Titel: Untersuchungen an Lamellensenksperrbremsen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1911, Band 326 (S. 327–329)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj326/ar326097

Untersuchungen an Lamellensenksperrbremsen.

Von Dipl.-Ing. A. Bergmann.

(Schluß von S. 317 d. Bd.)

18. Berechnung einer Senksperrbremse (für den 25 t-Laufkran von F. Krupp).

a) Anordnung der Bremse auf der Welle des I. Vorgeleges.

L = 25000 kg – Maximallast,

η = 0,72 – Wirkungsgrad des Getriebes zwischen Last und Bremswelle,

1 : n = 1: 61,4 – Uebersetzung zwischen Last und Bremswelle,

x = 37,5 cm – Lasttrommelhalbmesser,

höchste Umdrehungszahl der Bremswelle – 170 Umdr. i. d. Min.,

Dicke der Bremswelle – 7 cm.

Größe und Anzahl der Sperrscheiben (Gleichg. 17 b).

Aeußerer der Bremsflächen angenommen zu 25 cm,

innerer „ „ „ „ „ 15 „ ,

cm – Hebelarm der Reibung an den Bremsflächen,

Oberfläche einer Bremsfläche qcm, Material und Schmierung der Bremsflächen: Stahl auf Bronze in Oelbad,

μ = 0,1 – Reibungskoeffizient der Bremsflächen,

m/Sek. – Gleitgeschwindigkeit am äußeren Rand der Bremsflächen,

f = 7 kg/qcm – Flächendruck der Bremsflächen beim Lastsenken,

f • c = 7 • 2,22 = 15,54 kg/qcm-m/Sek. (zulässig bis 30 kg/qcm-m/Sek.),

Pm = 314,2 • 7 = 2190 kg – zulässiger mittlerer Bremsdruck beim Lastsenken,

y = Anzahl der Sperrscheiben nach Gleichung 17 b

.

r tg (α + φ) = 0 (in erster Annäherung).

Sperrscheiben

Gewindesteigungswinkel a (Gleichung 20 u. 5a).

Kerndurchmesser des Gewindes = Dicke der Bremswelle = 7,0 cm,

r = 3,875 cm – mittlerer Halbmesser des Gewindes,

tg φ = 0,13 – Reibungskoeffizient des Gewindes (hoch);

φ = 7° 20',

ρ1 = ρ = 10 cm; μ = 0,1.

Gleichung 20 ergibt

r tg(α + φ) ≤ μ ρ1,

α + φ = 14° 25'; α = 14° 25' – 7° 20' ∞ 7°.

(Doppelgängiges Gewinde. Steigung 1 Gang auf je 3 cm.) Gleichung 5a ist ebenfalls erfüllt

r tg (α + φ) ≤ μ. ρ (2 y – 1) – η2 [r tg (α + φ) + μ ρ1],

3,875 • tg(– 20') < 0,1 • 10 (2 • 3 – 1) – 0,722 [3,875 0,257 + 0,1 • 10], – 0,0227 < 3,96.

Der mittlere Bremsdruck Pm beim Lastsenken wird nach Gleichung 17b unter Berücksichtigung der genauen Werte für tg φ = 0,1; y = 3; r tg (α + φ) = 3,875 • 0,23 = 0,89.

Feder auf der Bremswelle.

Die Feder muß das Doppelte des Bremsdruckes beim Lastsenken aufnehmen können, also 2 Pm = 2 • 1870 ∾ 3800 kg.

Der Gesamtfederhub betrage 2 cm, demnach wird die Federkraft für 1 cm Federhub p = 1900 kg/cm, (1 cm Federhub entspricht einem Lastwege von 1,27 cm.)

Maximaler Bremsdruck.

1. Bremsdruck beim Anheben (Gleichung 1).

Hubgeschwindigkeit bei Vollast – 3 m/Min. = 5 cm/Sek., Anlaufzeit – 3 Sek.,

x = 37,5 cm – Lasttrommelhalbmesser,

1 : n = 1: 61,4 – Uebersetzung zwischen Last und Bremswelle,

η = 0,72 – Wirkungsgrad des Getriebes zwischen Last und Bremswelle,

cm/Sek.2 – Anlaufbeschleunigung der Last,

– Anlaufbeschleunigung der Bremswelle,

J = 89,0 kg-Sek.2 cm – Trägheitsmoment des Getriebes auf die Bremswelle bezogen (beim Lastheben),

L = 25000 kg; g = 981 cm/Sek.2; r = 3,875 cm; μ = 0,1; ρ1 = 10 cm; tg φ = 0,105 (normaler Wert); φ = 6°; tg (α + φ) = 0,23.

Bremsdruck beim Anheben nach Gleichung 1.

2. Bremsdruck, hervorgerufen durch das Festhalten der Last beim Senken (Gleichung 19).

cm/Sek. – höchste Lastsenkgeschwindigkeit entsprechend 170 Umdr. der Bremswelle i. d. Min.,

J = 72,8 kg-Sek.2 cm – Trägheitsmoment des Getriebes auf die Bremswelle bezogen,

p = 1900 kg/cm; tg a = 0,123; b1 = r tg (α + φ) + 5 • μ ρ = 3,875 . 0,23 + 5 • 0,1 • 10 = 5,89 cm.

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Bremsdruck P nach Gleichung 19

Gewindelänge.

Höchster Bremsdruck P = 11200 kg,

Flächendruck (Stahl auf Bronze bei guter Schmierung) = 80 kg/qcm,

Gewindedurchmesser, außen = 8,5 cm,

„ innen = 7,0 cm,

Fläche eines Gewindeganges = 18,26 qcm,

Anzahl der Gewindegange Gänge. (Das Gewinde wird doppelgängig, Steigung 1 Gang auf je 3 cm.)

Gewindelänge cm (Gewindequerschnitt quadratisch.)

b) Anordnung der Bremse auf der Molorwelle.

L = 25000 kg – Maximallast,

η = 0,65 – Wirkungsgrad des Getriebes zwischen Last und Bremswelle,

1 : n = 1 : 307 – Uebersetzung zwischen Last und Bremswelle,

x = 37,5 cm – Lasttrommelhalbmesser,

höchste Umdrehungszahl der Bremswelle – 850 Umdr. i. d. Min.,

Dicke der Bremswelle – 6,5 cm.

Größe und Anzahl der Sperrscheiben (Gleichung 17b).

Aeußerer der Bremsflächen angenommen zu 25 cm,

innerer „ „ „ „ „ 15 “ ,

cm – Hebelarm der Reibung an den Bremsflächen,

Oberfläche einer Bremsfläche qcm, Material und Schmierung der Bremsflächen: Stahl auf Bronze in Oelbad,

μ = 0,1 – Reibungskoeffizient der Bremsflächen,

m/Sek. – Gleitgeschwindigkeiten am äußeren Rand der Bremsflächen.

Das Produkt aus Flächendruck f und Gleitgeschwindigkeit c soll zwecks unmittelbaren Vergleichs mit der auf der Welle des I. Vorgeleges sitzenden Bremse wieder fc = 15,54 kg/qcm-m/Sek. angenommen werden. Der Flächendruck wird dann

kg/qcm,

Pm = 314,2 • 1,4 = 440 kg – zulässiger mittlerer Bremsdruck beim Lastsenken,

y = Anzahl der Sperrscheiben nach Gleichung 17b

r tg (α + φ) = 0 (in erster Annäherung).

Scheiben.

Gewindesteigungswinkel a (Gleichung 20 u. 5a).

Kerndurchmesser des Gewindes = Dicke der Bremswelle = 6,5 cm,

r = 3,6 cm – mittlerer Halbmesser des Gewindes,

tg φ = 0,13 – Reibungskoeffizient des Gewindes (hoch);

φ = 7° 20',

ρ1 = ρ = 10 cm; μ = 0,1.

Gleichung 20 ergibt

r tg (α + φ) ≤ μ ρ1,

α + φ = 15° 30'; α = 15° 30' – 7° 20' ∾ 8°.

(Doppelgängiges Gewinde, Steigung 1 Gang auf je 3,2 cm) Gleichung 5a ist ebenfalls erfüllt

r tg (α × φ) ≤ μ ρ (2 y – 1) – η2 [r tg (α + φ) + μ ρ1],

3,6 • tg 40' < 0,1 • 10(2 • 3 – 1) – 0,652(3,6 • 0,278 + 0,1 • 10),

0,04 < 4,155.

Der mittlere Bremsdruck Pm beim Lastsenken wird nach Gleichung 17 b unter Berücksichtigung der genauen Werte für tg φ = 0,1; y = 3; r tg (α + φ) = 3,6 • 0,25 = 0,9

Feder auf der Bremswelle.

Die Feder muß das Doppelte des Bremsdruckes beim Lastsenken aufnehmen können, also 2 Pm = 2 • 340 ∾ 700 kg.

Der Gesamtfederhub betrage 2,5 cm, demnach wird die Federkraft für 1 cm Federhub p = 280 kg/cm. (1 cm Federhub entspricht einem Lastwege von 0,127 cm.)

Maximaler Bremsdruck.

1. Bremsdruck beim Anheben (Gleichung 1).

Hubgeschwindigkeit bei Vollast – 3 m/Min. = 5 cm/Sek., Anlaufzeit – 3 Sek.,

x = 37,5 cm – Lasttrommelhalbmesser,

1 : n = 1: 307 – Uebersetzung zwischen Last und Bremswelle,

η = 0,65 – Wirkungsgrad des Getriebes zwischen Last und Bremswelle,

cm/Sek. – Anlaufbeschleunigung der Last,

– Anflaufbeschleunigung der Bremswelle,

J = 36,0 kg-Sek.2 cm – Trägheitsmoment des Getriebes auf die Bremswelle bezogen (beim Lastheben),

L = 25000 kg; g= 981 cm/Sek.2; r = 3,6 cm; μ = 0,1; ρ1 = 10 cm; tg φ = 0,105 (normaler Wert); φ = 6°; tg (α + φ) = 0,25.

Bremsdruck beim Anheben nach Gleichung 1

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2. Bremsdruck, hervorgerufen durch das Festhalten der Last beim Senken. (Gleichung 19.)

cm/Sek. – höchste Lastsenkgeschwindigkeit entsprechend 850 Umdr. der Bremswelle i. d. Min.,

J = 31,3 kg-Sek.2 cm – Trägheitsmoment des Getriebes auf die Bremswelle bezogen,

p = 280 kg/cm; tg a = 0,14; b1 = r tg (α + φ) + 5 • μ ρ = 3,6 • 0,25 + 5 • 0,1 • 10 = 5,9 cm.

Bremsdruck P nach Gleichung 19

Gewindelänge.

Höchster Bremsdruck P = 2760 kg,

Flächendruck (Stahl auf Bronze bei guter Schmierung) = 80 kg/qcm,

Gewindedurchmesser außen 7,9 cm,

„ innen 6,5 cm,

Fläche eines Gewindeganges = 15,8 qcm,

Anzahl der Gewindegänge Gänge.

Gewindelänge (aus konstruktiven Rücksichten) mindestens = 10 cm. (Gewinde doppelgängig, Steigung 1 Gang auf je 3,2 cm, Gewindequerschnitt rechteckig.)

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