Bài giảng Máy nâng chuyển - Chương 5: Thiết bị phanh hãm

Chương 5
THIẾT BỊ PHANH HÃM
Khái niệm chung
 Bộ phận không thể thiếu trong cơ 
cấu nâng. 
 Công dụng:
 Dừng vật nâng ở vị trí mong muốn.
 Giữ vật nâng ở trạng thái treo, không 
rơi khi không mong muốn.
5.1. Mômen phanh yêu cầu
 Mômen phanh yêu 
cầu khi hạ lớn hơn 
khi nâng
 Chọn phanh theo 
QPAT:Tph = n.T*t
HSAT n chọn từ 
1,5 – 2,5 theo CĐLV
 Ý nghĩa của HSAT:
 Tính đến tải động
 Đề phòng quá tải
Q
Tt
Tđ
Tph
Tt
Q
Tđ
Tph
Phanh khi nâng
Tph= Tđ- Tt Tph= T
* 
t + T
*
đ
Cân bằng mômen trên trục đặt phanh
T = * t1 2auo
QDo
Phanh khi hạ
5.2. Cơ cấu bánh cóc
Các vấn đề chung
 Tính toán cơ cấu bánh 
cóc: đề phòng các dạng 
hỏng gây mất an toàn:
 Gẫy con cóc
 Gẫy răng bánh cóc
 Dập mép răng
 Phương pháp tính chung
 Chọn trước số răng
 Tính chọn môđun
 Tính kiểm nghiệm
Lòso
Con cóc
Bánh cóc
Q
• Sơ đồ cấu tạo chung
Tính toán bánh cóc
Ft
h
b
s
 Tính theo độ bền dập
q = Ft / b [q]
với Ft = 2T / D = 2T / (m.z) ;
b = m.
chọn trước , z tính môđun 
m, sau đó chọn m tiêu chuẩn 
 Kiểm nghiệm độ bền uốn
= Mu / Wu 
= Ft.h / (b.s2 / 6) [ ]
với bánh cóc tiêu chuẩn:
h = m; s =1,5m
Các thông số bánh cóc
Vật liệu bánh cóc = b/m [q], N/mm [ ], MPa (*) 
+ Gang xám 1,6 - 6,0 150 30
+ Thép đúc 1,5 - 4,0 300 80
+ Thép CT3 rèn 1,0 - 2,0 350 100
+ Thép 45 rèn 1,0 - 2,0 400 120
(*) Ứng suất uốn cho phép lấy thấp đi để tính đến tải trọng động khi 
cơ cấu làm việc
(**) Tải trọng động xuất hiện do hiện tượng bánh cóc bị quay ngược 
lại dưới tác dụng của trọng lượng vật nâng trước khi ăn khớp hết 
với con cóc và bị giữ lại. Để hạn chế tải động cần giảm bớt quãng 
đường này: giảm bước răng (do đó giảm môđun -> yếu) hoặc lắp 
nhiều cóc "lệch pha" nhau
Tính toán con cóc
Kiểm nghiệm về độ bền
Con cóc được tính như 
thanh chịu nén lệch tâm bởi 
lực vòng Ft:
= n + u = 
= Ft / (cd) + 
Ft.e /(dc2/6) [ *]
Con cóc chỉ làm bằng thép,
[ *] = 65 MPa để tính đến
tải trọng động.
Ft
e
d
c 
5.3. Phanh má
Phanh má đơn giản
 Khả năng phanh tính từ điều 
kiện cân bằng lực trên tay 
phanh và điều kiện phanh:
N.a = F.c + K.l
Fms = k.F với Fms = N.f
Suy ra: K = (F / l ).(k.a / f - c) 
với lực vòng F = 2T / D.
* Để giảm lực phanh yêu cầu K 
=> các giải pháp:
+ tăng D, l, giảm a: thì sao?
+ tăng c: thì sao? (K < 0 )
* Nếu đổi chiều mô men phanh ?
 Độ bền lâu: p = N / b.s [p]
KFms
N
a
cc
'
a
c
F
N
K
l
n
Phanh 2 má kiểu lò xo
 Nguyên lý làm việc
* lưu ý công dụng của các 
chi tiết
 Ưu nhược điểm và phạm 
vi sử dụng
 Tính toán phanh tương 
tự phanh 1 má
* Khả năng phanh
* Độ bền lâu
a
l
F
F
K K KK
e
N N
21
4 3
5
9
8
7 6
10 11
5.4. Phanh đai
 Khả năng phanh:
S1 / S2 = e
fa và 
S1 - S2 = Ft = 2Tph / D
=> K = S2.a / l = 
Ft.a / [l.(e
fa - 1)]
* Nếu đổi chiều mômen:
S2 - S1 = Ft và S2 / S1 = e
fa
=> K' = S2.a / l = 
Ft.a.e
fa / [l.(efa - 1)] 
 Độ bền lâu: 
pmax = 2Smax / (D.b) [p] 
[p] = 0,1-0,2 MPa với amiăng
K
S
S1
2
l
pmax
F
K
S1 (S )2
S2 1(S )
l
a
a
5.4. Phanh áp trục
Phanh nón
D
1
D
2
D
* Lực phanh yêu cầu
N.f = Fms = Ft = 2Tph/D
K = N.sin
K = 2Tph.sin / (D.f)
* Độ bền mòn
5.4. Phanh áp trục
Phanh đĩa
D
1
D
2
D
 Có thể coi là trường hợp đặc 
biệt của phanh nón ( = 90o)
K = 2Tph / (D.f)
 Để tăng khả năng phanh: dùng 
phanh nhiều đĩa
K = 2Tph / (D.f.z)
5.6. Phanh tự động
Vì sao gọi là phanh tự động?
 Lực trong cơ cấu được sử dụng làm lực phanh
 Mô men phanh tự điều chỉnh theo tải
Phân loại
 Phanh tự động có mặt ma sát không tách rời
 Phanh tự động có mặt ma sát tách rời.
Ưu nhược điểm và PVSD từng loại phanh
Phanh tự động có mặt ma sát 
không tách rời
 Cấu tạo 
 Đặc điểm cấu tạo
 Nguyên lý hoạt động
 Tính tự động của 
phanh:
* Lực phanh là lực dọc 
trục trên trục vít
* Lực phanh có tỷ lệ 
thuận với lực phanh 
yêu cầu.
Fa2
Ft3
Tính tự động của phanh tự động 
có mặt ma sát không tách rời
 Để phanh hoạt động tốt cần thoả mãn điều kiện: Kcó Kyc, 
trong đó Kyc là lực phanh yêu cầu
 Giá trị Kcó và Kyc tính như sau:
 Kcó = Fa2 Ft3 = 2Ttg/D3 = Q.D0 p tg / (a.D3) tỷ lệ thuận với Q
 Kyc = 2.Tph sin / D.f = 2.n.T*t sin / D.f 
Kyc= 2.n.QDo. . sin / (2auo.D.f) tỷ lệ thuận với Q, trong đó: 
D3 - đường kính bánh vít; D - đường kính phanh (phanh nón); 
n – hệ số an toàn phanh; Do - đường kính tang cuốn cáp... 
 Khi tăng tải Q thì lực phanh yêu cầu Kyc tăng, nhưng lực phanh do 
cơ cấu tạo ra Kcó cũng tăng => loại phanh này có khả năng tự điều 
chỉnh lực phanh theo tải => không sợ quá tải và vì thế HSAT phanh 
kiểu này thường lấy bé (n 1,2)
Phanh tự động có mặt ma sát 
tách rời
 Cấu tạo 
 Đặc điểm cấu tạo
 Nguyên lý hoạt động
 Tính tự động của 
phanh:
* Lực phanh là lực dọc 
trong b.t. vít - đai ốc
* Lực phanh có tỷ lệ 
thuận với lực phanh 
yêu cầu.
3
4
1
2
5 6
Tính tự động của phanh tự động 
có mặt ma sát tách rời
 Để phanh hoạt động tốt cần thoả mãn điều kiện: Kcó Kyc, 
trong đó Kyc là lực phanh yêu cầu
 Giá trị Kcó và Kyc tính như sau:
 Kcó = QD0 / [au0(d2tg( ’) + f.D)] tỷ lệ với tải Q (xuất phát 
từ điều kiện Tbr = Tr + TT - để vặn được đai ốc thì mô men trên 
bánh răng cần thắng ma sát trên ren và ma sát mặt tỳ)
 Kyc = ... = 2.n.QDo. / (2auo.D) tỷ lệ thuận với tải Q
 Khi tăng tải Q thì lực phanh yêu cầu Kyc tăng, nhưng lực phanh do 
cơ cấu tạo ra Kcó cũng tăng => loại phanh này có khả năng tự điều 
chỉnh lực phanh theo tải => không sợ quá tải và vì thế HSAT phanh 
kiểu này thường lấy bé (n 1,2)
5.7. Tay quay an toàn
 Là loại tay quay kết hợp phanh hãm, 
đảm bảo giữ vật an toàn không rơi khi 
không có lực tác động lên nó. 
 Tay quay an toàn kiểu I – kết hợp phanh tự 
động có mặt ma sát tách rời.
 Tay quay an toàn kiểu II – kết hợp phanh đai.
5.7. Tay quay an toàn (tiếp)
next
Kiểu I Kiểu II
•Cấu tạo 
•Đặc điểm cấu tạo
•Ưu nhược điểm và PVSD.