Thắng của thiết bị nâng

Thắng của tất cả cơ cấu máy trục, chi tiết. Dùng cho sinh viên nghiên cứu, kỹ sư áp dụng trong công việc, giảng viên về máy trục......................................................................................

Chương 9 THIẾT BỊ DỪNG VÀ PHANH

§9.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trên các cơ cấu của máy trục, để dừng chuyển động của cơ cấu trong quá trình làm việc, người ta bố trí trên cơ cấu các thiết bị dừng hoặc thiết bị phanh

9.1.1 Thiết bị dừng

Thiết bị dừng có tác dụng dừng chuyển động của cơ cấu, không cho cơ cấu chuyển động quay theo chiều ngược lại Thiết bị dừng bố trí trên cơ cấu nâng của cần trục, khi làm việc, nó sẽ dừng chuyển động cơ cấu nâng tại thời điểm cần thiết, dùng để giữ vật nâng ở trạng thái treo, không cho trục cơ cấu quay theo chiều ngược lại, ngăn cản không cho vật nâng bị hạ (rơi) xuống Trên máy trục phổ biến dùng hai loại thiết bị dừng:

+ Thiết bị dừng bánh cóc,

+ Thiết bị dừng con lăn

9.1.2 Thiết bị phanh

a) Phân loại phanh:

Thiết bị phanh dùng để dừng hẳn chuyển động hoặc hạn chế tốc độ chuyển động của cơ cấu Trên các máy trục có thể sử dụng nhiều loại phanh:

– Theo kết cấu phanh có các loại: Phanh má, phanh đai, phanh đĩa, phanh nón, phanh ly tâm

– Theo tác dụng bề mặt làm việc của phanh với cơ cấu có: phanh thường đóng và phanh thường mở

– Theo nguyên tắc điều khiển phanh có: Phanh thủ công (điều khiển bằng tay gạt hay bàn đạp), phanh tự động (điều khiển phanh nhờ các nguồn năng lượng điện từ, thủy lực, khí nén, …)

– Theo công dụng của phanh có: Phanh dừng và phanh hạn chế tốc độ

Việc chọn đúng loại phanh phù hợp với từng điều kiện làm việc cụ thể Có vai trò quyết định đến độ an toàn của máy khi làm việc Quy phạm an toàn thiết bị nâng có quy định chặt chẽ việc sử dụng loại phanh cho từng cơ cấu cụ thể

Trên các cơ cấu, phanh thường được đặt trên trục có mô men xoắn nhỏ (trục động cơ) để mô men phanh hợp lý

b) Các yêu cầu chung đối với thiết bị phanh

– Phanh phải có mômen phanh đủ lớn ứng với điều kiện làm việc,

– Đóng mở phanh nhanh nhạy, độ tin cậy cao,

– Kết cấu đơn giản dễ chế tạo,

– Dễ kiểm tra, điều chỉnh và thay thế những chi tiết bị mòn,

– Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, giá thành rẻ

§9.2 THIẾT BỊ DỪNG

9.2.1 Thiết bị dừng bánh cóc

a) Cấu tạo:

Thiết bị dừng bánh cóc gồm có: bánh cóc 1 lắp trên trục 2 của cơ cấu Con cóc 3 lắp trên trục (chốt) 4 (khớp quay của con cóc) đặt trên phần cố định của cơ cấu

b) Đặc điểm làm việc:

– Con cóc 3 có răng luôn luôn ăn khớp với răng của bánh cóc 1 và chỉ cho phép bánh cóc

1 và trục 2 quay theo nâng vật (do răng bánh cóc kết cấu không đối xứng) Để đảm bảo cho con cóc luôn ăn khớp (tỳ) vào răng của bánh cóc có thể dùng lò xo hoặc đối trọng tạo lực nén ép con cóc vào ăn khớp răng bánh cóc Khi cần hạ vật nâng (bánh cóc 1 và trục 2 quay theo chiều ngược lại) phải nhấc con cóc ra khỏi vị trí ăn khớp với răng bánh cóc

– Bánh cóc thường đặt trên trục quay nhanh của cơ cấu (trục dẫn động) trên trục có mômen xoắn nhỏ để đảm bảo kích thước nhỏ gọn Tuy nhiên do đặc thù của từng loại sơ đồ bố trí kết cấu mà ở một số máy trục, thiết bị hãm bánh cóc được bố trí trên trục trung gian của cơ cấu truyền động Thậm chí có

khi đặt trực tiếp trên trục tang

quấn cáp của cơ cấu nâng

Các thông số của bánh

cóc đã được tiêu chuẩn hóa

– Thiết bị dừng bánh

cóc làm việc có tiếng ồn và

chịu lực va đập lớn

Một số thiết bị dừng

bánh cóc có kết cấu đặc biệt

làm giảm đáng kể độ ồn Vật

liệu chế tạo con cóc và bánh

cóc thường là thép 45 hoặc

40X Việc tính toán kiểm tra

sức bền của con cóc và bánh cóc thể hiện trong các tài liệu chuyên môn

9.2.2 Thiết bị dừng con lăn

a) Cấu tạo

Thiết bị dừng con lăn làm việc dựa trên tác dụng của lực ma sát không gây va đập, góc quay khi hãm nhỏ, làm việc êm

Hình 9.1 – Thiết bị dừng bánh cóc

a) Sự làm việc của thiết bị; b) Kích thước cóc hãm 1 – Bánh cóc; 2 –

Trục cơ cấu; 3 – Con cóc; 4 – Trục con cóc

Hình 9.2 – Thiết bị dừng con lăn

1 – Vỏ; 2 – Lõi; 3 – Con lăn; 4 – Tấm định vị con lăn theo chiều dọc trục (tạo ra rãnh con lăn); 5 – Định vị vỏ;

6 – Vành chặn; 7 – Lò xo; 8 – Chốt đẩy; 9 – Đế tựa con lăn

– Kết cấu chung của thiết bị gồm vỏ 1 gắn vào phần cố định của cơ cấu Trong vỏ có lắp lõi 2 lắp với trục của cơ cấu bằng then Trên các lõi 2 có các rãnh đặt các con lăn 3

b) Đặc điểm làm việc

– Khi trục của cơ cấu cùng lõi 2 quay theo chiều nâng (ngược chiều kim đồng hồ) con lăn luôn ở phần khe hở rộng của vành côn nên trục của cơ cấu quay bình thường

– Khi trục cơ cấu cùng lõi 2 quay theo chiều hạ (thuận chiều kim đồng hồ), các con lăn bị đẩy vào phía hẹp dần của rãnh côn và bị kẹt giữa vỏ 1 và lõi 2, có tác dụng hãm lõi 2 làm trục cơ cấu không quay được nữa Lò xo 7 và chốt đẩy 8 có tác dụng làm quá trình hãm xẩy ra nhanh hơn Các chi tiết của thiết bị dừng con lăn được làm từ thép hợp kim có Crôm (Cr) và tôi bề mặt đạt độ cứng HRC 58 ÷ 64

§9.3 THIẾT BỊ PHANH

9.3.1 Giới thiệu chung phanh má

a) Nguyên lý chung của phanh má

Phanh má có cấu tạo gồm bánh phanh

và các má phanh Khi ép má phanh vào bánh

phanh, lực ma sát suất hiện trên bề mặt tiếp

xúc má phanh với bánh phanh gây lên mômen

ma sát ( mô men phanh) có tác dụng cản trở và

làm dừng chuyển động của bánh phanh, đồng

thời làm dừng chuyển động của cơ cấu Hệ tay

đòn đóng mở má phanh rất đa dạng với các sơ

đồ hệ tay đòn khác nhau

b) Đặc điểm làm việc

– Trên các phanh thường đóng:

+ Lực đóng phanh được tạo nên do đối trọng hay lò xo

+ Lực mở phanh được tạo ra do:

Lực điện từ của nam châm điện (phanh điện từ),

Con đẩy thủy lực (phanh có cần đẩy thủy lực),

Lực trên tay gạt hay bàn đạp (phanh tay, phanh chân)

– Các sơ đồ nguyên lý hệ tay đòn đóng mở má phanh rất đa dạng tạo nên các loại phanh

má có kết cấu khác nhau như: phanh má thường đóng kiểu đối trọng, phanh má điện từ hành trình nhỏ, phanh má với con đẩy thủy lực

– Mômen phanh do lực ma sát giữa má phanh với bánh phanh tạo ra, khi đó động năng

của các phần quay của cơ cấu được chuyển hóa thành nhiệt năng làm nóng má phanh và bánh phanh gây mài mòn Vì vậy khi tính toán má phanh (cũng như bề mặt ma sát của các phanh khác: phanh đai, phanh đĩa, phanh nón …) cần kiểm tra hai điều kiện sau đây:

+ Áp lực riêng của má phanh lên bánh phanh không được vượt quá giá trị cho phép ứng với vật liệu làm má phanh

+ Nhiệt năng sinh ra trong quá trình phanh không vượt quá giá trị cho phép đối với các loại vật liệu làm má phanh

trong đó: p – Aùp lực trung bình của má phanh lên bánh phanh

v – Tốc độ trượt của má phanh trên bánh phanh

Hình 9.3 – Nguyên lý chung phanh má

f – Hệ số ma sát

c) Đặc điểm cấu tạo

– Bánh phanh thường được làm từ thép 45 hoặc gang xám

– Để tạo ra mômen phanh lớn, người ta sử dụng loại vật liệu chuyên dùng làm má phanh có hệ số ma sát cao, chịu mài mòn tốt và ổn định ở nhiệt độ làm việc tương đối cao Những tấm băng này được gắn vào má phanh bằng các đinh tán bằng đồng sao cho các đầu của đinh tán thụt vào so với mặt băng một nửa chiều dày băng Hiện nay người ta thường gắn băng lên má phanh bằng cách dán ép nóng để tăng diện tích tiếp xúc với bánh phanh

9.3.2 Phanh má kiểu đối trọng (Phanh điện từ có hành trình lớn)

a) Cấu tạo

Trên hình 9.4 là sơ đồ kết

cấu của phanh má kiểu đối trọng

b) Nguyên lý hoạt động

Phanh má kiểu đối trọng là

loại phanh thường đóng

Khi cơ cấu không làm việc,

đối trọng G gây lực kéo R trên

thanh kéo làm phát sinh lực P tác

dụng lên các tay đòn phanh áp các

má phanh vào bánh phanh với lực

ép N có tác dụng đóng phanh (nên

gọi là phanh thường đóng)

Nam châm điện từ 4 được

mắc song song cùng mạch với động

cơ điện dẫn động cơ cấu

+ Khi cơ cấu làm việc, động cơ điện được cấp điện để dẫn động cơ cấu Đồng thời, cuộn dây của nam châm điện có điện sinh ra lực điện từ hút tay đòn có gắn đối trọng lên làm cho các má phanh được mở ra, cơ cấu có thể làm việc bình thường

+ Khi cơ cấu ngừng làm việc hoặc do sự cố mất điện, nam châm điện 4 ngừng hút tay đòn gắn đối trọng Do trọng lượng đối trọng G làm cho phanh được đóng lại: đảm bảo an toàn cho cơ cấu máy

+ Phanh má kiểu đối trọng: đóng phanh nhờ trọng lượng đối trọng G mở phanh nhờ lực hút của nam châm điện từ: với lực hút không lớn song phải có hành trình lớn (phanh điện từ có hành trình lớn)

c) Đặc điểm của phanh

– Phanh má kiểu đối trọng có thể tạo nên mômen phanh lớn song có hệ tay đòn phức tạp, cồng kềnh, kích thước lớn

– Khi làm việc, phanh có quán tính lớn, hiệu suất thấp, gây biến dạng tay đòn lớn – Góc ôm của má phanh lên bánh phanh thường β = 60 ÷ 1100

– Đường kính bánh phanh D và chiều rộng bánh phanh B được chọn tùy thuộc vào mômen phanh từ điều kiện kiểm tra áp lực trung bình của má phanh lên bánh phanh

– Để đảm bảo diện tích tiếp xúc giữa má phanh và bánh phanh, chiều rộng bánh phanh thường lấy lớn hơn chiều rộng má phanh B từ 5 ÷ 10mm

Hình 9.4 – Phanh má kiểu đối trọng

1 – Bánh phanh; 2 – Má phanh; 3 – Tay đòn phanh; 4 – Nam châm điện từ có hành trình lớn; 5 – Đối trọng; 6 – Hạn chế hành trình

– Để tính trọng lượng cần thiết của đối trọng G (đủ để đóng phanh) và lực hút cần thiết của nam châm điện (đủ lớn) để đảm bảo mở phanh, ta xét cân bằng các phần của phanh xuất phát từ lực nén cần thiết N để tạo ra mômen phanh

N =

D f

M p

trong đó f hệ số ma sát giữa má phanh và bánh phanh

– Trọng lượng cần thiết của đối trọng: có tính đến hiệu suất của hệ thống tay đòn phanh

(ηt = 0,9) được tính theo (4.9)[1]:

3

1

l c D f

M G

t

p

η

– Lực hút cần thiết của nam châm để mở phanh tính theo (4.10).[1]:

3 1

2

3

l

l c D f

M k l

l G k P

t

p nc

η

=

ở đây: k = 1,5 – hệ số vượt tải để khác phục quán tính của đối trọng

– Khi mở phanh, hành trình của nam châm điện là hp ; đảm bảo cho các má phanh mở ra

với khe hở ε Hành trình phanh được xác định theo công thức (4.11).[1]:

hp = 2ε.

m i

1

trong đó:

2

1

l

l c

i = – bội suất hệ tay đòn, m = 0,65 ÷ 0,80 – hệ số lợi dụng hành trình để bù trừ độ mòn má phanh

9.3.3 Phanh má

điện từ hành trình

nhỏ

a) Cấu tạo

Trên hình (9.5) là sơ đồ

kết cấu phanh má điện

từ hành trình nhỏ gồm

các bộ phận chính :

+ Mô tả cấu tạo (xem

hình 9.5 )

Phanh má điện

từ hành trình nhỏ là loại

phanh thường đóng Lực

đóng phanh được tạo

lên do các đai ốc 10 nén

lò xo chính 8 Một đầu

lò xo chính 8 tì vào ống

bao 13 làm kéo tay đòn

phanh 3 trên có gắn má

phanh 2 ép vào bánh

phanh 1

Đầu kia của lò

xo chính 8 đẩy đai ốc

Hình 9.5 – Phanh má điện từ hành trình nhỏ

1 – Bánh phanh; 2 – Má phanh; 3 – Tay đòn phanh; 4 – Má phanh; 5 – Tay đòn phanh; 6 – Nam châm; 7 – Tay đòn; 8 – Lò xo chính; 9 – Lò xo phu; 10 – Đai ốc; 11 – Đai ốc; 12 – Đai ốc; 13 – Ống bao; 14– Thanh đẩy; 15 – Hạn chế hành trình

10, kéo thanh đẩy 14 sang phía phải, kéo tay đòn phanh số 5 trên có gắn má phanh 4 ép vào bánh phanh 1

b) Nguyên lý hoạt động

– Khi cơ cấu không làm việc, đai ốc 10 cùng lò xo chính 8 tạo nên lực ép các má phanh 2,

4 vào bánh phanh để đóng phanh (gọi là phanh thường đóng)

– Khi cơ cấu làm việc, nam châm điện 6 hút tay đòn 7 và đẩy thanh đẩy 14 sang phía trái

Dưới tác dụng của lò xo phụ 9 tay đòn phanh 5 cùng má phanh 4 mở ra Tay đòn phanh 3 cùng má phanh 2 dưới tác dụng của trọng lượng nam châm cũng mở ra cho đến khi hạn chế hành trình

15 chạm vào đế phanh

Khi vặn đai ốc 11 sang phải, thanh đẩy 14 dịch dần sang trái ép lò xo 8 qua đai ốc 10 và hai má phanh từ từ mở ra (tương đương với trường hợp nam châm 6 làm việc)

– Trường hợp cần sửa chữa hoặc thay má phanh tiếp tục vặn đai ốc 11 sang phải để mở má phanh to hơn để có thể tháo (thay) mặt làm việc của má phanh

– Ở trạng thái làm việc bình thường của phanh, đai ốc 11 phải vặn sang trái về vị trí cũ – Mômen phanh được tạo nên do lò xo chính 8 bị nén, vì vậy có thể điều chỉnh mômen phanh nhờ các đai ốc 10

– Hành trình của phanh được điều chỉnh bằng đai ốc 12 và cái hạn chế hành trình 15

c) Đặc điểm của phanh má điện từ hành trình nhỏ

– Phanh má điện từ hành trình nhỏ có hiệu suất cao, đóng mở nhanh nhậy

– Nhược điểm của phanh là tỉ số truyền của hệ tay đòn không lớn nên khó tạo ra được mômen phanh lớn, không điều chỉnh được tốc độ hút của nam châm nên quá trình phanh xẩy ra không được êm dịu (đóng mở phanh có va đập)

– Lực P cần thiết đặt ở đầu các tay đòn phanh 3 và 5 để tạo mômen phanh Mp là:

l

l D f

M

η

ở đây: η – hiệu suất của tay đòn, η = 0,95 với khớp xoay có bôi trơn, η = 0,9 với khớp xoay không bôi trơn

– Lực đẩy lò xo chính 8 để tạo mômen phanh (4.12)[1]:

Pc = P + Pp +

a

M n

ở đây: P p – lực nén lò xo phụ số 9 (Pp = 2 ÷ 8 kG)

Mn – mômen do trọng lượng phần ứng của nam châm điện gây ra trên tay đòn 7

– Khi mở phanh, nam châm điện từ 6 làm việc làm lò xo chính 8 chịu lực nén lớn nhất (4.13).[1]:

Pmax = Pc + 2ε C

l

l

1

trong đó:

1

2

l

l

ε – độ nén của lò xo chính khi các má phanh mở ra với khe hở ε

C – độ cứng của lò xo chính (8) Giá trị Pc và Pmax tính theo công thức (9.8) và (9.9) là các thông số cần thiết để tính lò xo chính

– Mô men ứng với khớp xoay của tay đòn 7 mà nam châm cần tạo ra khi làm việc để mở phanh được tính theo công thức (4.14).[1]):

Mnc = (P + 2ε c

l

l

1

Hành trình phanh được tính tương tự như phanh má kiểu đối trọng (phanh má điện từ hành trình lớn) (4.15).[1]:

m l

l

h p 2 1

1

ε

trong đó: hệ số lợi dụng hành trình m = 0,8 ÷ 0,85

-Dựa vào giá trị M nc – công thức (9.10) và h p – công thức (9.11) để chọn nam châm điện

Ứng dụng: phanh má điện từ hành trình nhỏ do Liên Xô chế tạo có kí hiệu TKT đã được tiêu chuẩn hóa, sản xuất hàng loạt và dùng khá phổ biến trên các cơ cấu của máy trục (các loại máy trục do Liên Xô chế tạo)

9.3.4 Phanh má với con đẩy thủy lực

a) Cấu tạo

Trên hình 9.6 là sơ đồ

cấu tạo phanh má với cần đẩy

điện – thủy lực Phanh má với

con đẩy thủy lực là loại phanh

thường đóng

Sơ đồ nguyên lý kết cấu

phanh với các bộ phận để thực

hiện đóng mở phanh gồm:

thanh đẩy 4, tay truyền lực 5,

lò xo 6, đai ốc 9 và con đẩy

thủy lực 7

b) Nguyên lý hoạt động

– Khi cơ cấu không làm

việc: lò xo 6 bị hãm bởi các đai

ốc 9 (lò xo trong trạng thái bị

nén) Lò xo 6 thông qua các đai

ốc 9 qua thanh kéo, kéo đầu

trái của tay truyền lực 5 đi

xuống, làm xuất hiện các lực P ở đầu các tay đòn phanh 3, ép các má phanh 2 vào bánh phanh 1 (phanh thường đóng)

– Khi cơ cấu làm việc: Con đẩy thủy lực 7 hoạt động qua cần đẩy đầu trái của tay truyền

lực 5 đi lên, lò xo 6 bị ép lại Qua thanh đẩy 4, tay đòn phanh và má phanh bên phải mở ra cho đến khi thiết bị hạn chế hành trình 8 chạm vào đế phanh thì tay đòn phanh và má phanh bên trái được mở ra

Các đai ốc trên thanh đẩy 4 và cái hạn chế hành trình 8 dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và bánh phanh (ε) và để các má phanh mở đều ra hai bên

Lực P cần thiết đặt ở đầu các tay đòn phanh để tạo ra mômen phanh Mp là:

l

l D f

M

η

Xét cân bằng tay truyền lực 5 khi phanh ở trạng thái đóng (cơ cấu không làm việc), bằng cách lấy mômen ứng với điểm A , ta xác định được lực lò xo cần thiết để đóng phanh:

) (

η

α

btg a l c D f

l M c

tg b a P

Lực đẩy của con đẩy thủy lực Pt để thắng lực lò xo trong quá trình mở phanh:

Hình 9.6 – Phanh má với cần đẩy điện – thủy lực

1.Bánh phanh; 2.Má phanh; 3.Tay đòn phanh; 4.Thanh đẩy; 5.Tay truyền lực; 6.Lò xo; 7.Con đẩy thủy lực; 8.Thiết bị hạn chế hành trình; 9.Đai ốc lò xo 6

) (

D f

l M d

c P

Hành trình cần thiết của con đẩy thủy lực được xác định tương tự như với loại phanh đối trọng:

) (

2

η

ε

btg a l m

d l

h p

+

trong đó: hệ số lợi dụng hành trình m = 0,8 – 0,85

c) Con đẩy thủy lực

Con đẩy thủy lực (hình 9.7) gồm động cơ điện 1 có công suất nhỏ, vỏ 6 trong đó có đặt bơm ly tâm 2 lắp với trục động cơ 1 Piston 3 với cần đẩy 5 chuyển động trong xi lanh 4

– Khi cơ cấu làm việc, cấp

điện vào động cơ điện 1 động cơ hoạt

động làm quay bơm ly tâm làm cho

dầu ở phía trên piston chuyển dần

xuống phía dưới piston và nâng

piston cùng cần đẩy lên

– Khi tắt động cơ điện, bơm ly

tâm dừng và dưới tác dụng của ngoại

lực lên cần đẩy 5 và trọng lượng bản

thân piston mà nó hạ xuống, dầu từ

phía dưới chảy lên khoang trên

d) Đặc điểm của phanh má với con

đẩy thủy lực

– Phanh má với con đẩy thủy

lực khắc phục được nhược điểm của

phanh má điện từ. Con đẩy thủy lực

có thể điều chỉnh được tốc độ chuyển

động làm quá trình phanh xảy ra êm

dịu và không bị giật (va đập)

– Con đẩy thủy lực có độ tin

cậy cao dễ sử dụng, song đòi hỏi chế

tạo chính xác, phớt chắn dầu tốt đảm

bảo độ kín khít để không bị chảy dầu

Độ lệch cho phép của cần đẩy

so với phương thẳng đứng khi làm

việc không quá 150

– Phanh má với con đẩy thủy

lực ngày càng được sử dụng rộng rãi

trên các cơ cấu máy trục (ký hiệu các

phanh má con đẩy thủy lực của Liên

Xô: TKTΓ…)

9.3.5 Phanh đai

Hình 9.7 – Con đẩy thủy lực

1 – Động cơ điện; 2 – Cánh bơm ly tâm; 3 – Piston; 4 – Xilanh; 5

– Cần đẩy; 6 – Vỏ bơm

a) Tính toán chung phanh đai

1 –Cấu tạo: Phanh đai gồm: bánh phanh lắp trên trục cơ cấu, đai thép (đai phanh) là tấm (bản)

thép mỏng bao quanh vành phanh với góc ôm α Một đầu của đai phanh được gắn với giá quay Một đầu kia của đai phanh được gắn với thiết bị (tay đòn) đóng mở phanh

– Lực phanh tạo ra nhờ ma sát giữa đai phanh và bánh phanh lực đóng phanh là lực lò xo,

đối trọng hoặc do sức người (tay, chân)

– Lực mở phanh là lực hút của nam châm điện, hoặc lực dẫn động bằng thủy lực, khí nén

Để tăng ma sát giữa đai và má phanh người

ta gắn lên đai thép một lớp lót là vật liệu dùng chế

tạo phanh đó là: gỗ, da hoặc amiăng

2 – Nguyên lý hoạt động: Xét quá trình làm việc

của đai phanh bánh phanh Theo công thức Ơle có

lực căng đai phanh tại điểm có góc ôm β là:

S = Smin.efα (9.16) Mômen phanh tạo ra trên bánh phanh do

lực ma sát: Mp = (Smax – Smin)

2

D (9.17) – Giá trị lực căng cần thiết ở đầu đai phanh

để tạo nên momen phanh Mp

1

2

max

−

f p

e

e D

M

1

1

2

min

−

e D

M

Áp lực riêng của đai lên bánh phanh tại

điểm có góc ôm β

B D S B d D

d S dF

dN

p

2 2

.

=

=

=

β

trong đó : B – Chiều rộng của đai phanh, theo

(9.20) ta có:

B D

S p

B D

S p

min = ; (9.21)

b) Phanh đai tổng hợp

1 – Cấu tạo:

Trên hình 9.9 là sơ đồ cấu tạo của phanh

đai tổng hợp

2 – Nguyên lý hoạt động:

Phanh đai tổng hợp có đối trọng là loại phanh thường đóng Khi cơ cấu không làm việc, trọng lượng đối trọng G thông qua tay đòn ép đai phanh vào bánh phanh để đóng phanh Khi cơ cấu làm việc, do lực hút của nam châm điện Pn thắng trọng lượng đối trọng làm nâng tay đòn phanh, thực hiện việc mở phanh

3 – Đặc điểm phanh đai tổng hợp

Tính mômen phanh Mp cho cả hai chiều quay của bánh phanh (khi nâng và khi hạ) bằng cách xét cân bằng khi lấy mômen của các lực ứng với điểm O

Với các lực: G – trọng lượng đối trọng,

Hình 9.8 – Sơ đồ lực tác dụng của đai lên

bánh phanh

Hình 9.9 – Phanh đai tổng hợp

1 Bánh phanh; 2 Đai phanh; 3 Tay đòn phanh

Gn – trọng lượng mâm hút của nam châm điện,

Gt – trọng lượng tay đòn phanh

η – hiệu suất của hệ tay đòn, η = 0,9 ÷ 0,95

1

2 1

e a a

+

1

7 2 1

a e a

+

Vậy mômen phanh ứng với mỗi chiều quay là:

Mphạ =

2 )

.(

1

2 ) 1 (

2 1 min

D d G c G b G e a a

e S

D

f

+

−

=

Mpnâng =

2 )

.(

1

2 1

D d G c G b G a e a

e

n t f

f

η

α

α

+ +

+

Như vậy giá trị mômen phanh theo hai chiều quay là khác nhau Cụ thể là:

nâng p

ha p

M

M

= fα fα

e a a

a e a

2 1

2 1

+

Khi a1 > a2 ta có Mphạ > Mphnâng Trường hợp này tốt nhất là dùng cho cơ cấu nâng với các chiều quay như ở hình 9.9 vì: với cơ cấu nâng, khi hạ hàng yêu cầu mô men phanh lớn hơn khi nâng Hành trình dịch chuyển của hai đầu phanh phanh khi phanh từ trạng thái đóng sang trạng thái mở là: ∆1 +∆2 =(R+ε).α −R.α =ε.α (9.27)

Mặt khác theo quan hệ hình học thì

2 2

1

1

a a

∆

=

2 1

2 2

2 1

1

a a

a a

a

a

+

=

∆ +

=

Phanh đai có mômen ổn định là phanh đai tổng hợp có: a1 = a2 = a và vì vậy mà mômen phanh theo hai chiều quay bằng nhau, hành trình dịch chuyển hai đầu đai khi phanh đóng mở cũng bằng nhau

d G c G b G e a

e

n t

f

f

η

α

α

+ +

+

2

2 1

εα

=

∆

=

Loại phanh này thích hợp cho các cơ cấu di chuyển và cơ cấu quay, không thích hợp cho

cơ cấu nâng

c) Phanh đai đơn giản

1 – Cấu tạo:

Phanh đai đơn giản là phanh đai tổng hợp có a2 = 0 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo phanh đai đơn giản trên hình (9.10)

2 – Đặc điểm làm việc của phanh

Bằng cách tính tương tự như với phanh đai tổng hợp ta có:

2

1

1

D d G c G b G a

e

n t

f

η

α

+ +

α

f nâng p

ha p

e M

M