Présentation du projet de freins à tambour industriels pour une décélération douce et une tenue de sécurité en cas de panne
Présentation du projet
Une opérateur logistique portuaire a modernisé le système de freinage de ses mécanismes de grue lourde pour améliorer la sécurité opérationnelle, la douceur du freinage et la fiabilité à long terme. L'application impliquait des cycles de démarrage-arrêt fréquents, des charges inertielle élevées et des exigences strictes pour la tenue et le freinage d'urgence.
Les freins à tambour industriels ont été sélectionnés comme solution principale en raison de leur structure mécanique robuste, capacité de couple de freinage élevée, facilité d'entretien et performance économique sur la durée. Le système final combinait des freins à tambour électro-hydrauliques pour le freinage de service avec des freins à tambour électromagnétiques pour les fonctions de sécurité et de maintien.
Défis liés à l'application
Les opérations de la grue portuaire imposent des exigences uniques aux systèmes de freinage :
- Fonctionnement à haute fréquence : Les événements de freinage répétés augmentent la charge thermique et l'usure mécanique.
- Décélération en douceur : Un freinage brutal peut introduire des charges de choc qui accélèrent la fatigue structurelle.
- Tenue fiable : Le frein doit maintenir solidement la charge lors du positionnement et lorsque la grue est stationnée.
- Comportement de sécurité de secours : En cas de perte de puissance, le système doit revenir à un état de freinage sécurisé.
- Efficacité de maintenance : Les temps d'arrêt et la maintenance complexe doivent être minimisés.
Conception de la solution
1. Freinage de service : Freins à tambour électro-hydrauliques
Les freins à tambour électro-hydrauliques ont été utilisés comme solution principale de freinage de service. Ce type de frein est largement utilisé dans les grues, convoyeurs à bande et autres machines de transport car il offre une performance de freinage stable et un relâchement rapide lorsqu'il est associé à des actionneurs électro-hydrauliques tels que les unités Ed ou YT1.
La logique de sélection pour cette application comprenait :
- Freinage lourd à usage général : Série YWZ4, YWZ8 et YWZ13 pour mécanismes de grue standard.
- Dégagement de chaussure cohérent et freinage équilibré : Série YWZ3B, YWZ9 et YWZ10 équipées d'une égalisation automatique du dégagement des chaussures.
- Marge de sécurité accrue : Série YW-P avec des caractéristiques de freinage à ressort supplémentaires.
- Exigences de freinage en deux étapes : Série YW-E, offrant une décélération en douceur lors des arrêts normaux et une force de freinage accrue pour les arrêts d'urgence.
- Contraintes d'installation : Conceptions YW_L à course longue pour des applications nécessitant un déplacement prolongé de l'actionneur.
- Solution de base économique : Série YW comme solution standard et économique.
Cette configuration a assuré un comportement de freinage fluide et contrôlable lors de cycles de service fréquents tout en maintenant des temps de réponse et de relâchement rapides.
2. Sécurité et maintien : Freins à tambour électromagnétiques
Les freins à tambour électromagnétiques ont été introduits pour gérer les fonctions de maintien et de sécurité critiques. Ces freins offrent une réponse rapide, un contrôle précis et une logique de sécurité flexible, y compris des configurations de sécurité de secours.
Configurations clés appliquées :
- Freins à tambour électromagnétiques MW(Z) : À ressort appliqué et électromagnétiquement relâché, assurant une tenue de sécurité en cas de coupure de courant.
- Options électromagnétiques à courant continu (ZWZ3 et ZWZA) : Sélectionné pour des applications nécessitant des caractéristiques de freinage douces, silencieuses et stables.
- Freins à tambour électromagnétiques JZ économes en énergie : Utilisé lorsque la réduction de la consommation d'énergie et la baisse des coûts d'exploitation sont prioritaires.
En ajoutant une couche de maintien de sécurité dédiée, le système a atteint une sécurité et une redondance accrues dans l'ensemble.
3. Options d'actionnement alternatives
Pour s'adapter aux différentes conditions du site et scénarios de modernisation, d'autres méthodes d'actionnement des freins à tambour ont été envisagées :
- Freins à tambour pneumatiques : Adapté aux sites disposant d'une alimentation en air comprimé fiable.
- Freins à tambour hydrauliques (série TYW) : Utilisé lorsque des forces de freinage exceptionnellement élevées sont nécessaires et qu'une unité de puissance hydraulique est disponible.
- Freins à tambour hydrauliques à commande manuelle (TYWZ2) : Utilisé comme solution de freinage d'urgence ou de secours dans des environnements sans alimentation électrique.
Stratégie de mise en œuvre
La mise à niveau a suivi une approche fonctionnelle et au niveau du système plutôt que de se concentrer uniquement sur des modèles de freins individuels :
- Séparation de Freinage de service et maintien/freinage de sécurité fonctions.
- Choix du type de frein en fonction du cycle de service, des exigences de sécurité et des sources d'alimentation disponibles.
- Utilisation de familles de freins à tambour standardisées pour simplifier la maintenance et la gestion des pièces de rechange.
- Alignement avec les avantages inhérents des freins à tambour, notamment la durabilité et la facilité d'inspection.
Résultats et avantages opérationnels
Après la mise en service, l'opérateur de la grue portuaire a obtenu les résultats suivants :
- Décélération plus douce et plus contrôlée, réduisant les chocs mécaniques et améliorant la stabilité de fonctionnement.
- Performance de maintien fiable, y compris le comportement de sécurité en cas de perte de puissance ou de conditions d'urgence.
- Amélioration de la maintenabilité, soutenu par des conceptions de freins à tambour standardisées et largement utilisées.
- Coûts de cycle de vie optimisés, en particulier lorsque des freins électromagnétiques économes en énergie ont été mis en œuvre.
Conclusion
Ce projet démontre comment les freins à tambour industriels, lorsqu'ils sont correctement sélectionnés et intégrés, offrent une solution efficace pour les applications de grues lourdes. En combinant des freins de service électro-hydrauliques avec des freins de maintien électromagnétiques de sécurité, le système a obtenu un résultat équilibré : fonctionnement fluide, marges de sécurité élevées et fiabilité à long terme.
Les freins à tambour industriels restent une technologie de freinage éprouvée et adaptable pour les portiques, convoyeurs et autres machines industrielles lourdes où un arrêt et une tenue fiables sont cruciaux.
