschlupf und schwingende Lasten. Verwenden Sie $K=1.5$ oder eine variabel-torquige Bremse.
- Spannungsabweichung: Das Drehmoment perfekt berechnen, aber den falschen Antriebsspannung (380V vs 415V vs 460V) bestellen, bedeutet, dass das Projekt bei der Installation stoppt.
Benötigen Sie Hilfe bei der Dimensionierung Ihrer Bremse?
Hören Sie auf zu raten. Senden Sie uns Ihre Motorleistung (kW), Geschwindigkeit (rpm) und Anwendungstyp (Heben/Reise). Unser Ingenieurteam führt die Berechnung durch, empfiehlt den richtigen Sicherheitsfaktor ($K$) und wählt das optimale Bremssystem für Ihr Projekt.