CHƢƠNG 1 : CÁC CHI TIẾT VÀ THIẾT BỊ MÁY NÂNG
1.6.6. Phanh tự động
a. Phanh tự động giữ vật có mặt ma sát không tách rời
Các loại phanh tự động kiểu này đều làm việc trên nguyên lý của phanh nón và phanh đĩa. Trên hình vẽ trình bày sơ đồ nguyên lý làm việc của loại phanh này. Loại này có thể đặt trên trục cơ cấu nâng thơng qua truyền động bánh răng vít – trục vít.
Phanh gồm nón phanh 1 lắp cố định trên trục (thƣờng là trục vít). Bánh răng cóc 2 ăn khớp với cóc 3 (Chỉ cho phép nón 2 quay theo chiều nâng vật). Bánh răng cóc 2 có mặt nón trong ln ln ma sát với mặt nón ngồi của nón phanh 1.
Dƣới tác dụng của trọng lƣợng Q của vật nâng, trong bộ truyền bánh vít – trục vít ln sinh ra lực dọc chiều trục K = P
v ép nón 1 vào nón 2. Hƣớng của K ln từ phải sang trái, do vậy các mặt nón ln tiếp xúc với nhau (mặt ma sát khơng tách rời).
Hình 1.65: Phanh tự động giữ vật có mặt ma sát khơng tách rời
Khi quay tay quay theo chiều hạ vật, chốt cóc 3 giữ nón trong 2 khơng cho quay, vì vậy muốn hạ đƣợc vật mơmen do tay quay sinh ra phải thắng đƣợc mômen ma sát trong phanh, làm cho nón ngồi trƣợt với nón trong. Khơng tiếp tục quay, vật lại dừng lại
75
Sở dĩ gọi là tự động vì chính bản thân trọng lƣợng Q của vật gây nên mômen phanh:
Trong đó:
Nhƣ vậy, ta có:
Trong đó:
- β = (1,2 ÷ 1,3) – Hệ số an tồn của phanh. - M
tv (N.mm) – Mơmen trên trục vít. - M
tg (N.mm) – Mơmen trên tang nâng vật. - η
tv, η
p – Hiệu suất bộ truyền trục vít khi hạ vật và hiệu suất palăng. - η = η
p.η tg.η
tv – Hiệu suất chung. - i
tv, i
p – Tỷ số truyền trục vít và bội suất palăng.
Lực cần thiết để đóng phanh K chính bằng lực vịng của bánh vít do trọng lƣợng vật Q gây nên:
b. Phanh tự động giữ vật có mặt ma sát tách rời
Phanh gồm đĩa 2 lắp cố định trên trục 1. Bánh răng cóc 3 đồng thời là đĩa ép trung gian quay tự do trên trục và làm việc với chốt cóc. Bánh răng 5 có đĩa ép 4. Bánh răng này có ren trong ăn khớp ren vít với trục 1. (Xem hình 1.66)
76
Ngun lý làm việc của phanh:
Phanh làm việc trên nguyên lý phanh đĩa. dƣới tác động của trọng lƣợng Q của vật nâng, bánh răng 5 cùng đĩa 4 di chuyển từ phải qua trái. Ép đĩa trung gian 3 vào đĩa 2, chốt cóc ln giữ khơng cho bánh răng cóc 3 quay theo chiều hạ vật.
Muốn hạ vật, quay tay quay 8. Do hƣớng của ren trên trục sẽ kéo đĩa răng 4 ra khỏi đĩa ép 3. Do khơng cịn ma sát, đĩa răng 5 quay tự do và vật đƣợc hạ xuống.
Khi đĩa 5 lùi sang phải tới lúc chạm vào tấm cữ 7, do trọng lƣợng vật tác dụng sẽ làm quay đĩa 4 theo chiều kim đồng hồ và lại ép nó vào đĩa trung gian 2. Q trình đƣợc lặp lại.
Chỉnh khe hở x giữa tấm cữ 7 và mặt mút của đĩa răng 5 (Nhờ vít điều chỉnh 6) để có đƣợc sự hạ vật điều hoà liên tục: Tay quay phải quay đều đặn, vật mới hạ với vận tốc đều. Mấu chốt ở đây là hƣớng xoắn và góc nâng của ren trên trục phải chọn phù hợp.
Mômen do trọng lƣợng vật Q gây ra trên bánh răng 5 là M
b sẽ gây ra lực đóng phanh K dọc theo chiều trục. Ta có:
Trong đó:
- ip – Bội suất palăng. - i
0, η - Tỷ số truyền và hiệu suất chung của cơ cấu.
Khi phanh đƣợc đóng, bánh răng 5 sẽ đƣợc cân bằng bởi 3 mômen: Mômen ngoại lực M
b, mơmen do ren vít tác dụng lên bánh răng M
r và mômen ma sát giữa đĩa ép 3 và đĩa 4 M
ms.
Ta có: Mb = Mr + Mms.
Mặc khác với: R1= R2= D/2 ta có:
Trong đó:
- d (cm) – Đƣờng kính trung bình của ren trục vít.
- D (cm) – Đƣờng kính trung bình của các bề mặt ma sát. - α (độ) - Góc dạng ren, với ren hình thang α = 300
77 - f’ – Hệ số ma sát trong ren.
- f – Hệ số ma sát giữa các bề mặt ma sát. Nhƣ vậy:
Lực đóng phanh K sẽ là:
Phanh có hai đơi bề mặt ma sát nên mơmen phanh là:
Trong đó hệ số an tồn của phanh là:
Nếu tính tốn khơng nằm trong khoảng này phải tính lại đƣờng kính D và góc nâng ren α.
Để có đƣợc mối quan hệ giữa các kích thƣớc kết cấu của phanh, cân bằng các đại lƣợng:
Sau khi biến đổi, ta đƣợc:
Công thức trên giúp ta chọn đƣợc các trị số kích thƣớc kết cấu D, d, α cho phanh tự động giữ vật có mặt má sát tách rời.