6.2. Tính toán thiết kế các bộ truyền, các chi tiết khác
6.2.12. Thiết kế ly hợp ma sát
6.2.12.1. Chọn ly hợp ma sát.
Ly hợp ma sát dùng để truyền mô men xoắn nhờ lực ma sát sinh ra trên bề mặt tiếp xúc giữa các bề mặt ma sát. Khi đóng ly hợp ma sát mô men xoắn tăng theo mức độ tăng lực ép trên bề mặt ma sát. So với các ly hợp khác ly hợp ma sát có nhiều ưu điểm sau:
Ly hợp ma sát dùng để nối hoặc tách trong bất kỳ lúc nào, dù vận tốc trục dẫn có chênh lệch nhiều so với trục bị dẫn thì cũng không xảy ra hiện tượng va đập. Dùng ly hợp ma sát có thể tránh các chi tiết máy khác khỏi hư hỏng khi quá tải đột ngột. Dùng ly hợp ma sát có khả năng thay đổi vận tốc trục bị dẫn một cách điều hòa. Dùng ly hợp ma sát có thể điều chỉnh được thời gian khởi động của trục bị dẫn. Ngoài ra kích thước ly hợp ma sát nhỏ gọn và đóng tách ly hợp êm.
Do các ưu điểm trên nên ly hợp ma sát được dùng nhiều trong ngành chế tạo máy.
Để truyền mô men xoắn lớn, giảm lực dọc trục ta chọn ly hợp ma sát nhiều đĩa ma sát.
Cấu tạo của ly hợp ma sát gồm các đĩa ngoài lắp di động bằng then hoa với nữa ly hợp 3 và các đĩa trong 2 lắp với nữa ly hợp 4 cũng bằng cách trên. Để đóng mở ly hợp ta dùng cơ cấu đon bẩy điều khiển bằng tay gạt.
Nhờ có nhiều đĩa ma sát nên kết cấu tương đối gọn và lực ép không cần lớn lắm, do đó ly hợp ma sát được dùng rộng rãi.
6.2.12.2. Tính toán ly hợp ma sát.
DUT.LRCC
• Ly hợp ma sát để nối giữa trục II và trục III.
Đường kính bề mặt làm việc của đĩa.
Đường kính trung bình: D D d
Dtb (2,5 4).
2
1 =
= + ; chọn Dtb = 3.d
Với d là đường kính trục bằng 36 (mm) Vậy Dtb = 3.38 = 114 (mm)
Đường kính ngoài của đĩa trong (là đường kính ngoài của bề mặt làm việc).
D = 1,25 . Dtb = 1,25 . 114 = 142,5 (mm)
Đường kính trong của đĩa ngoài (là đường kính trong của bề mặt làm việc).
D1 = 0,75 . Dtb = 0,75 . 114 = 142,5 (mm) Các đĩa ly hợp ma sát dày 4 (mm).
Tính vận tốc trung bình của bề mặt ma sát, tính theo công thức sau:
=
=
= s
m n
vtb Dtb 2,17
1000 . 60
365 . 114 . 14 , 3 1000 . 60
.
.
Vật liệu làm bề mặt ma sát có thể là kim loại như gang với gang, thép với thép, đồng thanh với thép được dùng vật liệu không kim loại như da, pherôđô, gỗ, gốm kim loại,…
chọn vật liệu làm bề mặt ma sát là pherôđô với thép có f = 0,3; [p] = 0,3 N/mm3).
• Tính số bề mặt ma sát:
Áp dụng công thức (9-30), trang 239, Tài liệu [3] như sau:
p
b D f
M Z k
tb x
. . . .
. . 2
2
.
Trong đó: Z là số bề mặt làm việc.
k là hệ số tải trọng, lấy k = 1,3
b là bề rộng hình vành khăn của bề mặt ma sát, được tính như sau:
) ( 2 27
81 135 2
1 mm
D
b D − =
− =
=
Mx là mômen xoắn trên trục, Mx = 100110,34 (Nmm).
f là hệ số ma sát, lấy f = 0,3
Dtb là đường kính trung bình, Dtb = 114 (mm) [p] là áp suất làm việc cho phép, [p] = 0,3 (N/mm2) Thay các số liệu vào công thức trên ta có:
DUT.LRCC
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Hào Giáo viên hướng dẫn: ThS. Hoàng Minh Công
3,142.1.0,3,3.100110.114 .27,34.0,3 2,92
. . . .
. . 2
2
2 = =
f D b p M Z k
tb
x
Các đĩa ma sát làm việc khô không nên Z không quá 10. Vậy ta chọn Z = 4.
Số đĩa ngoài: 2
2 4
1= Z2 = = Z
Số đĩa trong: Z2 = Z1 + 1 = 2 + 1 = 3
• Tính lực ép cho phép tác dụng lên các đĩa.
Áp dụng công thức (9 -31), trang 239, Tài liệu [3] ta có:
( ) .(135 81 ).0,3 2747( )
4 14 , . 3 4.
2 2 2
1
2 D p N
D
Q= − = − =
Vậy lực ép tác dụng lên các đĩa ma sát bằng 2747 (N) 6.2.13. Tính toán hệ thống phanh(phanh má) 6.2.13.1. Nguyên lý hoạt động.
- Đây là loại phanh thường đóng. Lực đóng phanh được tạo nên do các đai ốc 10 và nén lo xo chính 8. Một đầu lo xo 8 tỳ vào ống bao 13, kéo tay đòn phanh3 cùng với má phanh 2 ép vào bánh phanh1. Đầu kia của lo xo 8 đẩy đai ốc 10, kéo thanh đẩy 14 qua 9 phải, qua các đai ốc 12 kéo tay đòn phanh5 cùng má phanh 4 ép vào bánh phanh 1.
- Khi cơ cấu làm việc, nam châm 6 có điện hút tay đòn 7 và đẩy thanh đẩy 14 sang trái, dưới tác dụng của lo xo phụ 9. Tay đòn phanh 3 và má phanh 2 dưới tác dụng của trọng lượng nam châm cũng mở ra cho đến khi hạn chế hành trình 15 chạm đế phanh. Khi vặn đai ốc 11 sang phải, thanh đẩy 14 dịch dần sang trái ép lo xo 8 qua đai ốc 10 và hai má phanh từ từ mở ra (tương đương với trường hợp nam châm 6 làm việc). Tiếp tục vặn đai ốc 11 sang phải đẻ mở má phanh to hơn trong trường hợp cần sửa hoặc thay má phanh.
Ở trạng thái làm việc bình thường của phanh, đai ốc 11 phải vặn sang trái về vị trí cũ.
Mômen phanh tạo ra do lo xo 8 bị nén, vì vậy có trường hợp điều chỉnh mômen phanh nhờ các đai ốc 10. Hành trình phanh được điều chỉnh bằng đai ốc 12 và cái hạn chế hành trình 15.
6.2.13.2. Đặc điểm:
* Ưu điểm: Phanh má điẹn từ hành trình nhỏ có hiệu suất cao, đóng mở phanh nhậy, nhỏ gọn, trọng lượng và quán tính bé
DUT.LRCC
* Nhược điểm: Tỷ số truyền của hệ tay đòn không lớn nên khó tạo được mômen phanh lớn và không điều chỉnh được độ hút của nam châm nên quá trình phanh xảy ra không êm dịu.
Hình 6.22: Cấu tạo phanh.
DUT.LRCC
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Viết Hào Giáo viên hướng dẫn: ThS. Hoàng Minh Công