(5.40)

де В – ширина колодки,мм;

- кут охвату шіва колодкою, =60…1200.

Умова довговічності роботи гальма має вид , де рadm - величина допустимого тиску на колодки. Для стопорних гальм - рadm=0,6МПа, для спускних – рadm =0,3…0,4МПа.

Мінімально допустиме значення діаметра гальмівного шківа рівне

(5.41)

де f - коефіцієнт тертя, f=0,35.

При проектному розрахунку значення питомого тиску приймають р=0,2…0,4МПа.

Умова вибору діаметра шківа має вид де DШ – діаметр гальмівного шківа вибраного типу гальма, DШ=100…800мм.

Важільну систему перевіряють на жорсткість. Переміщення важільної системи від деформації важелів і тяг не повинні перевищувати 0,1 від номінального ходу електромагніта.

5.4 СТРІЧКОВІ ГАЛЬМА

Стрічкові гальма застосовують в механізмах для створення великого гальмівного моменту при обмежених габаритах гальма. Гальмівний момент створюється силами тертя, які виникають в зоні контакту між сталевою стрічкою, на якій закріплені фрикційні накладки, і шківом.

Залежно від способу кріплення кінців стрічки стрічкові гальма поділяють на три типи: прості, рис.5.10,а, диференційні, рис.5.10,б, і сумарні, рис.5.10,в. Замикання цих гальм здійснюється вантажем GВН, який розміщений на кінці гальмівного важеля. Гальма керуються електромагнітом, пневмо- або гідроприводом та ножними педалями.

Просте стрічкове гальмо одностороннньої дії, рис.5.10,а, застосовується для нереверсивних механізмів. Основні переваги гальма – простота конструкції, недоліки – різне значення гальмівного моменту при зміні напряму обертання (реверс), односторонне навантаження вала гальмівного шківа.

Позначимо натяг набігаючої вітки стрічки через F1, a натяг збігаючої – через F2. Залежність між цими зусиллями визначається формулою Ейлера

(5.42)

де - кут обхвату стрічкою гальмівного шківа;

f – коефіцієнт тертя між шківом і стрічкою.

Величина колового зусилля на шківі

(5.43)

Розв’язавши ці рівняння відносно сил F1 i F2 одержимо

(5.44)

З рівняння (5.44) одержимо

(5.45)

де ТР.Г – розрахункове значення гальмівного моменту, формули (5.20), (5.21).

Рисунок 5.10 Схеми стрічкових гальм

Розрахункове значення ваги замикаючого вантажу GВН, який створює необхідний гальмівний момент, визначаємо з умови рівноваги сил, які прикладені до гальмівного важіля

(5.46)

де GB, GЯ – відповідно вага гальмівного важеля і якоря електромагніту.

З врахуванням к.к.д. гальма розрахункове значення ваги замикаючого вантажу визначається за формулою

(5.47)

При зміні напряму обертання сили F1 і F2 поміняються місцями і рівняння (5.46) буде мати вид

(5.48)

В цьому випадку величина GРВН буде визначатись за формулою

(5.49)

З формул (5.47) і (5.49) видно, що зміна напряму обертання приводить до зміни розрахункового значення ваги замикаючого вантажу GВН, що і є основним недоліком простого гальма.

В диференційному гальмі, яке також э гальмом односторонньої дії, рис.5.10,б, два кінці стрічки закріплені на гальмівному важелі по різні сторони від осі його обертання, т.О. Це гальмо односторонньої дії, принцип дії якого базується на різниці натягів віток стрічки.

Розрахункове значення ваги замикаючого вантажу GВН, який створює необхідний гальмівний момент, визначаємо з умови рівноваги сил, які прикладені до гальмівного важеля

(5.50)

(5.51)

При зміні напряму обертання

(5.52)

(5.53)

При гальмівний момент МГ=. В цьому випадку відбувається самозатягування стрічки, що приводить до раптової зупинки привода. Для ліквідації цього недоліку співвідношення між розмірами повинні відповідати умові

(5.54)

Сумарне гальмо, рис.5.10,в, – це гальмо двосторонньої дії, в якому два кінці стрічки закріплені на гальмівному важелі по одну сторону від осі його обертання, точка О. Це гальмо створює менший гальмівний момент в порівнянні з іншими типами стрічкових гальм, але величина цього моменту не залежить від напряму обертання шківа, і тому це гальмо застосовують для реверсивних механізмів.

Розрахункове значення ваги замикаючого вантажу GВН, який створює необхідний гальмівний момент, визначаємо з умови рівноваги сил, які прикладені до гальмівного важіля

(5.55)

(5.56)

Ширину стрічки вибирають з умови допустимого тиску в парі стрічка – шків

(5.57)

де рadm – допустимий тиск: для стопорних гальм - рadm=0,6...0,8МПа, для спускних 0,3...0,4МПа. Перша цифра - для азбестової стрічки, друга – для вальцованої.

Як видно з рис.5.10,а, тиск між стрічкою і шківом розподіляється по дузі обхвату нерівномірно, від рмах до рмін, що приводить до нерівномірного спрацювання фрикційних накладок стрічки.

Стрічкові гальма мають суттєві недоліки, які обмежують їх застосування: значні згинаючі навантаження на гальмівний вал, нерівномірне спрацювання стрічки, менша надійність в експлуатації внаслідок можливого обриву стрічки.

З метою збільшення гальмівного моменту стрічкових гальм, практично без зміни їх габаритів, застосовують стрічково-колодкові гальма. В цих гальмах до внутрішньої сторони стрічки кріплять гальмівні колодки з фрикційного матеріалу: пресоване азбестове волокно з металічною сіткою і т.д. Коефіцієнт тертя фрикційного матеріалу колодок повинен бути в межах 0,4…0,7. Одною із типових конструкцій стрічкових гальм є стрічково-колодкові гальма бурових лебідок, рис.5.11.

Рисунок 5.11 Конструкція стрічково-колодкового гальма бурової лебідки

Дві гальмівні стрічки 7, до яких прикріплені гальмівні колодки 2, охоплюють гальмівні шківи барабана лебідки. Одним кінцем стрічки кріпляться до балансира 9, установленому на стійці 10 рами лебідки, іншим до гальмівного вала 3.

Для збільшення зусилля гальмування, який створює бурильник, до гальмівного вала підєднаний пневмоциліндр 4. Поршень циліндра переміщаючись через шток 5, повертає колінчастий вал гальма, притискаючи стрічки до шківів. Для зупинки барабана або зменшення частоти його обертання бурильник повертає гальмівний важіль 1 в напрямі підлоги бурової. При цьому вітки стрічок, прикріплених до гальмівного вала 6 натягуються створюючи відповідний гальмівний момент.

5.5 Гальма з осьовим замиканням

В гальм з осьовим замиканням зусилля, яке створює необхідний гальмівний момент, направлене вздовж осі вала гальма. До гальм цього типу відносять дискові, конусні і вантажоупорні, рис.5.12.

В багатодискових гальмах, рис.5.12,а, гальмівний момент створюється при притисканні нерухомих дисків 6, до дисків 5, які установлені на гальмівному шліцевому валі. Замикання гальма здійснюється пружиною 1 з регулювальним