Các thiết bị dừng và điều khiển vận tốc pptx

Á
Ế
Ừ
À
Ề
Ỉ
C
Á
CTHI
Ế
TBỊ D
Ừ
NG
VÀ
Đ
I
Ề
UCH
Ỉ
NH
VẬN
TỐC
VẬN
TỐC
§
4
-
1. Thiếtbị giữ vậttreo
§
4
1.

Thiết

bị

giữ

vật

treo
§4-2. Thiết bị phanh hãm
§4-3. Thiết bị liên hợp dừng và hãm phanh
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
1
Điều kiện làm việc của cơ cấu nâng đòi hỏi phải có thiết bị
giữ vật treo cũng như điều chỉnh vận tốc nâng hạ một cách
thích hợp. Các cơ cấu khác như cơ cấu di chuyển, cơ cấu
quay, cơ cấu thay đổi tầm với cũng đòi hỏi thiết bị dừng và
pham hãm.
+ Thiết bị dừng là một cơ cấu dùng để giữ vật nâng ở trạng
ấ ề
thái treo. Nó chỉ cho phép trục của cơ c
ấ
u quay theo chi
ề
u
nâng vật. Thiết bị dừng không phát sinh năng lượng để dừng
ể ế
mà nó hãm chuy
ể

n động theo nguyên lý làm việc. Các thi
ế
t bị
này thường dùng phổ biến các loại cơ cấu như các loại khoá
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
2
dừng, bánh cóc…
+ Phanh là thiết bị dùng để dừng hẳn chuyển động hoặc
hạn chế tốc độ của cơ cấu. Khác với thiết bị dừng, phanh phải
ể ắ
phát sinh ra năng lượng đ
ể
kh
ắ
c phục động năng của máy
hoặc giữ vật ở độ cao nào đấy.
+
Cá ê ầ h đối ớih h
- Phanh phải có mômen phanh đủ lớn với điều kiện làm
việcchotrướccủa phanh;
+
Cá
c y
ê
u c
ầ
u c
h
ung
đối

v
ới
p
h
an
h
:
việc

cho

trước

của

phanh;
M
ph
= n.M
x
, N.mm
Ph h ó độ hậ à độ ti ậ
-
Ph
an
h
c
ó

độ

n
hậ
y v
à

độ

ti
n c
ậ
y cao;
-Kết cấu phanh đơn giản, dễ chế tạo và đảm bảo độ bền
các phầncủa phanh;
các

phần

của

phanh;

-Dễ kiểm tra, điều chỉnh và thay thế những chi tiết bị mòn;
Nhỏ gọntrọng lượng nhỏ giá thành rẻ bề mặt làm việc
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
3
-
Nhỏ

gọn
,

trọng

lượng

nhỏ
,
giá

thành

rẻ
,
bề

mặt

làm

việc

bền lâu.
§
4
1THIẾTBỊ GIỮ VẬTTREO
§
4
-
1
.
THIẾT

BỊ

GIỮ

VẬT

TREO
1 Khoá dừng ma sát
1
.
Khoá

dừng

ma

sát
2. Khoá dừng con lăn
3. Cơ cấu bánh cóc
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
4
1. Khoá dừng ma sát
+ Cấu tạo:
+ N
g
u
y
ên l
ý

làm vi
ệ
c:
Hình 4
-
1. Khoá dừng ma sát.
gy ý ệ
+ Tính toán:
Hình

4
1.

Khoá

dừng

ma

sát.
N,
R
M
P =
-lực vòng trên bánh 1
- Để giữ bánh 1 đứng yên: lực ma sát cân bằng với lực vòng
F
≥
P
F

≥
P
P = N.tgα
F = f.N
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
5
f ≥ tgα
+ Nhận xét:
Thông thường hệ số ma sát f ≤ 0,1 nên góc α khá nhỏ.
Như vậy điểmtiếpxúcArấtgần đường nốitâmOO
1
.Khicơ
cấub
ị
mòn ho
ặ
cbiếnd
ạ
n
g,
cam rấtdễ b
ị
l
ậ
tsan
g
bên kia
ị
ặ

ạ g,
ị
ậ
g
đường OO
1
.Dođócơ cấukhoámasátlàmviệc không an
toàn và ít được dùng trong thựctế.
A
’
A
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
6
2. Khoá dừng con lăn
Thiếtbị này chỉ cho phép quay mộtchiềuvàthường được
Thiết

bị

này

chỉ

cho

phép

quay

một

chiều

và

thường

được

áp dụng trong cơ cấu nâng hạ cần của cần trục hoặc cần của
máy xúc nhằm hạn chế tốc độ quay của tời nâng hạ cần và giữ
cho cần không bị rơitự do khi có sự cố
+ Cấu tạo:
cho

cần

không

bị

rơi

tự

do

khi

có

sự

cố
.
1. Vành tang;
2. Trục quay;
3. Con lăn;
4. Trục ép;
+N ê lýlà iệ
5. Lò xo ép.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
7
+

N
guy
ê
n
lý

là
m v
iệ
c:
Hình 4-2. Khoá dừng con lăn.
+ Tính toán:
-
Áp lựcNtácdụng lên con lăn được xác định theo công thức:
Áp

lực

N

tác

dụng

lên

con

lăn

được

xác

định

theo

công

thức:
M.2
N
x
M

x
là mômen xoắn trên trục đặt cơ cấu hãm;
f là h
ệ
số ma sát của con lăn trên vành tan
g;
D.z.f
N
x
=
ệ g;
z là số con lăn;
D là đường kính trong của vành 1;
-Tiếp tuyến của hai bề mặt tiếp xúc trên con lăn với vành
tang và con lăn với đĩa tạo nên góc α.
 Về mặt hình học:
dD
da2
cos
−
+
=α
 Về mặt ma sát: hay:
ftg
2
tg =ρ<
α
ρ
<
α

2
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
8
2
-Chiều dài con lăn lấy theo quan hệ:
()
d21÷=l
d là đường kính con lăn, mm;
N là áp lực tác dụng lên con lăn, N;
[P] là áp lực cho phép trên một đơn vị
chiều dài con lăn, N/mm;
[]
p/N=l
Hay:
- Nghiệm bền vành tang 1 và trục quay 2:
Ứ ấ

Ứ
ng su
ấ
t dập vành tang 1
tại chỗ tiếp xúc với con lăn:
[
]
dd
D.d
dD
.E.
N
.59,0 σ≤

−
=σ
l
 Ứng suất dập trục quay 2
t
ạ
i chỗ tiế
p
xúc với con lăn:
[]
'
d
1
.E.
N
.59,0'
dd
σ≤=σ
l
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
9
ạ p
d
l
3. Cơ cấu bánh cóc
+
Cấutạo:

Cấu

tạo:
Hình 4-3. Cơ cấu bánh cóc.
+ Nguyên lý làm việc:
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
10
+ Tính toán:
Hình 4
-
4. Sơ đồ tính toán cơ cấubánhcóc.
 Vị trí tương đối của trục bánh cóc (tâm O
1
), vị trí tâm quay
con cóc O
2
và chiều dài con cóc O
2
A để có góc O
1
AO
2
= 90
o
.
Khi đól tá d lê bá h ó à ó là hỏ hấtà
Hình

4
4.

Sơ

đồ

tính

toán

cơ

cấu

bánh

cóc.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
11
Khi

đó

l
ực
tá
c
d
ụng
lê
n
bá
n

h
c
ó
c v
à
con c
ó
c
là
n
hỏ
n
hất
v
à

bằng lực vòng P.
 Lực vòng P trên răng bánh cóc
M
x
là mômen xoắn trên tr
ụ
c đ
ặ
t cơ cấu hãm
;
x
ụ ặ ;
m là mô đun răng bánh cóc;
Z là số răng bánh cóc;

m.Z
M.2
D
M.2
P
xx
==
D là đường kính vòng chia bánh răng cóc;

L Póthể iết
T = P.sin
α
→→→

L
ực
P
c
ó

thể
v
iết
:
N = P.cosα
+
=
TNP

Để con cóc ănkhớp được vào răng bánh cóc thì phải đảm


Để

con

cóc

ăn

khớp

được

vào

răng

bánh

cóc

thì

phải

đảm

bảo điều kiện:
T ≥ N.f ⇔ P.sinα≥P.cosα
hay: tgα≥f tức là α≥ρ

f là h
ệ
số ma sát
g
iữa con cóc và răn
g
bánh cóc
;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
12
ệ g g
;
ρ là góc ma sát giữa con cóc và răng bánh cóc.
 Răng cóc được kiểm tra sức bền cạnh răng theo điều kiện:
[
]
P
[
]
q
b
P
q
≤
=
M
2
M
2
b

m.Z
M
.
2
D
M
.
2
P
xx
==
m
b
=
ψ
ψ
≥
]
q
[
Z
M.2
m
x
-môđun răng bánh cóc, mm
 Nếu số răng bánh cóc Z chưa biết mà D biết thì:
ψ
]
.
q

.
[
Z
]
q
[
D
M.2
m
x
ψ
≥
-môđun răng bánh cóc, mm
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
13
]
q
.
[
D
.
ψ
 Răng bánh cóc còn được kiểm tra theo sức bền uốn:
h
P
6
[
]
M
12

[
]
u
2
u
a.b
h
.
P
.
6
σ
≤
=σ
[
]
u
3
x
u
m.Z 25,2
M
12
σ
≤
ψ
=
σ
hay
b=

ψ
mlàchiềurộng răng bánh cóc;
b

=

ψ
.
m

là

chiều

rộng

răng

bánh

cóc;
a = 1,5.m là chiều rộng chân răng bánh cóc;
h = m là chiều cao răng cóc.
 Con cóc chịu nén và uốn nên kiểm tra bền theo công thức:
[
]
'
e.P.6P
≤
+

[
’
]làứ ấttổ hhé

Trụcconcócphảikiểm
[
]
u
2
u
'
.B.B
σ
≤
δ
+
δ
=σ
-
[
σ
’
u
]

là

ứ
ng su
ất

tổ
ng c
h
o p
hé
p
P

Trục

con

cóc

phải

kiểm

tra theo sức bền uốn:
[
]
c.P
≤
d
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
14
[
]
uc

3
uc
d.1,0
σ
≤
=σ
c
+ Nhận xét:
 Cơ cấu bánh cóc có khuyết điểmlớnlàdễ gây va đập phát tiếng
ồn. Để khắcphụcnhược điểmnàyngườitađã đưa vào sử dụng
cơ cấubánhcócgiảmtiếng ồn. Khi bánh cóc vừamớibắt đầu
ề
ậ
ò
à
ồ
é
ó
ề
í
à
quay theo chi
ề
uhạ v
ậ
tv
ò
ng đ
à
nh

ồ
isẽ k
é
oconc
ó
cv
ề
vị tr
í
l
à
m
việc, con cóc tì vào bánh răng cóc và dừng cơ cấulại.

Để tăng thêm

Để

tăng

thêm

độ tin cậy cho
cơ cấu, có thể
bố trí hai con
cóc sao cho các
con cóc không tì
đồng thời vào
bánh răng cóc
mà lệch đi

khoảng 1/3 bước
răng
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
15
răng
.
§
4
-
2THIẾTBỊ PHANH HÃM
§
4
-
2
.
THIẾT

BỊ

PHANH

HÃM
1. Công dụng và phân loại
2. Phanh một má
3. Phanh hai má
4Ph hđ i
4
.
Ph
an

h

đ
a
i
5 Phanh áp trục
6. Phanh ly tâm điều chỉnh tốc độ
5
.
Phanh

áp

trục
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
16
1. Công dụng và phân loại
1 1 Công dụng
1
.
1
.
Công

dụng
Trong máy trục, phanh không những được dùng để giữ vật
treo, điều chỉnh vận tốc hạ mà còn được sử dụng phổ biến ở
hữ ấ khá h ấ di h ể ấ ấ
n
hữ

ng cơ c
ấ
u
khá
c n
h
ư cơ c
ấ
u
di
c
h
uy
ể
n, cơ c
ấ
u quay, cơ c
ấ
u
thay đổi tầm với. Cần chú ý rằng có những loại phanh chỉ điều
chỉnh được vận tốc mà không giữ được vật treo.
â
1.2. Ph
â
n loại
 Dựa theo kết cấu của phần tử
tiếp xúc, phanh được chia thành:
 Dựa theo công dụng chia thành:
+Phanhdừng;
tiếp

xúc,

phanh

được

chia

thành:
+ Phanh má (một má và hai má);
+ Phanh đai;
+ Phanh côn ho
ặ
c
p
hanh đĩa.
+

Phanh

dừng;
+ Phanh thả.

D hh há h á
ặ p
 Dựa theo nguyên lý tác dụng
chia phanh thành:
+Kiểuhở (thường mở);


D
ựa t
h
eo p
h
ương p
há
p t
h
ao t
á
c:
+ Phanh tay (chân);
+ Phanh điện;
+Phanhđiệntừ;
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
17
+

Kiểu

hở

(thường

mở);
+ Kiểu kín (thường đóng).
+

Phanh

điện

từ;
+ Phanh thuỷ lực.
2.1. Sơ đồ cấu t
ạ
o và n
g
u
y
ên l
ý
làm vi
ệ
c
2. Phanh một má
ạ gy ý ệ
+Sơđồcấutạo
Để tăng hệ số ma sát
1 Bánh phanh;
-
Để

tăng

hệ

số

ma

sát

f giữa má phanh và
bánh phanh, trên bề
mặt phanh người ta
1
.
Bánh

phanh;
2. Má phanh;
3. Tay phanh.
tráng một lớp amiăng
(hoặc lót cao su).
- Đĩa phanh thường được
Hình 4-5. Phanh một má.
chế tạo bằng thép 45Л,
thép 55H hoặc bằng gang
xám CЧ15-32
ế ằ ỗ
+ Nguyên lý hoạt động
Phanh luôn ở trạng thái đóng:
- Má phanh thường được ch
ế
tạo b
ằ
ng gang, g
ỗ

hoặc thép.
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
18
-
Phanh

luôn

ở

trạng

thái

đóng:
- Quá trình mở phanh:
Đây
l
à
bà
i
toá
n
c
h
o
t
r
ước
sơ

đồ
cơ
cấu
(
v
ớ
i
các
kí
c
h
t
h
ước
D
,
2.2. Tính toán lực phanh K
ây
à
bà
toá
co
t ước
sơ
đồ
cơ
cấu
( ớ
các
c

t ước
,
L, a. c) hệ số ma sát f, mômen phanh M
ph
(có chiềungượcvới
chiều quay n củatrục bánh phanh khi đang chịu mômen M).
* Khi M
ph
ngược chiều kim đồng hồ
-Lực vòng và lực ma sát giữa bánh phanh với má phanh
á ể ứ
được x
á
c định theo bi
ể
u th
ứ
c:
F
.M2
P
ph
=
=
F là lực ma sát giữa má
F
D
P
=
=

F=Nf
phanh và bánh phanh
N
là
lực
ép
lên
má
phanh
cần
.M2
N
p
h
F

=

N
.
f
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
19
N
là
lực
ép
lên
má
phanh

cần
có để tạoralựcmasátF
D.f
N
p
=
-Phương trình cân bằng mômen tạiOlà:
K
L
N
a
P
c
=
0
K
I
.
L
–
N
.
a
–
P
.
c
=
0
P.cN.a

K
+
=
⇒
(
Í
)
L
K
I
=
⇒
*
ề ồ ồ
(
Í
)
*
Khi M
ph
cùng chi
ề
u kim đ
ồ
ng h
ồ
-Tương tự ta có:
L
P.cN.a
K

II
−
=
(ÍÍ)
Qua (Í) và (ÍÍ) ta nhận thấy:
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
20
-Lực phanh phụ thuộc vào trị số và chiều của M
ph
* Bi
ệ
n
p
há
p
1:
Đ
ưatâm
q
ua
y
Ovề O’
2.3. Biện pháp khắc phục
ệ
pp
qy
Hình 4-6
P.cN.a
K
+

=
L
N.a
KK
III
==
C = 0
L
K
I
=
P.cN.a
K
−
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
21
L
K
II
=
* Biện pháp 2:
Má
phanh
và
càng
phanh
được
ghép
bản
lề

với
nhau
Làm
-
Khi M
ngượcchiềukimđồng hồ:
Má
phanh
và
càng
phanh
được
ghép
bản
lề
với
nhau
.
Làm
như vậy má phanh tiếpxúctốt bánh phanh kể cả khi đảochiều.
-
Khi

M
ph
ngược

chiều

kim

đồng

hồ:
Hình 4-7a
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
22
-Khi M
ph
cùng chiều kim đồng hồ:
Hình 4-7b
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
23
Ta có:
( hiề )
(ù hiề )
L
.hR
K
I1
I
=
(
ngược c
hiề
u
)
(
c
ù

ng c
hiề
u
)
L
.hR
K
II2
II
=
L
I
L
α
===
cos
N
RRR
11
hI = hII = h = a.cosα
R.a
K
K
II
I
=
=
L
K
K

II
I
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
24
Í Kiểm tra áp suất cho phép
tr
ên bề mặttiếpxúc:
tr
ên

bề

mặt

tiếp

xúc:
[]
p
i
D
b
N
b
S
N
'
F
N
p ≤

α
===
2
s
i
n.
D
.
b
b
.
S
F
tx
α
N là áp lực pháp tuyến
ề
Í Kết luận
b là chi
ề
u rộng của má phanh
Hình 4-8
+ Phanh một má đơn giản dễ chế tạo, dễ sử dụng;
+Gâyralựchướng tâm bánh phanh lớn, dễ làm cong trục
à
há
ỡ
ổ
t
bá h

hh
v
à
p
há
v
ỡ
ổ
t
rục
bá
n
h
p
h
an
h
;
+Sử dụng vớitảinângnhỏ;
+
Khắc
phục
:
chế
tạo
phanh
hai
má
(thực
chất

ghép
hai
Bé m«n c¬ khÝ luyÖn kim – c¸n thÐp
25
+
Khắc
phục
:
chế
tạo
phanh
hai
má
(thực
chất
ghép
hai
phanh mộtmálại).