Конструкция и расчет конусного (дискового) тормоза

Схема тормоза с постоянным давлением, вмонтированного в конструкции подъемного механизма — червячную ручную таль, показана на рисунке 6.2. Тормоз состоит из конической полумуфты 2 (или дисковой 5), жестко связанной с приводным червяком, полумуфты 1 с внутренним конусом (или диском 6) и храповыми зубьями по окружности и собачки 4, ось которой укреплена в корпусе 3. Детали 1 и 2 образуют конический неразмыкаемый тормоз (детали 5 и 6 образуют дисковый неразмыкаемый тормоз).

Конический тормоз — воспринимает тормозной момент корпусом с внутренней конической поверхностью.

Окружное тормозное усилие на среднем диаметре конуса:

(6.4)

где момент тормоза (Н мм);

— средний диаметр конуса (мм).

средний диаметр конуса можно определить, учитывая, что связь между окружным и осевым усилиями на червяке при передаче движения от червячного колеса к червяку определяется по формуле

, (6.5)

где (здесь Т — крутящийся момент на валу червячного колеса, создаваемый поднятым грузом, равный ; — диаметр делительной окружности червячного колеса; — диаметр грузовой звездочки);

— максимальное усилие в ветви цепи, набегающей на грузовую звездочку;

— угол подъема винтовой линии червяка, град;

— приведенный угол трения ( ) (град).

Момент на червяке будет

, (6.6)

где — диаметр делительной окружности червяка.

Требуемый момент для удержания груза (тормозной момент)

. (6.7)

Так как

(6.8)

то средний диаметр конуса определяется из соотношения

(6.9)

Размеры конуса принимаются, учитывая, что

и (6.10)

давление на конической поверхности проверяют по формуле:

, (6.11)

где — допускаемое давление Н/мм².

Длину образующей конуса находят по допускаемому давлению

. (6.12)

Точки рабочей поверхности конуса движутся с разными окружными скоростями, вследствие чего поверхность неравномерно изнашивается. Для полного размыкания зазоров между трущимися поверхностями должен быть не менее 0,75 мм при асбестовой прокладке и 0,2 мм при металлических поверхностях.

Замыкающееся усилие, действующее вдоль вала, определяется из формулы (6.8):

. (6.13)

Чем меньше уклон конуса β/2, тем меньше осевое замыкающее усилие; во избежание заклинивания тормоза угол β/2, должен быть не менее 15°.

Дисковой тормоз представляет собой систему фрикционных дисков, из которых один вращающийся 5 (рисунок 6.2), а другие неподвижные или стопорящиеся 6 при вращении в одну из сторон. В многодисковых тормозах при одном и том же осевом усилии можно получать большой тормозной момент

, (6.14)

где z = m + n – 1 — число трущихся поверхностей «ведущих» m и застопоренных «ведомых» n дисков; при ; разность диаметров не рекомендуется принимать более 120 мм. (Сравните 6.14 и 6.8).

К дисковым тормозам применим расчет конического.

Определение размеров тормоза и усилия при опускании груза

Оборудование: ручная червячная таль.

Мерительный инструмент: грузы, штангенциркуль, линейка, динамометр.

Последовательность выполнения работы:

1. Изучить конструкцию, работу, и расчет, червячной тали с конусным или дисковым тормозом.

2. Замерить параметры червячной тали и заполнить таблицу 6.1.

3. Принять значения следующих параметров

КПД полиспаста η_n = 0,95.

КПД грузовой звездочки η_г.з. = 0,97.

Приведенный угол трения червячного зацепления при f ` = 0,1–0,12 (сталь-чугун — передача открытая

Таблица 6.1

Замеряемые параметры червячной тали

№	Параметр	Обозначение	Размерность	Значение
1	Число заходов червяка	Z1	-
2	Число зубьев червячного колеса	Z2	-
3	Наружный диаметр червяка	d01	мм
4	Шаг червяка	t	мм
5	Число зубьев грузовой звездочки	Zг.з.	-
6	Шаг грузовой цепи	Тг.ц.	мм
7	Число ячеек тягового колеса	Zт.к.	-
8	Шаг тяговой цепи	tт.ц.	мм
9	Кратность полиспаста	in	-
10	Число трущихся поверхностей	Z	-
11	Наружный диаметр тормозных дисков	Дн	мм
12	Сила тяжести груза	Fгр	Н
13	Усилие на тяговой цепи при подъеме груза	Fp	Н

Коэффициент трения между дисками (сталь-чугун или сталь; сталь — асбестовые накладки (f = 0,12–0,15; 0,3–0,35)).

Коэффициент запаса торможения К_Т = 1,2.

4. Рассчитать параметры и заполнить таблицу 6.2.

Таблица 6.2

Расчетные параметры червячной тали

№	Параметр	Обозначение	Уравнение или номер формулы	Размерность	Значение
1	Модуль червячной передачи	M		мм
2	Диаметр делительной окружности червяка	d1		мм
3	Диаметр червячного колеса	d2		мм
4	Угол подъема витка червяка	γ		град
5	Передаточное число червячной передачи	iч.п.
6	КПД червячной передачи: от червяка к колесу	ηч.п.		-
7	Диаметр грузовой звездочки	d		мм
8	Диаметр тягового колеса	Д		мм
9	Общий КПД червячной тали	η0 η0’
10	Средний диаметр тормозных дисков (конуса)	Дс	(6.9)	мм
11	Внутренний диаметр дисков (конуса)	ДВ	(6.10)	мм
12	Статический момент от груза на валу тормоза		(6.3)	Н·мм
13	Усилие на тяговую цепь при опускании груза			Н