Bài tập lớn môn học máy nâng chuyển

4
1
3
2
5
6
7
8
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC MÁY NÂNG CHUYỂN
(Biến đề 03)
Yêu cầu : “Thiết kế cơ cấu nâng dẫn động bằng máy” với các số liệu ban
đầu :
- Trọng lượng vật nâng Q = 3500 kg;
- Chiều cao nâng H = 65 m;
- Vận tốc nâng v = 0,7 m/s;
- Chế độ làm việc nặng;
- Loại thiết bị phanh hãm là phanh má điện từ;
- Điều kiện làm việc ngoài trời.
1.Chọn loại dây treo vật
So sánh về ưu điểm và nhược điểm của xích và cáp thép thì ta nhận thấy
cáp thép ưu việt hơn hẳn so với xích. Mặt khác xích thường được dung
trong cơ cấu kéo có vận tốc nâng chậm, chiều cao nâng không lớn lắm;
theo đề bài yêu cầu thì thiết kế dẫn động bằng máy và cũng không hạn
chế về kích thước cơ cấu. Vì vậy phương án lựa chọn dây treo vật là cáp
thép là hơn hẳn.
2.Chọn sơ đồ treo vật
2.1. Sơ đồ treo vật

Copyright by NguyenDung K51ckctm
1

Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
1- Bộ phận mang tải;
2- Pa lăng;
3- Dây cáp thép;
4- Tang tời;
5- Bộ phẫn dẫn động (Hộp giảm tốc);
6- Thiết bị hãm ( Phanh má điện từ);
7- Động cơ;
8- Thiết bị hạn chế chiều cao nâng.
2.2.Chọn bội suất palăng
Ta chọn loại palăng đơn loại 2 có nhánh cáp ra khỏi tang từ ròng rọc
di động phía dưới , với cần trục kiểu cần, trọng lượng nâng (Q=3500 kg)
chọn bội suất palăng (a= 3)
I - I
Do
Vật nâng được nâng lên nhờ có tời cáp và hệ thống palăng cáp, trong
palăng cáp có những ròng rọc cố định và ròng rọc di động dây cáp nâng
được vắt qua ròng rọc này vật nâng được treo trên đầu móc treo móc
treo được nối liền với cụm ròng rọc di động, còn đầu kia được cuộn vào
tang tời đặt trên sàn máy.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
2
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
3. Xác định lực căng dây lớn nhất
Hiệu suất của hệ ròng rọc là :
=
−
−
=
−

−
=
)95,01(3
95,01
)1.(
1
3
r
a
r
p
a
η
η
η
0,951
Với
r
η
là hiệu suất của một ròng rọc:
r
η
= 0,95 bảng 2.4 [1] trang 210.
Vậy S
max
=
p
a
gQ
η

.
.
=
=
951,0.3
8,9.3500
12,022 (kN).
4. Tính và chọn dây treo vật
Ta tính và chọn dây treo vật theo lực căng lớn nhất.
Lực căng tính toán dùng để chọn cáp là S = S
max
.k = 12,022.6= 72,132 (kN)
Với: k = 6 hệ số an toàn trong cơ cấu nâng bằng máy
Theo tiêu chuẩn của cáp thép bảng
Γ
OCT 3070 - 55 chọn loại TK 6
19
×
+1có đường kính dây cáp là d = 12,5 (mm) gồm có 6 nhánh và 19 sợi thép
trong 1 nhánh 1 lõi mềm
b
σ
= 150.10
7
(N/m
2
) cáp được làm bằng loại thép
hợp kim 37 XHA.
Kiểm tra điều kiện bền cho sợi cáp:
- Ứng suất kéo trên sợi cáp :

2
/9,209
4
2
8,0.14,3
.19.6
022,12
4
2
.
.
mmN
i
S
k
===
δπ
σ

Trong đó: δ – là đường kính của sợi dây cáp.
i – Số sợi dây cáp.
- Ứng suất uốn trên sợi cáp :
R
D
.
W
δ
σ
E

M
u
==
E là mô đun đàn hồi của vật liệu làm sợi cáp, lấy E = 2,15.10
7
N/
cm
2

 E = 2,15.10
3
N/mm
2
.
D
R
là đường kính ròng rọc .
Copyright by NguyenDung K51ckctm
3
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Đường kính nhỏ nhất cho phép của tang và ròng rọc được chọn
theo công thức : D = ( 16 ÷ 30 ).d
c
→ 200 mm ≤ D ≤ 375 mm
Chọn đường kính tang và đường kính ròng rọc bằng nhau D = 280 mm
23
/14,6
280
8,0
.10.15,2 mmN

u
==
σ
Ứng suất tương đương được tính gần đúng theo công thức :
2
/04,21614,69,209 mmN
uk
=+=+=
σσσ
[σ
K
] = 150.10
7
(

N/m
2
)

= 1500 N/ mm
2
.
Như vậy σ

< [ σ
K
]. Sợi cáp đủ bền .
5.Xác định các kích thước cơ bản của bộ phận cuộn và dẫn hướng
( tang, ròng rọc, mọc treo)
5.1.Ròng rọc

Ròng rọc di động dùng thay đổi lực căng cáp, với chế độ làm việc nặng ta
chọn loại ròng rọc đúc bằng thép. Đường kính ròng rọc nhỏ
D
rr
< 600 mm, do đó chọn kết cấu ròng rọc đúc liền. Do cơ cấu làm việc
ngoài trời và tải trọng lớn nên ta dùng ổ lăn lắp vào moayơ của ròng rọc.
Dùng ổ lăn có ưu điểm là lực ma sát nhỏ, việc chăm sóc cũng đơn giản và
đảm bảo làm việc tốt và bền hơn dùng ổ trượt nên dù giá thành có đắt hơn ổ
trượt nhưng chi phí khai thác sẽ ít hơn do khâu chăm sóc đơn giản đồng thời
làm việc có hiệu quả hơn.
Kết cấu ròng rọc như sau:
Đáy rãnh ròng rọc là một cung tròn có bán kính
r=(0,53
÷
0,6)d
c
⇒
r=(0,53
÷
0,6)12,5=6,625
÷
7,5mm
chọn r = 7 mm
Góc bao 2α = (40
±
60
0
)=50
0
Chiều sâu rãnh ròng rọc h được chọn tuỳ theo công dụngvà

nơi đặt ròng rọc. Trong mọi trường hợp phải đảm bảo h=(2
÷
2,5)d
c
Do đây là ròng rọc di động lên để đảm bảo an toàn,
không bị tuột ta chọn chiều sâu rãnh ròng rọc h = 2,5.d
c
=
2,5.12,5 = 31,25 mm
Copyright by NguyenDung K51ckctm
4
h
D
p
d
r
t
e
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Đường kính D
0
của ròng rọc xác định đảm bảo cáp không uốn nhiều và
không bị mài mòn nhanh nhằm kéo dài tuổi thọ của cáp. Đường kính của D
0
của ròng rọc được chọn theo đường kính cáp d
c
của dây cáp như sau:
D
0
≥ (16 ÷ 30 ) d

c
,

chọn D
0
= 280 mm.
Ròng rọc được chế tạo từ gang xám có chất lượng không thấp hơn loại
GX15-32 ( TCVN1659-75 ). Vật đúc cần phải được ủ, sau đó cần được sơn
lót chống gỉ.
5.2.Móc treo vật nâng
Móc treo được chọn là móc treo đơn, vật liệu chế tạo móc là thép 20 – là
thép ít các bon theo phương pháp dập. Móc được nối trực tiếp với dây cáp
bằng các lỗ luồn cáp ở phần cuối cáp.
5.3. Kết cấu của tang tời
* Xác định kích thước của tang tời .
- Chọn tang tời là loại tang hình trụ, bề mặt có rãnh xoắn.
- Vật liệu làm tang tời thông thường được đúc bằng gang C415-32.
Có giới hạn bền σ
B
= 565 (N/mm
2
). Ứng suất nén cho phép được xác
định theo công thức σ
N
=
==
5
565
n
B

σ
113 (N/mm
2
)
- Kết cấu của tang được thể hiện như hình vẽ :

Copyright by NguyenDung K51ckctm
5
L
Dt
δ
q
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển

Đường kính tang tời được chọn để các sợi cáp khi cuốn vào tang
không chịu ứng suất uốn quá lớn .Thường chọn Dt ≥ (16 ÷ 30 )D
C
Chọn D
T
= 280 mm.
Bước của rãnh xoắn : t = D
C
+ (2- 3 ) mm chọn t = 15 mm.
Bán kính của rãnh xoắn : r = (0,6 ÷ 0,7 ) D
C
chọn r = 8 mm.
Chiều sâu của rãnh xoắn e < r . Chọn e = 5 mm.
Chiều dài tang phải đủ cuốn đủ đoạn cáp làm việc tương ứng với
chiều cao nâng yêu cầu đồng thời phải có các vòng cáp dự trữ.
L =

t
DD
Dl
TC
C
)0,25,1(
) (.
.
÷+
+
π
Trong đó : l là chiều lớp cáp cuốn vào tang l = a.H = 3. 65 = 185 m.
D
C
là đường kính dây cáp D
C
= 12,5 mm.
D
T
là đường kính tang D
T
= 280 mm.
.m là số lớp cáp cuốn vào trong tang, chọn m = 1 .
(1,5 ÷ 2,0 ) D
C
là đoạn dự trữ an toàn . chọn = 2,0.Dc
L =
)(55,25415,12.2
)2805,12.(14,3
5,12.10.185

3
mm
=+
+

Chọn L = 2545 mm.
Chiều dày tang rời có thể chọn sơ bộ theo công thức :
.δ = 0,02 D
T
+ (6 ÷ 10 ) mm
11,6 mm ≤ δ ≤ 16,6 mm Chọn δ = 14 mm.
- Tính toán sức bền của tang .
Trong quá trình làm việc tang chịu lực nén do dây cáp cuốn qua tang
khi có tải. Ngoài ra tang còn bị uốn và bị xoắn do mômen tạo ra do lực căng
của dây cáp và trọng lượng bản thân của tang và dây cáp. Do tang có chiều
dài làm việc
t
Dl .2
0
<
nên ứng suất nén có ý nghĩa quyết định đến độ bền của
tang do đó trong tính toán ta chỉ tính đến ứng suất nén và bỏ qua ứng suất
Copyright by NguyenDung K51ckctm
6
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
uốn và xoắn. Để kiểm tra độ bền của tang theo ứng suất nén ta áp dụng công
thức 2.11 [1]:
[ ]
nn
t

S
σ
δ
σ
≤=
.
max
Với tang trơn bước
mm
c
dt 11
=≈
, thay vào công thức trên ta có:
2
max
/7,68
5,12.14
12022
mmN
n
==
σ
< [σ
n
]
Như vậy tang làm đủ bền để làm việc.
Để giữ chặt đầu mút cáp vào tang ta luồn đầu mút của cáp vào tang
thông qua rãnh hình nêm.( Có thể ép chặt bởi bu lông vít hoặc kẹp chặt vào
thành tang. Khi đó cần tính toán để chọn bu lông vít phù hợp để tạo ra lực
giữ cáp đủ lớn)

6. Xác định mômen do vật nâng gây ra trên trục tang M
tg
.
Mômen do vật nâng gây ra trên trục tang được xác định theo công
thức:
mmN
D
SM
t
tg
.10.3,1841
95,0.2
291
.022,12
.2
.
3
0
max
≈==
η
Với:
S
max
= 12022 N
D
0
– đường kính tang tính đến tâm cáp, cm
D
0

= d
c
+ D
t
= 11 + 280 = 291 mm.
η
t
– hiệu suất của tang, chọn η
t
= 0,95
7) Tính công suất và chọn động cơ.
Động cơ được chọn phải đảm bảo đủ công suất làm việc khi chuyển
động ổn định cũng như khi khởi động, đồng thời phải đảm bảo vận tốc nâng
cho trước.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
7
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Công suất động cơ điện được tính theo điều kiện cơ cấu nâng chuyển
động ổn định và được xác định theo công thức:
η
.102
.
n
dc
vQ
N =
Trong đó:
Q – trọng lượng vật nâng Q = 3500 kG.
η – hiệu suất của cơ cấu tính đến hiếu suất của pa lăng, tang và của
hộp giảm tốc:

η = η
p
.η
t
.η
hgt
η
p
= 0,96 – hiệu suất của pa lăng
η
t
= 0,95 – hiệu suất của tang tời.
η
hgt
= 0,88 – hiệu suất của hộp giảm tốc ( Sơ bộ chọn hộp giảm tốc
bánh răng trụ 2 cấp)
Thay vào công thức ta có:
kW
dc
N 1,17
88,0.95,0.96,0.102
4,0.3500
==
Chọn động cơ: Tra bảng 4P[2], chọn động cơ có số hiệu AOC2 – 62 –
4, có:
N
dm
= 18,5 kW, n
đc
= 1500 vòng/phút, η = 83%

Khối lượng động cơ m
đc
= 134 kg.
-Kiểm tra điều kiện làm việc của động cơ ta có N
đm
= 18,5 Kw < N
lv
/ η =
17,1/ (0,96.0,95.0,88) = 21,3 Kw.
Như vậy ta phải chọn lại động cơ. Chọn động cơ AO2-71-4
N
đm
= 22 kW, n
đc
= 1460 vòng/phút, η = 90%
Khối lượng động cơ m
đc
= 208 kg.
8. Xác định tỷ số truyền.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
8
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Vì vận tốc của tang nhỏ mà vận tốc ở trục ra của động cơ là lớn do đó
để truyền động từ động cơ đến tang thì phải thông qua hộp giảm tốc. Trước
hết cần xác định tỷ số truyền cần thiết của hộp giảm tốc. Tỷ số truyền được
xác định xuất phát từ quan hệ vận tốc ( số vòng quay ) của trục thứ nhất
( trục động cơ ) và trục cuối cùng ( trục tang ), tức là đảm bảo vận tốc nâng
cho trước v
n
.

Tỷ số truyền của hộp giảm tốc:
tg
n
đc
n
h
i =
Trong đó:
n
đc
– số vòng quay của trục động cơ
n
tg
– số vòng quay của tang cần có để đảm bảo v
n
cho trước:
phútvg
D
av
tg
n
n
/89,137
291.14,3
3.
3
10.7,0.60
0
.
60

===
π
Ta có
9,10
89,137
1500
===
tg
n
đc
n
h
i
Chọn hộp giảm tốc có tỷ số truyền là 10,9 là hộp giảm tốc 2 cấp bánh
răng trụ, trong đó cấp thứ nhất( cấp nhanh ) sử dụng bánh răng trụ răng
nghiêng, cấp thứ hai ( cấp chậm ) sử dụng bộ truyền bánh trụ răng thẳng với
các thông số sơ bộ của bánh răng như sau:
Bộ truyền bánh răng cấp nhanh có tỷ số truyền i
nh
= 4:
Góc ăn khớp α = 20
0
Góc nghiêng của bánh răng β = 14,84
0
Chiểu rộng bánh răng b = 75 mm
Môđun m = 2
Z
1
= 29 ul; Z
2

= 116 ul.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
9
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Bộ truyền bánh răng cấp chậm có tỷ số truyền i
ch
= 2,725
Góc ăn khớp α = 20
0
Môđun m = 4
Chiều rộng bánh răng: b= 106
Z
3
= 24ul; Z
4
= 65 ul.
Sơ đồ hộp giảm tốc
9.Tính toán kiểm tra quá trình làm việc của cơ cấu nâng.
Trong quá trình làm việc cơ cấu nâng trải qua 3 giai đoạn: Khởi động;
Chuyển động ổn định; Phanh và dừng lại. Ta kiểm tra trong từng giai đoạn
vì trong mỗi giai đoạn cơ cấu nâng chịu các lực khác nhau.
* Giai đoạn khởi động.
Ở giai đoạn này, lực cản không chỉ do trọng lượng vật nâng mà còn do
lực quán tính sinh ra khi vật nâng chuyển động từ trạng thái tĩnh đến trạng
thái làm việc ổn định. Do động cơ điện trong cơ cấu nâng được chọn theo
công suất khi chuyển động ổn định với tốc nâng vật không đổi nhưng trong
giai đoạn khởi động ngoài việc nâng vật động cơ còn tiêu hao năng lượng để
tạo ra tốc cho vật nâng và các chi tiết máy trong cơ cấu vì trước đó chúng ở
trạng thái tĩnh. Vì vậy trong giai đoạn khởi động máy, mômen khởi động
trên động cơ bao gồm: Mômen cản tĩnh M

ct
, mômen quán tính của các khối
Copyright by NguyenDung K51ckctm
10
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
lượng chuyển động tịnh tiến M
d1
và mômen quán tính của các khối lượng
chuyển động quay M
d2
:
M
kd

= M
ct
+ M
d
1
+ M
d
2
.
Mômen cản tĩnh khi nâng vật được quy đổi về trục động cơ:
M
ct
=
η
2
.

i
DQ

Trong đó: Q = 3500 + 75 = 3575 kG = 35750 N.
D = 291 mm – đường kính tính toán của tang.
i = a.i
h
= 2.10,9 = 21,8 – tỷ số truyền chung của toàn cơ cấu.
η =
88,0.95,0.96,0
= 0,8 – hiệu suất chung của toàn hệ thống.
mmNM
ct
.189021
8,0.8,21.2
219.35750
==
Trong cơ cấu nâng, khối lượng chuyển động tịnh tiến là vật nâng và ụ
móc treo, nên mômen lực quán tính của nó đưa về trục động cơ bằng:
M
d
1
=
gi
DjQ
2
.
η
Trong đó: j là gia tốc của vật nâng, ta có thể coi vật nâng chuyển động
nhanh dần đều.

kđ
t
n
v
j =
Sơ bộ chọn thời gian khởi động của cơ cấu nâng t
kđ
= 4 s.
mmN
ti
n
vDQ
d
M
kđ
.2,52195
4.8,0.8,21.2
7,0.291.35750
2

1
===
η
Các khối lượng quay bao gồm các khối lượng trên trục dẫn (trục động
cơ) và các khối lượng trên trục trung gian. Mômen lực quán tính gây ra trên
các trục trung gian đưa về trục động cơ chỉ bằng 10 ÷ 20% giá trị mômen lực
quán tính của các khối lượng trên các trục động cơ. Do đó, trong thực tế
người ta chỉ tính mômen lực quán tính do các khối lượng quay trên trục động
cơ gây ra, rồi nhân với hệ số c = 1,1 ÷ 1,2 để xét ảnh hưởng của các trục
trung gian. Mômen lực quán tính do các khối lượng quay sinh ra đưa về trục

động cơ được tính gần đúng bằng:
M
d2
= c.J
0
. ε
J
o
– mômen quán tính đối với trục quay của các khối lượng trên trục
dẫn.
( )
40
.
2
0
∑
=
ii
DG
J
Copyright by NguyenDung K51ckctm
11
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
G
i
, D
i
– là khối lượng và đường kính quán tính của khối lượng thứ i trên
trục dẫn.
Khối lượng và đường kính quán tính của bánh răng đầu tiên của hộp

giảm tốc lắp trên trục dẫn:
G
1
= 3 kG = 30 N; D
1
= 60 mm
( Tính toán sơ bộ sau đó vẽ bằng Inventor, chọn vật liệu là thép hợp kim
ta có được khối lượng của bánh răng )
ε – gia tốc góc, 1/s
2
.
9,154
4.30
1500.14,3
.30
.
===
kd
đc
t
n
π
ε
1/s
Thay vào công thức ta có:
mmNM
d
.5029,154.
10.40
60.30

.2,1
3
2
2
==
Mômen khởi động:
M
kđ
= 189021 + 52195,2 + 502 = 241718,2 N.mm
Mômen mở máy của động cơ:
mmNM
mm
.252120
1500
22
.10.55,9.8,1
6
==
Như vậy là động cơ thỏa mãn.
* Giai đoạn phanh và dừng lại.
Ở giai đoạn này vật nâng sẽ sinh ra lực quán tính do tốc độ vật nâng
biến đổi từ tốc độ làm việc đến bằng 0. Quá trình phanh là quá trình ngược
lại so với quá trình khởi động, ta cần phải tạo gia cấp âm cho cơ cấu để
chuyển cơ cấu từ trạng thái chuyển động sang trạng thái tĩnh. Tương tự như
tính toán ở trên, phương trình chuyển động của cơ cấu trong thời kỳ phanh
dưới dạng chung như sau:
M
p
= M
’

ct
+ M’
d1
+ M’
d2
Phanh khi đang hạ vật sẽ bất lợi hơn khi đang nâng, nên ở đây ta để
dấu dương cho M
ct
’
là tương ứng với chiều đang hạ vật.
Chọn thời gian phanh là t
ph
= 4 s.
Ta đặt phanh trên trục dẫn, do đó mômen phanh sẽ được tính theo
công thức:
ph
t
đc
n
i
D
i
Gc
ph
ti
n
vDQ
i
DQ
ph

M
.375
.
2

20

2
.
∑ 





++=
η
η
mmN.75,1942044860745,359189021 =++=
Copyright by NguyenDung K51ckctm
12
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
10) Lựa chọn và tính toán thiết bị phanh hãm.
Tất cả các cơ cấu nâng đều cần phải có thiết bị phanh hãm, nhất là các
cơ cấu có động cơ làm việc với vận tốc cao. Phanh dùng để dừng vật và giữ
vật ở trạng thái treo hoặc điều chỉnh vận tốc nâng hạ theo đúng yêu cầu, còn
trong các cơ cấu khác cần dừng vật đúng vị trí.
Có nhiều thiết bị phanh hãm với các chức năng khác nhau và có các
đặc điểm và ưu nhược điểm riêng nhưng tất cả chúng đều phải đạt được các
yêu cầu chung đối với các thiết bị phanh hãm, đó là:

- Phanh phải có mômen phanh đủ lớn với điều kiện làm việc cho trước
của phanh.
- Đóng mở phanh nhanh nhậy với độ chính xác cao.
- Đảm bảo độ bền các chi tiết của phanh, đặc biệt là bề mặt làm việc ít
bị mòn.
- Dễ kiểm tra, điều chỉnh và thay thế các chi tiết bị mòn.
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo và giá thành hạ.
Một số thiết bị phanh hãm như sau:
1- Cơ cấu bánh cóc: Là một thiết bị có tác dụng khóa dừng được dùng
phổ biến nhất. Nó có đặc điểm là kết cấu đơn giản, an toàn. Công dụng của
nó là giữ vật ở trạng thái treo, thực hiện bằng cách hãm một trong các trục
của cơ cấu không cho quay theo chiều ngược lại.
2- Cơ cấu khóa dừng bi đũa: Khóa dừng bi đũa chỉ quay theo một
chiều nhất định. Nó thường được sử dụng trong cơ cấu nâng hạ cần của cần
trục, máy xúc với mục đích hạn chế tốc độ quay của tời khi hạ cần, đảm bảo
tốc độ hạ cần nhỏ, an toàn, kể cả khi phanh giữ cần bị hỏng. Thiết bị này
đảm bảo cho cần không bị rơi tự do.
3- Phanh má điện từ: Là loại phanh thường đóng.
Phanh má điện từ có ưu điểm là: hiệu suất cao, đóng mở nhanh nhậy,
nhỏ gọn, trọng lượng và quán tính bé.
Nó có nhược điểm là: tỉ số truyền của hệ tay đòn không lớn nên khó
tạo được mômen phanh lớn và không điều chỉnh được tốc độ hút của nam
châm nên quá trình phanh xảy ra không êm dịu.
4- Phanh má với con đẩy thủy lực: Là loại phanh thường đóng.
Phanh má với con đẩy thủy lực có những nhược điểm của phanh má
điện từ đồng thời còn khắc phục được nhược điểm của phanh má điện từ nên
quá trình phanh xảy ra êm dịu và không bị giật. Loại này ngày càng được sử
dụng rộng rãi.
5- Phanh đai đơn giản: Chỉ dùng ở cơ cấu có mômen phanh không đổi
chiều.

6- Phanh đai vi sai: Chỉ dùng được ở cơ cấu có mômen phanh không
đổi chiều.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
13
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
7- Phanh đai hai chiều: Chỉ dùng cho cơ cấu có mômen phanh đổi
chiều vì đối với cơ cấu có mômen phanh không đổi chiều thì dùng phanh
này sẽ không có lợi vì lực điều khiển sẽ lớn gấp 2 lần so với dùng phanh đai
đơn giản.
8- Phanh áp trục hình nón.
9- Phanh áp trục loại đĩa.
10- Phanh tự động có bề mặt ma sát không tách rời: Sử dụng trong cơ
cấu nâng có truyền động trục vít. Nó tự động phanh được dưới tác động của
vật nâng, không cần phải điều khiển, ngoài ra còn có khả năng tự động điều
chỉnh được mômen phanh và lực làm việc K theo sự thay đổi của trọng
lượng vật nâng. Nhược điểm của loại phanh này là cần phải tiêu hao năng
lượng khi hạ vật.
11- Phanh tự động có mặt ma sát tách rời: Phanh này có thể đặt ở bất
kỳ trục nào ở cơ cấu nâng dẫn động bằng tay hoặc dẫn động bằng máy có
dùng hệ thống truyền động bánh răng. Loại phanh này có ưu điểm khi hạ vật
không tiêu hao năng lượng nhiều như phanh tự động có ma sát không tách
rời.
Dựa trên các đặc điểm của các hệ thống phanh và yêu cầu đặt ra của
cơ cấu nâng trong bài ta chọn cơ cấu phanh hãm là loại “phanh má điện từ”
Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và sơ đồ tính toán của Phanh má điện từ:
Lực đóng phanh được tạo nên do các đai ốc 10 nén lò xo chính 8. Một
đầu lò xo 8 tì vào ống bao 13, kéo tay đòn phanh 3 cùng với má kẹp 2 vào
bánh phanh 1. Đầu kia của lò xo 8 đẩy đai ốc 10, kéo thanh đẩy 14 sang
phải, qua đai ốc 12 kéo tay đòn phanh 5 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 lò xo phụ 9, tay đòn phanh 5 cùng má
phanh 4 mở ra. Tay đòn phanh 3 và má phanh 2 dưới tác dụng của trọng
lượng nam châm cũng mở ra khi hạn chế hành trình 15 chạm đế phanh. Khi
vặn đai ốc 11 sang phải để mở má phanh to hơn trong trường hợp cần sửa
chữa 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 nên do lò xo 8 bị nén,
vì vậy có thể 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.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
14
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Phanh má điện từ
Chọn: D = 100 mm; l
1
= 100 mm; l = 200 mm
Hệ số ma sát giữa má phanh và tang phanh chọn f = 1,2
a = 50 mm;
Lực P cần thiết đạt ở các đầu tay đòn phanh 3 và 5 để tạo mômen
phanh M
p
là:
N
l
l
Df
ph
M
P 851
200

100
.
95,0.100.2,1
75,194024
1
.

===
η
η – hiệu suất của tay đòn, dùng khớp xoay bôi trơn ta chọn η =0,95.
Lực đẩy của lò xo chính 8 để tạo mômen phanh:
a
n
M
p
PP
c
P ++=
P
p
= 6 kG = 60 N – lực nén của lò xo phụ.
M
n
– mômen do trọng lượng phần ứng của nam châm điện gây ra trên
tay đòn 7.
Khi mở phanh, nam châm 6 làm việc làm lò xo chính 8 chịu lực nén
lớn nhất P
max
là:
C

l
l
c
PP .
1
2
max
ε
+=
Copyright by NguyenDung K51ckctm
15
Bộ Môn TBBQ & CBNS Bài Tập lớn môn học Máy Nâng Chuyển
Trong đó: 2.ε.
1
l
l
- độ nén của lò xo chính khi các má phanh mở ra với
khe hở ε = 2 mm.
C = 50 – độ cứng của lò xo chính 8.
Mômen ứng với khớp xoay của tay đòn 7 mà nam châm cần tạo ra khi
làm việc để mở phanh là:
mmNaC
l
l
P
nc
M .6255050.50.
100
200
.2.2851

1
2 =






+=








+=
ε
Hành trình phanh được tính theo công thức:
6,9
83,0
1
.
100
200
.2.2
1
.
1

2 ===
ml
l
p
h
ε
mm
Trong đó: m – hệ số lợi dụng hành trình, chọn m = 0,83.
Từ giá trị M
nc
ta chọn nam châm điện tương ứng.
Copyright by NguyenDung K51ckctm
16