CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
2.3.4 Tính toán và chọn lựa thiết bị an toàn
Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy và hành khách và hành khách trong trường hợp xảy ra sự cố như: đứt cáp, cáp trượt trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giá trị cho pheùp.
2.3.4.1 Tính toán và thiết kế phanh:
a) Tính toán momen phanh:
Để phanh được nhỏ gọn ta đặt phanh ở trục thứ nhất, tức là trục động cơ.
Momen phanh được xác định theo công thức:
0 0 0
. . 2
. . .
i a
D Q Mph k h
= [1 – tr.54]
Trong đó :
K = 1,175 hệ số an toàn phanh đối với chế độ trung bình
21,32
2 , 71 . 2 . 2
85 , 0 . 4083 , 0 . 10000 . 75 ,
1 =
ph =
M Nm.
Loại phanh mà ta sử dụng là phanh má kiểu TK theo kết cấu viện thí nghiệm máy nâng chuyển Liên Xô. Đây là loại phanh có kích thước nhỏ gọn, làm việc tốt và được sử dụng rộng rãi. Căn cứ vào yêu cầu ta chọn loại phanh má điện xoay chiều ký hiệu TKT.
b) Tính toán nhiệt cho phanh:
Toàn bộ năng lượng của các chi tiết chuyển động thang máy tích trữ dưới dạng động năng đều chuyển thành nhiệt tại vùng tiếp xúc của bố phanh lên trống phanh, tuy vậy, lượng nhiệt sinh ra do sự cọ sát này không làm hỏng bố phanh và trống phanh, không làm hỏng tác dụng phanh, không gây bó kẹt phanh.
Gọi A là lượng nhiệt sinh ra trên bề mặt của trống phanh và má phanh trong 1 giờ.
A = Mph. W.tph.Z.10-3 Trong đó:
W- vận tốc góc trung bình trong quá trình phanh (W = 30 p.n).
n – số vòng quay của trục động cơ trước luc phanh (v/ph) W = 303,53
30 2900 . 14 ,
3 = (rad/s).
tph – thời gian phanh (s)
Z – số lần phanh trong một giờ (lần/giờ)
Số lần phanh trong một giờ vào số điểm dừng và lượng hành trình. Để có số liệu chính xác ta làm bài toán phân tích sự đi lại của công nhân và vật liệu cần vận chuyển. Ta lấy Z = 8 (lần/giờ).
Suy ra: A = 21,32.303,53.1.8.10-3 = 51,77 (kj/h).
Nhận xét: Lượng nhiệt sinh ra tiêu hao phanh không quá lớn nên cho phép sử dụng. Tuy nhiên cần chú ý lựa chọn vật liệu làm má phanh: nó phải chịu được lượng nhiệt này.
c) Thieát keá phanh:
-Lực mà lò xo của bộ phanh cần tạo ra để nén má phanh vào trống phanh:
l f D
l P Mph
. . .
.1
= h [3 – tr.110]
Trong đó:
Mb- là momen phanh (N.m)
D – đường kính của trống phanh (m)
f – là hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh h - hiệu suất của hệ thống bản lề.
Hình 2.11 Mô hình bộ phanh
Dựa vào một số loại phanh phổ biến hiện nay ta chọn:
D = 0,3m, L1 = 0,2m, f = 0,42, h = 0,9.
P = 75,20 5
, 0 . 9 , 0 . 42 , 0 . 3 , 0
2 , 0 . 32 ,
21 = N
- Aùp lực nén của má phanh lên trống phanh:
169,20 42
, 0 . 3 , 0
32 , 21
. = =
= D f
k Mph N
- Kiểm tra áp suất má phanh lên trống phanh.
[ ]P S P= k £
Trong đó:
S – là diện tích tiếp xúc giữa má phanh và trống phanh:
0 .360 .
. b
p DB S =
b - là góc ôm của má phanh (900) B – là bề rộng của má phanh (60mm)
[P] – là áp suất tiếp xúc cho phép (0,4 N/mm2) P = 0,01
360 . 90 60 . 300 . 14 , 3
20 ,
169 = < [P]
ị Cú thể chấp nhận được.
2.3.4.2 Thiết bị dừng
Hình 2.12: Cơ cấu cóc
Trong quá trình nâng vật, để dừng vật nâng ở mọi vị trí cần thiết ta sử dụng cơ cấu bánh răng cóc. Cơ cấu cóc được lắp kết hợp với phanh để nâng cao mức độ an toàn toàn khi thang hoạt động.
Ta tính toán cơ cấu cóc theo trình tự sau:
- Momen xoắn trên bánh cóc Mx: Mx = P.
2
D0 [3 – tr.102]
P – tải trọng trên dây cáp.
D0– đường kính tang.
Mx = 5259 1051800 10518 2
400= = daNcm.
- Momen răng cóc m:
m = [ ]q z Mx
. . 2
y [3 – tr.103]
- Trong đó:
Mx: momen xoắn trên trục bánh cóc
z: số lượng răng bánh cóc [q]: áp lực riêng cho phép y: hệ số chiều rộng răng cóc
Ở đây ta chọn vật liệu làm bánh cóc là thép 45 có [q] = 400 daN/cm, [s]u = 1200 daN/cm2.
1,64 16 . 2 . 400
10518 .
2 =
=
m cm
- Các kích thước còn lại của cơ cấu cóc:
+ Đường kính bánh cóc D = z.m = 16.1,64 = 26,24 cm + Chiều cao răng cóc h = m = 1,64 cm
+ Chiều rộng bánh cóc b = y.m = 2,1,64 = 3,28 cm + Lực vòng trên bánh cóc Pc:
801,67 24
, 26
10518 . . 2
2 = =
= D
Pc Mx daN
+ Aùp lực trên răng bánh cóc q:
244,4 28
, 3
67 ,
801 =
=
= b
q Pc daN
+ Răng bánh cóc còn được kiểm tra theo sức bền uốn:
u [ ]u
a b
Ph s s = 2 <
. 6
1069 5
, 1 . 28 , 3
64 , 1 . 67 , 801 . 6
2 =
u =
s < [s]u = 1200 daN/cm2
+ Chiều rộng cóc b1:
b1 = 3,28 + 0,4 =3,68 cm + Chiều cao cóc h1:
h1 = 0,8h = 0,8.1,64 = 1,3 cm
+ Khoảng cách từ tâm tiết diện cóc đến đỉnh bánh răng cóc:
e = 0,5h1 = 0,5.1,3 = 0,65 cm
+ Con cóc chịu uốn và nén nên được kiểm tra theo công thức sau:
t [ ]u
h e h b
P s
s ữữứÊ
ỗỗ ử è ổ +
= 6 1
. 1 1
1
= ÷ ứ ỗ ử
è
ổ +1
3 , 1
65 , 0 . 6 3 , 1 . 68 , 3
67 , 801
st =670,29<[ ]s u
+ Trục con cóc tính theo điều kiện uốn:
u [ ]u
d C
P s
s = 3 £ . 1 , 0
.
C: cánh tay đòn:
2,51 1200
. 1 , 0
45 , 2 . 67 ,
3 801 =
³
d cm
Chọn d = 3 cm.
2.3.4.3 Bộ hãm bảo hiểm
Hình 2.13. sơ đồ nguyên lý bộ hãm bảo hiểm kiểu nêm, mắc với cáp nâng:
1. cabin; 2. cáp nâng; 3. thiết bị treo cabin; 4. tay đòn
5. lò xo kéo; 6. quả nêm; 7. ray dẫn hướng
Bộ hãm bảo hiểm tác động tức thời mác với cáp nâng thường chỉ dùng cho thang máy chở hàng với tang cuốn cáp. Nhằm đảm bảo an toàn cho thang khi xảy ra sự cố như: đứt cáp…
2.3.4.4 Giảm chấn:
Giảm chấn được lắp đặt dưới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng chuyển động xuống dưới vượt quá vị trí đặt công tắc hạn chế hành trình dưới cùng. Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi cabin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới phù hợp với TCVN6395-1998 và TCVN6396-1998 cho người có trách nhiệm kiểm tra, điều chỉnh , sửa chữa.
Giảm chấn gồm có các loại: giảm chấn cứng, giảm chấn thủy lực, giảm chấn lò xo v.v…Giảm chấn phải có độ cứng và hành trình cần thiết sao cho gia tốc dừng cabin hoặc đối trọng không vượt quá giá trị cho phép được quy định trong tiêu chuẩn. Giảm chấn mà ta chọn là giảm chấn kiểu lò xo (hình 1.4a).
Hình 1.4. Giảm chấn:
a) kiểu lò xo: 1. lò xo; 2. đĩa tỳ; 3. đệm cao xu;
4,5. ống dẫn; 6. đế.
b) kiểu thuỷ lực: 1. đầu đỡ; 2. lò xo chịu nén;