19. Розрахунок гальм.

У механізмах підйому застосовують замкнуті стопорні, спускні або комбіновані гальма.

Найбільшого поширення отримали колодкові гальма із різними засобами керування, частіше за все за допомогою електромагнітів різних типів.

Розглянемо методику розрахунку двох колодкових гальм з довгоходовим та короткоходовим електромагнітами.

Гальмівний момент на валу електродвигуна:

(19.1)

де – статичний момент вантажу (крутний момент зворотного ходу), що виникає на гальмі в момент опусканню вантажу.

Тут та – відповідно ККД та передаточне число трансмісії;

– коефіцієнт запасу гальмування, що приймається із таблиці 21 залежно від групи режиму роботи механізму.

Таблиця 21

Значення коефіцієнту запасу гальмування

Група режиму роботи механізму	Коефіцієнт запасу гальмування
1 м, 2 м, 3 м	1,5
4 м	1,75
5 м	2,0
6 м	2,5

Оскільки гальмо встановлюють на вхідному валу редуктора, то попередньо діаметр гальмівного шківа приймають рівним зовнішньому діаметру пружної муфти D. У деяких випадках на муфту встановлюють бандаж з метою зменшення розмірів гальма.

Розглянемо двохколодкове гальмо з довгоходовим електромагнітом (рис. 16).

Сила нормального тиску на колодки:

Н, (19.2)

де – коефіцієнт тертя між колодками та гальмівним шківом, що приймається з таблиці 22.

Рис. 16. Розрахункова схема гальма

Таблиця 22

Коефіцієнти тертя на робочих поверхнях гальм

Матеріали деталей, що труться	Коефіцієнти тертя
	Сухі поверхні	Випадкове потрапляння мастила	Змащені поверхні
Сталь по сталі	0,15…0,18	0,1…0,12	0,05…0,06
Сталь по чавуну	0,16…0,2	0,1…0,12	0,05…0,06
Чавун по чавуну	0,15…0,2	0,1…0,12	–
Азбестова ткана стрічка по сталі або чавуну	0,35…0,45	0,2…0,25	0,15…0,2
Азбестова вальцьована стрічка по сталі або чавуну	0,4…0,5	0,3…0,35	0,15…0,2

Зусилля на кінцях гальмівних важелів .

Величиною плеч a та l задаються, враховуючи діаметр гальмівного шківа D. Із врахуванням умови рівноваг важеля ABC, визначимо зусилля

Розмірами m та n задаються конструктивно. Визначають величину замикаючої сили G_гр, розглядаючи рівновагу гальмівного важеля без врахування його сили тяжіння та сили тяжіння якоря електромагніту

Н. (19.3)

Задаючи конструктивно відстань l₁, визначають різницю між підйомною силою електромагніту F_M та силою тяжіння якорю G_як:

(19.4)

З таблиці 23 вибирають довгоходовий електромагніт.

Таблиця 23

Довгоходові електромагніти змінного струму

Тип	Підйомна сила Fм, Н	Сила тяжіння Gяк, Н	Хід якоря h, мм
КМТ-100	80	20	20
КМТ-101	100	28	40
КМТ-102	200	45	50
КМТ-103	350	97	50
КМТ-104	700	198	50

Ширину колодки визначають з розрахунку на питомий тиск:

м, (19.5)

де l₀ – довжина колодки (розмір по хорді), м

(19.6)

Кут обхвату шківа колодкою задаються

– допустимий питомий тиск, що приймається з таблиці 24.

Таблиця 24

Значення допустимих питомих тисків для колодкових гальм

Матеріали поверхонь, що труться	, МПа
	Для стопорних гальм	Для спускних гальм
Чавун по чавуну або по сталі	0,2	0,15
Сталь по сталі	0,4	0,2
Дерево по чавуну	0,8	0,5
Азбестова стрічка по сталі або чавуну	0,6	0,3
Стрічка вальцьована по сталі або чавуну	0,6	0,4

Нагрів та зношувння гальм залежить від величини питомого тиску p та швидкості ковзання V на поверхнях тертя. В зв’язку з цим Держгіртехнагляд рекомендує перевірити їх на нагрів:

(19.7)

де мН/мс – для стопорних та комбінованих гальм;

мН/мс – для спускних гальм.

Задаючи величину радіального зазору при відході колодок від шківа у межах мм, визначають хід гальмівного важеля та порівнюють його із робочим ходом якоря електромагніту:

(19.8)

Розглянемо двохколодкове гальмо із короткоходовим електромагнітом (рис. 17).

Рис. 17. Розрахункова схема гальма типу ТКТ

Сила нормального тиску на колодки

Н. (19.9)

Сила, що діє на верхні кінці гальмівних важелів

Н. (19.10)

Сила F дорівнює різниці зусиль основної та допоміжної пружин

. (19.11)

Зусиллям допоміжної пружини задаються: Н та визначають зусилля основної пружини.

З таблиці 25 вибирають електромагніт типу М0.

Таблиця 25

Гальмівні короткоходові електромагніти змінного струму

Тип	Момент електромагніту М, Нм	Момент сили тяжіння якоря Мяк, Н·м	Хід штоку h, мм	Плече повороту r, мм
М0-1005	5,5	0,5	3,0	22
М0-2005	40	3,6	4,2	40
М0-3005	100	9,2	4,7	46

Визначають зусилля, що може забезпечити електромагніт

(19.12)

Задаючись величиною відходу ε колодки від шківа, визначають фактичний хід штока та порівнюють його із табличним значенням:

(19.13)

Після розрахунку колодок, пружин, важелів та інших деталей конструюють гальмо.

Зміст

1	Вихідні дані для розрахунку	3
2	Вибір схеми поліспаста	3
3	Зусилля у вітках гнучкого тягового органу	3
4	Визначення коефіцієнта корисної дії	5
5	Вибір тягового органу	5
6	Визначення розмірів барабану, блоків та зірочок	13
7	Перевірка барабана на міцність	18
8	Розрахунок деталей кріплення тягового органу	19
9	Вибір гака	24
10	Визначення потрібної висоти гайки гака	24
11	Ескізна компоновка гакової підвіски	28
12	Розрахунок траверси	28
13	Визначення ширини вантажних планок	30
14	Визначення кутової швидкості приводного барабана	31
15	Визначення потрібної кутової швидкості	31
16	Вибір електродвигуна	32
17	Визначення передаточного числа трансмісії	33
18	Ескізна компоновка лебідки	33
19	Розрахунок гальм	33

38