1
Chương 7: thiết kế Phanh
Thiết bò phanh trong cơ cấu nâng để dừng hoặc giữ vật trên
một độ cao nào đó. Trong ngành máy trục thường sử dụng
phanh điện từ (hình 2-7) hoặc phanh đối trọng (ít dùng phanh
thủy lực hay phanh hơi). Vì kết cấu chúng nhỏ gọn mà vẫn đảm
bảo trong quá trình làm việc.
Hình 2.7: Sơ đồ truyền động của phanh điện tử
1. Bánh phanh
2. Má phanh phải
3. Tay đòn phanh phải
4. Má phanh trái
5. Tay đòn phanh trái
6. Nam châm
7. Phần ứng bộ điện tử
8. Lò xo chính
9. Lò xo phụ
10. Đai ốc
2
11. Đai ốc điều chỉnh má
phanh
12. Đai ốc điều chỉnh hành
trình
13. Ống bao
14. Thanh đẩy
15. Cái hạn chế hành trình
phanh
3
Khi tính toán phanh phải đảm bảo mômen phanh cần thiết
kế để cơ cấu làm việc an toàn. Nếu mômen phanh nhỏ quá
phanh sẽ làm việc không an toàn, còn nếu mômen phanh lớn

i
c
- tỷ số truyền chung của cơ cấu
i
c
= i
gt
. i
pl
= 14.2 = 28
 M
p
= 1,75. 146,8 = 256,9 (Nm)
Từ kết quả trên ta chọn phanh hai má bước gắn có bộ điện
từ kiểu TKT, chọn loại TKT 300/200 cơ mômen phanh lớn nhất
trong khoảng 180
 240Nm.
Thời gian phanh của cơ cấu nâng:
tpp
p
p
MM
j
t



.
4
Trong đó: Jp – mômen quán tính của các khối lượng quay lắp

- Mômen quán tính rôto động cơ điện = 0,0383kg.ms
2
J
KN
- mômen quán tính khớp nối răng dùng làm phanh đóa
J
KN
= 0,0472kgms
2
Q
0
- khối lượng vật nâng và bộ phận mang.kg
R
0
– bán kính tang đến tâm cáp
Dấu + ứng với quá trình vật, dấu- ứng với quá trình hạt vật. Thời
gian phanh khi nâng vật:
.
.
0,176.102,6
0,63
18, 2 10,4
p
p n
p tp
J
t s
M m

  

Đường kính đóa
phanh,mm
100 200 300 400 500 600
Mômen phanh, kg,m 2 7-
18
25-
35
110 200 400
Trong trường hợp này ta chọn đường kính đóa phanh
D=200mm
Đóa phanh chế tạo bằng thép đúc 45Đ. Má phanh có tán
băng chòu ma sát bằng vật liệu abestô hoặc pherrado, có hệ số
ma sát và áp lực riêng cho phép theo bảng (2-7)
Bảng 2-7: hệ số ma sát và áp lực riêng cho phép
Hệ số ma sát f
p lực riêng
cho phép,
[p]N/mm
2
Vật liệu lót bề mặt má
phanh
Không
dính
dầu
Trong
dầu
Phanh
dừng
Phanh
khởi

p
.
].[
5,1
3

Để tính toán đường kính đóa phanh theo công thức trên, cần
hạ thấp áp lực riêng cho phép của vật liệu ma sát xuống 30

50%.
Lực ma sát giữa má phanh và đóa phanh:
2569
128, 45( ) 1284,5
20
p
ms
M
F kg N
D
   
Lực nén của má phanh lên đóa:
128, 45
389,24 3892,4
0,33
ms
F
N kg N
f
   
Khe hở hướng kính trước khi đóng phanh giữa má phanh và đóa

c
= 4,7mm mômen trọng lượng
phần ứng BĐT M
ư
= 92kg, góc quay  = 5,3
0
.
Lực hút mở phanh của bộ điện từ:
3
70
10,8 108
1 6,5
BDT
mp
M
P kg N
   
Tỉ số truyền của hệ thống phanh
389, 24
3,60
108
p
mp
N
i
P
  
Theo kết cấu chúng ta có cánh tay đòn ngắn của phanh: 1
1
= 200m chiều dài lớn nhất của cánh tay đòn phanh: 1

Chiều cao phanh:
H
ma
= (0,5  0,8) D = (0,5  0,8) 300 = 150  240mm
8
Chọn H
ma
= 200mm tương ứng với góc ôm  = 83
0
36’
Bề rộng má đủ để đạt áp lực riêng cho phép:
389,24
6,5 65
. 3.20
ma
ma
N
B cm mm
p H
   
Ta chọn B
max
= 100mm
Tính toán lực nén của lò xo chính:
P
1xe
= P
mp
+ P
1xp

= 108 + 6 + 20 = 126kg = 1260N
Lò xo chế tạo từ thép silic 60Si2A,

b
= 1600 N/mm
2
. Giới
hạn chảy khi xoắn

T
= 1000N/mm
2
, tính toán lò xo ở điều kiện
bò nén tối đa.
P
1x
= P
1xe
. k
3
= 126 . 1,5 = 189kg = 1890N
Với: k
3
= 1,3  1,6 – hệ số dữ trữ, tính đến việc thay đổi
lực khi điều chỉnh.
Đường kính dây lò xo từ điều kiện xoắn:
1
. .
1,14.189.6
1,6 1,6 0,68 6,8

14





k
1,05-1,1 1,07-1,15 1,085-
1,19
1,085-
1,25
1,11-1,25
Ứng suất cho phép trong giới hạn chòu lực của lò xo:
[
] = (0,7  0,9) 
T
= 0,7 . 1000 = 7000 kg/cm
2
= 700N/mm
2
Theo bảng ta chọn lò xo có d = 10mm
Đường kính trung bình của lò xo: D
tb
= d. = 10.6 = 60mm
Trong phanh hai má bước ngắn chiều dài làm việc của lò xo sẽ
là:
L
1v
= (0,3  0,6) D = (0,3  0,6) 200 = 60  120mm
Chọn L





)(
Từ đó:
120 100
60
178
1
1
189
lv lx
lv
lx
L L
L mm
P
P


   


Chiều dài lò xo ở trạng thái tự do:
L
td
= L
lx
+ L = 100 + 60 =

= 115,3mm
11
Nkg
LL
LL
PL
lvta
pnhtd
lvpnh
19899,198
120160
3,115160
178
.
.







Ứng suất lớn nhất trong vật liệu lò xo là:
22
33
.
max
/5,301/3105
0,1
14,1.6.178.55,2