Các Thiết Bị Phanh Hãm (Arresting Gear And Brakes)

KỸ THUẬT NÂNG - VẬN CHUYỂN
CHƯƠNG IV
CÁC THIẾT BỊ PHANH HÃM
(ARRESTING GEAR AND BRAKES)

Chapter IV

1


1. MUÏC ÑÍCH:

-They stop the load and hold it when applied to the hoisting
motion or bring the relevant mechanisms at rest within specified
braking distances as this is the case on traveling and slewing
motion
Chapter IV

2


2. PHÂN LOẠI:


Dựa vào cấu tạo bộ phận làm việc (contruction):
Phanh má.
Phanh đai.
Phanh đóa.
Phanh nón.



}

Hợp thành phanh áp trục (có mặt ma
sát tách rời hay không tách rời).

Dựa vào nguyên tắc hoạt động (operating principle) :
Phanh tự động (automatic)
Phanh điều khiển.( controlled)

Chapter IV

3


2. PHÂN LOẠI (tt):


Dựa vào chức năng (the purpose the brake serves):

Phanh dừng cơ cấu ở cuối chuyển động.( stopping brakes)
Phanh giới hạn vận tốc, nhưng không giữ vật.( regulating brakes)

Theo tính chất của sự tác động lực điều khiển phanh
(the mode of applying the brakes-operating force):


Phanh thường đóng.( normally -set brakes)
Phanh thường mở.( normally-released brakes)
Phanh tổng hợp. (combination brakes)

Chapter IV

4


3. CÔ CAÁU KHOÙA DÖØNG
(Arresting gear)

-

-

Purpose
Arresting gears are the means of sustaining the load
which do not interfere with the hoisting but prevent it
from coming down due to gravity
Arresting gear in general fall into two basic kinds
which are the ratchet- and- pawl arrangement and
Back- stopping roller clutch

Chapter IV

5


3.1 CƠ CẤU BÁNH XE CÓC
(Ratchet- and- pawl arrangement)




Nguyên lý làm việc:
Chế tạo:

Bánh xe: vật liệu gang 18-36,
thép (đúc).
Con cóc: thép 45↑, 40X.

Chapter IV

6


3.1 CƠ CẤU BÁNH XE CÓC
(Ratchet- and- pawl arrangement)


Cấu tạo:

Tăng cường sự liên
kết (đặt vài con cóc
(a)
Góc 900 =>
ϕ=b/m lớn khi có
va đập mạnh.
Có con cóc giảm ồn
(b)

Chapter IV

7


3. CƠ CẤU BÁNH XE CÓC(tt):


Tính toán.
Xác đònh modun: m

P
≤ [ q ] ⇒ P = [ q ].b
b
2M x 2M x
P=
=
Db.c
m.Z

q=




b = ϕ .m

}

⇒m=

2M x

Z .ϕ .[ q ]

hoặc m = 2M x
ϕ .D.[q ]
nếu m > 6 => Kiểm tra [q]
nếu m < 6 => Kiểm tra uốn =>σ n =
Chapter IV

12M x
≤ [σ ] n
2,25.ϕ .Z .m 3
8


3. CÔ CAÁU BAÙNH XE COÙC(tt):
2M x
2M x
M u = P.h =
.m =
Z .m
Z
a 2 .b ( 1,5 m ) 2 ϕ .m
Wu =
=
6
6

2 ,25.ϕ .m 3
Wu =
6

σu =

Chapter IV

Mu
≤ [σ u ]
Wu

9


4. PHANH MAÙ (Block brakes)
Block brakes used in hoisting
installation exit in a great
number of types
-In most case they consist of
two blocks arranged at
diametrically opposite points
of a drum and operated by
levers
-Braking is effected due to
friction setup fitted to lever of
braking system on the trolley
or bridge
Chapter IV

10

4. PHANH MA(tt):
a.

Phanh moọt maự (single- block brake)
Momen phanh:
2.M f
D
M f = f .N . N =
2
f .D
P = N.

l 1 b. f
l

Nhaọn xeựt: b = 0 => P = const.

Chapter IV

11


4. PHANH MÁ(tt)-hai má

Đặc điểm cấu tạo cần .
Do
S1

N1 =

P.l
l1 − f .b

N1
≠

≠ N2
S2

P.l
N2 =
l1 + f .b

=>

S1 = N 1 . 1 + f

2

S2 = N2. 1 + f

=> Lực uốn trục ∆S

∆S = S1 − S 2 =

Để trục phanh không uốn:
∆S = 0 => b = 0.=> Phanh có
cần thẳng.
 Momen phanh:

M f = f.

=> Ở phanh cần thẳng

=>

2

2.P.l. f 1 − f
l − f .b
2
1

2

2

2

.b

D
( N1 + N 2 )
2

l
M f = f .P.D. .η
l1

Chapter IV

12


4. PHANH MÁ(tt)
b. Phanh 2 má- dùng đối trọng




Lực đóng phanh:

Lực đóng phanh:
a
b
c
M
=
0
⇒
K
=
K
.
∑ A
2
1
e
e
f

M
=
0
⇒
Q
=
K
−
G
.
∑ 02
2
g
g
a c G. f
⇒ Q = N. . −
b g
g
F 2.M x
N= =
f
f .D

∑ M 01 = 0 ⇒ K 1 = N .

Chapter IV

13

4. PHANH MÁ(tt):
Phanh nam châm điện từ:
(Short-stroke electromagnet brake)
c.

1.
2.
3.
4.
5.

Lò xo nén chính.
Lò xo nén phụ.
Nam châm điện từ.
Đai ốc điều chỉnh lò xo nén chính.
Ốc điều chỉnh khe hở má phanh.

Chapter IV

14


4. PHANH MÁ(tt):


Nguyên lý làm việc:
Phanh thường đóng

Không có điện : lò xo 1 bò nén , sẽ có lực đẩy về hai
phía: đẩy vỏ hộp 7 về trái kéo cần phải đóng má

phải; đẩy đai ốc 4 (tức trục lò xo ) về phải kéo cần
trái đóng má trái => phanh đóng.
Khi có dòng điện vào nam châm điện tư ø: sẽ hút cần
phải và đồng thời đẩy trục lò xo sang trái => mở
phanh ( đồng thời với động cơ làm việc của cơ cấu).
Chapter IV

15


4. PHANH MÁ(tt):


Ưu điểm:
η↑.
Sửa chữa nhanh.



Nhược điểm:
Tuổi thọ thấp.
Va đập khi nam châm làm việc.

=> Khắc phục có phanh thủy lực.

Chapter IV

16

4. PHANH MAÙ(tt):

Chapter IV

17


4. PHANH MAÙ(tt):

Chapter IV

18


5. PHANH ÑAI (BAND
BRAKES)




In band brakes, the braking torque is
obtained due to friction of a flexible band
over the surface of a brake wheel.
Band brakes are designed using the wellknown Euler’s formula for a flexible filament
which provides the relationship between the
maximum Sv tension and the minimum
tensions Sr in the band sides
Sv= Sr. efα
Chapter IV

19


5. PHANH ĐAI (BAND BRAKES)
Phanh đai đơn giản.
( the simple band brake)

a.

1.
2.
3.
4.
5.

Bánh phanh
Đai bằng thép
Cần
Nam châm điện tư
Đối trọng

The maximum tension on the tight side of the
band come on fixed point, rendering the
brake suitable for use with the wheel
always rotating in the same direction
The single band is used on motion where the
braking torque varies with the direction of
rotation, as in the hoisting mechanism


Nguyên lý làm việc:
Chapter IV

20


5. PHANH ĐAI (BAND BRAKES)
Phanh đai đơn giản (tt)
( the simple band brake)

Nguyên tắc : (Enler)
a.

S 1 = S 2 .e fα
S1 = S 2 + P
P=

2M f
D

P.e fα
⇒ S 1 = fα
e −1
P
S 2 = fα
e −1



P.D 

Nhận xét: để Mf ↑  M f =
 => S1↑ => α↑ ; f
2


Chapter IV
21
↑


5. PHANH ĐAI (tt):


Lực đóng phanh:
S 2 .a G .b
P .a
G .b

K
=
−
=
−

c
c
c( e fα − 1)
c
M

=
0
⇒

fα
∑ 0
P
.
a
.
e
G .b

K=
−

c( e fα − 1)
c




Nhận xét: K thay đổi efα lần => Cơ cấu nâng.
Lưu ý với K xác đònh:
M thuận chiều kim đồng hồ > M ngược chiều kim đồng hồ
Chapter IV

22

5. PHANH ÑAI (tt):
b.

Phanh ñai vi sai.

( Differential band brake)

Momen phanh:
Kc + Gb 
a1 − a2 e fα 

S1 = S 2 .e fα

Euler ⇒

S1 − S 2 = P

∑ M 0 ⇒ S2 =

e fα − 1
D
(
)
⇒Mf =
Gb
+
Kc
η
fα
a1 − a2 e

2

vôùi

Mf =P

(

)

D
D
η = S 2 e fα − S 2 η
2
2
Chapter IV

23


5. PHANH ĐAI (tt):





Nhận xét:
a1
≈ e fα
a2

=> Mf → ∞ : tự đóng

Ưu điểm: cho phép K↓
Nhược điểm:



Tự khóa -> va đập.
Mf thay fđổ
i khi thay đổi chiều quay giảm nhiều
α



a1 .e − a 2
)
fα
a1 − a 2 .e

lần.
Tránh tự hãm: a1 > a2. efα
(

[a1 =(2,5 ÷ 3)a]
Chapter IV

24

5. PHANH ĐAI (tt):
c.



Phanh đai tổng hợp.

( Reversible band brake)
Lực đóng phanh.

∑ M 0 = 0 ⇒K =





− G.b + ( S1 .a1 + S 2 .a 2 )
c

Trường hợp: a1 = a2 = a

b a P.e fα
P
⇒ K = −G + ( f α
+ fα
)
c c e −1 e −1

Nhận xét:

a1 = a2 => Mf = const
=> Cơ cấu di chuyển, quay.
a1 < a2 => cơ cấu nâng.
Chapter IV

25