Hamulce cięgnowe

Hamulce cięgnowe – charakteryzują się większą skutecznością hamowania stosujemy, gdy występują duże Mo. Prosta konstrukcja, zwarta budowa.

Wada: zginanie wału pod wpływem naciągu cięgna.

Cięgna – cienka taśma stalowa wyłożona materiałem ciernym. Gdy niewielkie MH – nie ma okładziny.

Obliczanie tych hamulców polega na określeniu MT, niezbędnego do zahamowania bębna, obliczeniu wartości sił w cięgnie oraz obliczeniu siły F jaką należy przyłożyć do końca dźwigni.

 

Wartość MT ustalamy z założenia:

MT = (1,75 ÷ 2,5)M

Gdy będziemy mieli ustaloną średnicę bębna D ( z warunków konstrukcyjnych), możemy określić siłę tarcia T potrzebną do zahamowania bębna.

Rys.4.9 Hamulce cięgnowe: a) zwykły, b) różnicowy, c) sumowy

 

Hamulec zwykły – (rys 4.9a) cięgno współpracujące z bębnem na części jego obwodu (odpowiada to kątowi α).

W cięgnie wyróżniamy:

  • część czynną – nabiegającą na bęben – działa w niej siła F1;
  • część bierną – działa w niej siła F2.

siła F1 > F2

ponieważ część czynna cięgna obciążona jest dodatkowo siłą tarcia wywołaną momentem obrotowym T

Z warunku równowagi:

T = F1 – F2 [I]

Stosunek sił F1 i F2 określa zależność (wzór Eulera). Określa on stosunek napięć w cięgnach:

F1 = F2  m gdzie     [II]

Przyjmujemy α = 180° ÷ 270° (od π do 1,5π  rad)

gdzie:

α – kąt opasania.

Na podstawie wzorów [I] i [II] wprowadzamy zależność między T a F1 i F2.

 

oraz T = F2 ( m – 1) [III]

Wartość siły F potrzebnej do zahamowania wyznaczamy z warunku równowagi sił działających na dźwignię. Wyznaczać je będziemy względem punktu 0, przyjmując kierunek ruchu obrotowego jak na rysunku (rys. 4.9 a, b, c)

 

W hamulcu zwykłym ( rys. 4.9 a) część czynna cięgna zamocowana w punkcie obrotu dźwigni – na dźwignię działają siły: F2 oraz F

Warunek równowagi przyjmie postać:

 

F l – F2 a = 0 [IV]

 

Zalecane przełożenie dźwigni l/a = 3 ÷ 6

 

Gdy zmienimy kierunek ruchu obrotowego, wówczas część czynna będzie pełnić funkcje części biernej i odwrotnie.

Hamulec różnicowy – (rys.4.9b) 

Warunek równowagi dla hamulca różnicowego:

F l + F1 a1 – F2 a2 = 0

stąd:

Po zmianie kierunku ruchu obrotowego:

Hamulec sumowy – (rys.4.9c)

Warunek równowagi dla hamulca sumowego (a1 = a2 = a)

F l – F1 a – F2 a = 0

stąd:

 

Po zmianie kierunku ruchu obrotowego bębna (w stosunku do podanego na rysunku c) wówczas częścią czynną cięgna będzie dotychczasowa część bierna i odwrotnie. 

 

Na podstawie przeprowadzonej analizy hamulców: 

  1. Hamulec zwykły i różnicowy zastosujemy tam, gdzie jest stały kierunek ruchu obrotowego bębna i wału.
  2. W hamulcu różnicowym odpowiednio dobierając długości dźwigni a1 i a2 – regulujemy F (przy niewłaściwej długości tych dźwigni F = 0 lub F< 0 (samo zakleszczanie).

Aby uniknąć samo zakleszczenia spełniamy warunek:

 

  1. Hamulec sumowy (a1 = a2 = a) – siła obciążająca F jest jednakowa dla obydwu kierunków obrotu ale dość duża jej wartość przekreśla zastosowanie tego hamulca.
  2. Przy ruchu dwukierunkowym – hamulec dwuklockowy. 

Hamulce dzielimy na: 

  • zaciskowe;
  • luzowe.

Rys.4.10 Konstrukcja hamulca taśmowego zwykłego: 1 – taśma, 2 – zwalniak, 3 – obciążnik, 4 – dźwignia

Rys. 4.11 Hamulec zwrotny: 1 – śruba, 2 – wał, 3 – bęben, 4 – zapadki, 5 – sworzeń zapadki, 6 – koło zapadkowe, 7 – wieniec koła hamulcowego, 8 – dźwignia hamulca, 9 – taśma hamulca

Dane liczbowe pozyskane są na podstawie danych rynkowych z różnych lat - określają one wartości orientacyjne służące jedynie w cellu nauki,
aby zastosować prawidłowe, zapewnione wielkości, należy używać  aktualnych norm wydanych przez odpowiednią organizację lub instytucję

Może cię interesować także

Hamulce szczękowe wewnętrzne

Hamulce szczękowe wewnętrzne Hamulce zaciskowe to rodzaj hamulców, w których szczęki są umieszczone wewnątrz hamulca. Dzięki sprężynom szczęki są odsunięte od bębna. Siły włączające działające na swobodne części szczęk powodują ich dociśnięcie do bębna. W przypadku...

Hamulce tarczowe

Hamulce tarczowe Hamulce tarczowe stosowane w samochodach (rys. 4.12) składają się z płytek hamulcowych w postaci nakładek, pokrytych okładzinami ciernymi, które zajmują część obwodu tarczy hamulcowej wykonanej z żeliwa lub stali. Do zaciskania płytek hamulcowych...

Hamulce klockowe

Hamulce klockowe   Hamulce klockowe – dzielimy je na jedno- lub dwuklockowe. Moment tarcia na bębnie hamulcowym ma zwrot przeciwny do zwrotu momentu obrotowego. W celu zahamowania bębna MT musi pokonać moment obrotowy i bezwładności hamowanego układu. MT = (1,75...

Klasyfikacja i charakterystyka hamulców

Klasyfikacja i charakterystyka hamulców. Hamulce – to urządzenia służące do zatrzymywania, zwolnienia lub regulacji ruchu maszyn. Najczęściej spotykamy hamulce cierne. Hamulce te działają na podobnej zasadzie jak sprzęgła cierne, lecz ich działanie jest odwrotne,...

Gwinty: Kompleksowy Przewodnik – Od Opisu po Tolerancje

Wprowadzenie do gwintów. Znaczenie gwintów w inżynierii. Wytrzymałość i bezpieczeństwo zapewniane...

Przykład obliczeniowy wytrzymałości konstrukcji jednolitej

  Obliczenia konstrukcji jednolitychTreść : Wspornik traktowany jako metalowy blok...

Moment dokręcania śrub i inne obliczenia połączeń śrubowych

Wymagany moment dokręcania śrub   Tarcie w złączu śrubowym Prawa Tarcia Coulomba:  ...

Podstawy wytrzymałości materiałów

Czym jest Wytrzymałość materiałówWytrzymałość materiałów -  to dziedzina nauki zajmująca się...

Obliczanie połączenia kołnierzowego z uszczelką gumową przy użyciu metody ASME

Obliczanie połączenia z uszczelką gumową kołnierza przy użyciu metody ASME - moment dokręcenia...

Rodzaje śrub, nakrętek i podkładek

Rodzaje śrub   Rodzaje połączeń śrubowych   Dodatkowe rodzaje śrub   Śruba Rzymska...

Technologia Śrub: Wszystko o projektowaniu połaczeń śrobowych

Czym jest śruba?  Główne cechy śruby. Wymiarowanie śruby – opis budowy śruby w rysunku...

Spiętrzenie naprężeń

Spiętrzenie naprężeń – to lokalna koncentracja naprężeń materiału na przykład wokół otworu i...

Przykład obliczeniowy wytrzymałości – Spoina Skręcana

  Obliczenia Spoiny Skręcanej i ZginanejTreść : Wspornik traktowany jako metalowa konstrukcja...

Wytrzymałość na rozciąganie, skręcanie, ścianie oraz zginanie

Wytrzymałość materiałów jest kluczowym aspektem w dziedzinie inżynierii, mającym zasadnicze...