Phanh chịu áp lựcdọc trục là phanh có lực đóng phanh dọc theo trục cần phanh. Các loại phanh chịu áp lực dọc trục bao gồm: Phanh nón, phanh đĩa, các phanh tự động giữ vật nâng.
a. Phanh nón
Phanh nón gồm đĩa mặt nón ngoài 2 lắp then hoa với trục 1 của cơ cấu. Nón trong 3 lắp lỏng trên trục và đƣợc cố định chỉ cho quay theo một chiều bằng thiết bị bánh răng cóc –chốt cóc. Đóng mở phanh nhờ tay gạt kẹp 4 vào moayơ nón 3.
Tính toán phanh nón dựa vào mômen phanh Mp và đƣờng kính đĩa phanh cho trƣớc D.
Áp lực dọc trục K để đóng phanh xuất phát từ điều kiện ma sát của hai mặt nón. Để phanh đƣợc, lực ma sát F ít nhất phải bằng lực vòng P: F = P
Hình 1.63: Sơ đồ phanh nón
Trong đó:
- F = N.f –Lực ma sát. - Lực vòng
72
- f –Hệ số ma sát giữa hai mặt nón, muốn có hệ số ma sát cao thì lót bề mặt các nón bằng vật liệu ma sát nhƣ abectô, pherađô.
Áp lực N đƣợc tạo ra do lực K tác động vào nón di động 2 khi đóng phanh. Từ tam giác lực trên hình 6.17 ta có :
Trong đó:
- α - Góc kết cấu của nón. Muốn K có trị số nhỏ, cần α nhỏ, nhƣng không nên nhỏ hơn 150để tránh hiện tƣợng kẹt phanh.
- D là Đƣờng kính trung bình của nón: thƣờng thì D1 = (1,2 ÷ 1,6) D 2
Để tính toán các kích thƣớc phanh côn, căn cứ vào áp lực riêng giữa các bề mặt làm việc của nón:
Trong đó:
- Sc (cm2) –Diện tích vành nón tiếp xúc.
- Sh = Sc.sinα - Hình chiếu Sc lên bề mặt thẳng góc với trục nón.
Tuỳ từng loại vật liệu, áp lực riêng cho phép trong khoảng (10 ÷ 25) N/mm2.
b. Phanh dĩa
Phanh đĩa là trƣờng hợp đặc biệt của phanh nón khi góc nónα = 900. Do vậy, có thể dùng các công thức tính áp lực dọc trục K và áp lực riêng p trong trƣờng hợp phanh nón để tính.
Trong đó diện tích bề mặt làm việc của phanh:
Khi mômen phanh lớn, để giảm lực đóng phanh ngƣời ta kết cấu phanh nhiều đĩa: Phanh nhiều đĩa kiểu dùng lò xo để đóng và dùng BĐT để mở phanh có kích thƣớc nhỏ gọn nên đƣợc sử dụng rộng rãi trong các palăng điện. Phanh đƣợc lắp ngay
73
trên động cơ điện. Phanh gồm hai đĩa cố định 6 một hình vành khăn có mặt làm việc lót pherađô 7 và đƣợc lắp lỏng trên các thanh tròn 5 có hai đầu ghép bulông để các đĩa này có thể dịch chuyển theo chiều dọc trục, nhƣng không quay. Hai đĩa ma sát 8 lắp then hoa với trục 9 và quay cùng trục.
Hình 1.64: Phanh nhiều đĩa
Phanh luôn luôn đóng nhờ lực ép lò xo 4.Mở phanh nhờ nam châm điện 2, nam châm hút phần ứng 1 đồng thời ép lò xo 4 thêm một đoạn nữa. Các đĩa 6,8 dịch về bên trái khi đó các bề mặt tiếp xúc của các đĩa sẽ rời xa nhau và phanh đƣợc mở nhờ các đĩa trƣợc trơn với nhau.
Vít 3 dùng để điều chỉnh lực căng lò xo 4.
Tính toán phanh nhiều đĩa:
Các đĩa quay và không quay bị ép vào nhau là nhờ lực của lò xo K (Đây cũng chính là lực đóng phanh cần tính).
ΣF ms = f.Z.K Trong đó: Z là số đôi bề mặt ma sát.
Mỗi đôi mặt tiếp xúc của các đĩa tạo ra mômen ma sát Mms :
Từ đây ta xác định đƣợc lực K cần thiết để đóng phanh nhiều đĩa :
Thƣờng thì D1 = (1,2 ÷ 2,5) D 2 và D
1 – D
74
Căn cứ vào lực K để tính toán lò xo ép 4 và chọn BĐT cho phanh nhiều đĩa. Tính toán các kích thƣớc phanh đĩa, căn cứ vào áp lực riêng giữa các bề mặt làm việc của nón: