|
|
|
Dispozitive de blocare si de franare
Dispozitivele de franare permit mentinerea sarcinii ridicate la o anumita inaltime sau la reglarea vitezei de coborare a acesteia iar dispozitivele de blocare asigura mentinerea sarcinii ridicate, impiedecand rotirea mecanismului in sensul invers deplasarii.
Rolul principal al franelor este de a prelua energia cinetica a elementelor aflate in miscare dupa oprirea motorului de actionare, disipand-o sub forma de caldura prin frecare.
Franele se monteaza pe organe aflate in miscare de rotatie asupra carora aplica un moment de frecare necesar pentru reducerea vitezei de rotatie pana la un nivel dorit sau pentru anularea acesteia
1 Frana cu saboti
Franele cu saboti se monteaza, de regula, dupa modul de actionare, pe arborele mecanismului.
In fig. 1.16 este prezentata schema de principiu a franei cu doi saboti.
Figura 1.16 Schema de principiu a franei cu doi saboti
1 - roata de frana; 2, 3 - sabotii; 4, 5 - parghii pentru sabot; 6,1 - articulatii fixe; 8 - piesa triunghiulara: 9-tirant; 10 - tija; 11 - parghie orizontala; 12 - contragreutate; 13 -electromagnet; 14. 15 - suruburi de reglare.
Roata de frana 1 este montata pe arborele mecanismului si este realizata din otel, prin turnare sau prin forjare.
Sabotii 2, 3 se executa din fonta si sunt prevazuti pe suprafata de lucru cu o captuseala de ferodou pentru a mari coeficientul de frecare cu roata 1. Captuseala de ferodou se fixeaza pe sabot prin nituri sau suruburi cu cap inecat realizate din cupru sau aluminiu.
Sabotii sunt fixati
pe parghiile port sabot 4 si 5. Acestea sunt fixate la un capat in
articulatiile fixe 6 si 7 iar la celalalt capat sunt
articulate la piesa triunghiulara 8. parghia 4 fiind articulata la
aceasta prin intermediul uraniului 9.
Tija verticala 10 este articulata la cele doua capete la tija orizontala 11 si la piesa triunghiulara 8.
Asupra tijei orizontale 11 actioneaza forta electromagnetica produsa de
electromagnetul 13 si forta de greutate a contragreutatii 12.
Cand instalatia de ridicat lucreaza, aceasta este cuplata la tensiune si electromagnetul genereaza o forta electromagnetica Fe care echilibreaza efectul greutatii G a contragreutatii. in acest timp, tija verticala nu este solicitata astfel ca forta de apasare pe saboti este nula, neproducandu-se franarea. Daca instalatia este oprita, decuplata de la sursa de tensiune, electromagnetul nu functioneaza si forta electromagnetica este nula, Fe= 0. in acest caz, greutatea G a contragreutatii tensioneaza tija verticala 10 si, prin lantul de tije articulate, se realizeaza apasarea sabotilor pe roata de frana 1, producandu-se franarea arborelui.
Pentru proiectarea franelor cu saboti este necesara determinarea fortei electromagnetice Fe si a greutatii G. Schema de calcul pentru aceste marimi este prezentata in fig. 1.17.
Daca Ft 0 (instalatia este deconectata de la tensiune), sub actiunea greutatii G elementele mobile ale franei se rotesc in sensurile indicate pe figura.
Sabotii actioneaza asupra rotii de frana cu forta
normala N,
intre saboti si
roata dezvoltandu-se forta de frecare
Din ecuatia de momente
in raport cu articulatia A, scrisa
pentru tija portsabot AD,
rezulta:
sau:
in care T1 este tensiunea din tija DE.
Din ecuatia de momente, scrisa in punctul O, pentru piesa triunghiulara, rezulta:
sau:
in care T1 este tensiunea din tija DE
Din ecuatia de momente pentru tija orizontala BA, scrisa in raport cu articulatia B, rezulta:
sau:
Cuplul de franare la arborele pe care este montata roata de franare este montata roata de franare este:
in care:
- coeficientul de
frecare intre sabot si roata de frana ;
D diametrul rotii de frana.
Inlocuind se obtine expresia pentru calculul greutatii G
Dar 
( instalatia este in functionare), forta 
echilibreaza
greutatea G si tensiunea 
. Din ecuatia de momente pentru tija BH, scrisa in raport cu articulatia B, rezulta:
din care rezulta valoarea fortei electromagnetului,
2 Frana cu banda
Frana cu banda se foloseste, in general, pentru controlul vitezei la coborarea sarcinii.
In fig. 1.18 este prezentata schema de principiu a franei cu banda.
Roata de franare este montata pe arborele mecanismului. Banda este realizata din otel captusita cu ferodou, lemn, piele, fibra, s.a..
Functionarea franei se realizeaza in acelasi mod ca la frana cu saboti.
Figura 1.18 Schema de principiu a franei cu banda
Intre tensiunea (T) din ramura infasurata a benzii si tensiunea (t) din ramura desfasurata a benzii, se poate scrie relatia cunoscuta:
in care:
- unghiul de infasurare a benzii pe roata;
- coeficientul de frecare dintre banda si
roata.
momentul de franare necesar la axul arborelui este:
Rezulta:
Daca Fe=0, se poate scrie:
sau:
Daca (caz in care t =0):
sau:
3 Frana axiala cu discuri
La franarea axiala cu discuri, forta de franare este generata prin frecarea dintre doua suprafete plane sau doua suprafete tronconice.
Schema de principiu a franei cu discuri plane este prezentata in fig. 1.19
Figura 1.19 Schema de principiu a franei axiale cu discuri
Frana cu discuri este inglobata in constructia motoarelor electrice care actioneaza instalatiile de ridicat.
Discul mobil 3 este montat, prin intermediul unei pene, pe axul 5 al motorului electric. Pe acest disc sunt prevazute elementele de frictiune 4, realizate prin sinterizare. Discurile fixe 2 si 8 sunt montate pe carcasa motorului (1), discul 8 avand si posibilitatea de deplasare axiala.
In carcasa motorului sunt montate, de asemenea, arcurile de compresiune 6 si electromagnetii 7.
La functionarea instalatiei de ridicat, deci a motorului, electromagnetii 7 sunt pusi sub tensiune, forta electromagnetica generata echilibrand forta arcurilor elicoidale 6, astfel ca forta de franare este nula.
La oprirea motorului, forta electromagnetica este nula si arcurile elicoidale actioneaza asupra discului mobil 8 care, deplasandu-se axial, preseaza asupra elementelor de frictiune 4 montate in discul mobil 3.
1.5.4 Dispozitive de blocare (opritoare)
Dispozitivele de blocare sunt folosite Ia mecanismele de ridicat, pentru a asigura mentinerea sarcinii ridicate, impiedicand rotirea mecanismului in sensul coborarii. Opritorul cu clichet (fig. 1.20 ) se compune dintr-o roata speciala 1, cu dantura pentru clichet, fixata prin pana pe arborele 4 al mecanismului si un clichet 2, fixat pe carcasa mecanismului printr-un bolt 3. Cand roata se roteste in sensul ridicarii sarcinii, clichetul aluneca liber peste dantura rotii si, in cazul tendintei de rotire in sensul coborarii sarcinii, impiedica rotirea.
Datorita faptului ca blocarea rotii se face brusc, in mecanism se dezvolta sarcini dinamice mari. Pentru a elimina acest fenomen, se pot folosi opritoare cu frictiune (fig. 1.20
Roata 1 este montata pe arborele 2 al mecanismului iar excentricul 3 montat pe carcasa mecanismului. La ridicarea sarcinii, excentricul aluneca liber peste roata dar, la tendinta de coborare a sarcinii, intre roata si excentric se dezvolta forta de frecare necesara pentru impiedicarea coborarii sarcinii.
Figura 1.20 Sisteme de blocare cu opritoare cu frictiune
