Tính toán lực cản phanh giảm tốc cho hệ thống thang thoát hiểm, mô phỏng và thực nghiệm kiểm chứng

108
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
TÍNH TOÁN LỰC CẢN PHANH GIẢM TỐC
CHO HỆ THỐNG THANG THOÁT HIỂM,
MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG
Nguy4n Ng6c H0i, Nguy4n Hoàng Trung Kiên
Viện Khoa học An toàn Vệ sinh lao động Thành phố Hồ Chí Minh
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hệ thống thang thoát hiểm cho nhà phốlà cơ cấu gồm bốn module lắp ghépvới nhau tạo thành một thang liền
mạch. Khi chưa kích hoạt các thang được định
vị như trên Hình 1.
Khi hệ thống thang thoát hiểm được kích hoạt
các module sẽ lắp ghép tuần tự vào nhau theo
thứ tự từ module (d) đến (a). Hệ thống hoạt động
bằng cơ và các cơ cấu di chuyển nhờ trọng lực.
Vấn đề đặt ra là khi các module di chuyển với gia
tốc rơi tự do (9,8m/s2), vận tốc di chuyển của
module lớn. Điều này sẽ gây nguy hiểm và đồng
thời làm cơ cấu va chạm mạnh dẫn đến hư hại
các bộ phận lắp ghép module. Vì vậy cần có một
cơ cấu để hạn chế gia tốc chuyển động của
module khi lắp ghép. Để giảm gia tốc rơi tự do
của module cần tạo lực cản có chiều ngược với
chiều chuyển động. Tạo lực cản có thể dùng đến
đối trọng, phanh ma sát, phanh từ Trong hệ
thống thang thoát hiểm không gian thiết kế rất
hạn chế, để tạo lực cản cho module cần cơ cấu
nhỏ gọn, dễ chế tạo và hoạt động bằng cơ.
Phanh là bộ phận không thể thiếu trong nhiều
hệ thống cơ khí. Thường thấy nhất là hệ thống
phanh xe máy, phanh an toàn thang máy, cầu
trục Trong thiết bị, phanh sẽ đóng vai trò hạn
Tóm tắt
Bài báo trình bày việc tính toán lực cản của cơ cấu phanh trong hệ thống thang thoát hiểm.
Hệ thống thang thoát hiểm có bốn module, một module cố định, ba module di động và tự động
lắp ghép vào nhau khi kích hoạt. Bài báo tính toán các thành phần lực của phanh để tạo ra lực
cản cần thiết sao cho thang chuyển động lắp ghép với gia tốc mong muốn. Sau cùng là mô
phỏng và thực nghiệm để kiểm chứng kết quả.
T; khóa: Phanh giảm tốc, phanh an toàn, giảm gia tốc rơi tự do
Hình 1. Hệ thống thang thoát hiểm module
109
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
chế tốc độ hay dừng hẳn để đảm bảo an toàn.
Mỗi loại phanh đều có những ưu, nhược điểm,
đối với ứng dụng cụ thể mà chọn phanh phù
hợp. Nhóm tác giả sẽ phân tích ưu, nhược điểm
một số loại phanh thông dụng và đề xuất
phương án phanh phù hợp với hệ thống thang
thoát hiểm.
1.1. Phanh nêm (cơ) cho thang máy
Cabin thang máy di chuyển với vận tốc an
toàn phanh sẽ không hoạt động. Khi cabin di
chuyển với vận tốc lớn hơn vận tốc an toàn, lúc
này phanh nêm hoạt động nhờ lực từ cơ cấu an
toàn Governor. Hai má phanh (3) di chuyển trong
khung sườn phanh nêm (2) và ma sát với ray (1)
để tạo ra lực cản, hướng di chuyển của má
phanh theo hướng mũi tên trên Hình 2 và cabin
thang di chuyển chậm lại đến khi vận tốc bằng
không. Phanh nêm có ưu điểm hoạt động rất ổn
định, độ an toàn cao, dễ chế tạo, hoạt động
không cần điện và giá thành rẻ. Đến nay hầu hết
các loại thang máy đều vẫn còn được trang bị,
nhưng có một số hệ thống thang máy sẽ dùng
điện để kích hoạt thay vì dùng cơ.
1.2. Phanh má ngoài
Phanh má ngoài có kết cấu đơn giản. Tùy
theo những ứng dụng khác nhau sẽ có nguyên
tắc hoạt động như thường đóng hay thường mở.
Dẫn động cho phanh có thể bằng cơ, điện, thủy
lực hoặc khí nén.
Phanh má ngoài có cấu tạo gồm hai cụm má
phanh (2), chuông phanh (3), các chi tiết cơ khí
truyền động (1) và khung sườn (4). Khi có lực
tác động vào bộ truyền động (1) lúc này hai má
phanh (2) áp vào chuông phanh (3) sinh ma sát,
tạo thành moment cản, có chiều ngược với
chiều quay. Nhờ moment cản từ phanh, vận tốc
quay của chuông (3) giảm xuống và cơ cấu
chuyển động chậm lại. Hiệu suất của phanh cao
hay thấp phụ thuộc vào moment cản tạo ra từ
má phanh. Moment cản phụ thuộc vào lực ép,
hệ số ma sát giữa bố phanh và chuông phanh.
Phanh này thường có kích thước khá lớn nên để
thu gọn người ta thường chọn vật liệu chuyên
dụng có hệ số ma sát cao, chịu mài mòn tốt và
đặc biệt phải có hệ số ma sát ổn định ở nhiệt độ
cao. Hiện nay cơ cấu phanh má ngoài vẫn được
ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống. Ưu điểm
của phanh má ngoài là không gây uốn trục, độ
bền cao, dễ bảo trì, chi phí thấp. Nhược điểm
của phanh là có kích thước lớn.
1.3. Phanh đai ngoài
Hình 2a. Phanh nêm thực tế
Hình 2b. Sơ đồ nguyên lý của phanh nêm
Hình 3a. Phanh má ngoài
Hình 3b. Sơ đồ nguyên lý phanh má ngoài
Hình 4a. Phanh đai ngoài thực tế
Hình 4b. Sơ đồ nguyên lý phanh đai ngoài
110
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
Phanh đai ngoài ra đời rất sớm và được trang
bị cho xe ô tô nhưng do nhiều khuyết điểm đã
dần đào thải. Hiện nay phanh đai vẫn được ứng
dụng trên xe máy.
Phanh đai ngoài cấu tạo gồm trống phanh
(2), vòng đai ngoài (1) quấn quanh trống phanh
để tạo lực căng và các phần tử truyền động (3).
Nguyên lý hoạt động của phanh đai ngoài tương
tự với phanh má ngoài nhưng khác ở chỗ là
phanh đai ngoài tạo lực phanh bằng vòng đai.
Kết cấu loại phanh này khá đơn giản, gọn và dễ
bố trí. Khuyết điểm phanh đai ngoài là độ tin cậy
thấp. Nguyên nhân do nước, bụi dễ vào vòng đai
và trống phanh làm giảm hệ số ma sát và vòng
đai mau bị mài mòn.
Mỗi cơ cấu phanh đều có ưu, nhược điểm
riêng. Nhóm nghiên cứu kế thừa để thiết kế loại
phanh phù hợp với hệ thống thang thoát hiểm.
Phanh cần có thiết kế nhỏ gọn, kinh tế, dễ chế
tạo, ổn định và hoạt động bằng cơ.
1.4. Đề xuất phanh cho hệ thống thoát hiểm
Trong hệ thống thang thoát hiểm cơ cấu lắp
ghép dạng trượt nên phương án phù hợp là cơ
cấu phanh trượt. Cơ cấu phanh đề xuất cho hệ
thống thang thoát hiểm được mô tả bằng sơ đồ
Hình 5.
Cụm phanh có cấu tạo gồm thanh trượt (1),
má phanh (2), lò xo (3) và khung sườn (4). Bộ
phận truyền động của phanh là lò xo nén. Thanh
trượt là bộ phận để module di chuyển trong quá
trình lắp ghép. Lò xo tạo lực ép cho má phanh,
má phanh di chuyển có chiều như trên Hình 5.
Khi má phanh ép sát vào thanh trượt sẽ tạo lực
cản cho module. Lực nén càng lớn thì ma sát
càng cao và giúp module giảm vận tốc rơi khi lắp
ghép. Hệ số nén lò xo được tính toán phù hợp
với gia tốc của module khi lắp ghép, nhằm đảm
bảo module di chuyển với vận tốc an toàn.
.u đi3m:
- Nguyên lý đơn giản giúp dễ dàng thiết kế,
chế tạo;
- Linh hoạt, dễ bố trí trong không gian nhỏ;
- Chi phí chế tạo thấp;
- Nguyên lý cơ hoạt động ổn định.
Khuy2t đi3m:
Hệ số ma sát không ổn định khi bị tạp chất
bám vào phần trượt, má phanh.
Từ sơ đồ Hình 5 nhóm tác giả tiến hành tính
toán các thông số lý thuyết, thiết kế 3D, mô
phỏng chuyển động lắp ghép module và thực
nghiệm. Vị trí cụm phanh của module mô tả trên
Hình 6.
Trong hệ thống thoát hiểm gồm bốn module
và mỗi module được trang bị một phanh giảm
tốc riêng biệt. Tính toán cho từng phanh sẽ khác
nhau, do hệ thống thang thoát hiểm sẽ lắp ghép
theo kiểu tuần tự từ module (d) vào (c), (c) vào
(b) và cuối cùng (b) vào (a), vị trí các thang mô
tả Hình 1. Quá trình lắp ghép tuần tự sẽ làm tăng
21 3 4
Hình 5. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phanh
của hệ thống thang thoát hiểm
Hình 6. Vị trí phanh trên hệ thống
thang thoát hiểm
111
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
khối lượng cho các cơ cấu lắp ghép phía sau
nên tính toán phanh sẽ thay đổi theo khối lượng.
Về nguyên lý hoạt động của phanh đều dùng
chung cho cả hệ thống thang thoát hiểm. Trong
bài báo chỉ trình bày tính toán, mô phỏng và thực
nghiệm cho lắp ghép đầu tiên (module (d) lắp
ghép module (c)).
Từ những vấn đề nêu trên cần thực hiện việc
tính toán các thông số của phanh sao cho mod-
ule (d) di chuyển đạt gia tốc là 3m/s2 (gia tốc
3m/s2 được chọn trong quá trình thử nghiệm hệ
thống thang thoát hiểm, với gia tốc này module
lắp ghép không gây biến dạng). Gia tốc 3m/s2
dùng làm đầu bài để tiến hành tính toán, mô
phỏng cho hệ thống thang thoát hiểm. Bài báo
sẽ thực hiện tính toán, mô phỏng và thực
nghiệm. Sau cùng sẽ đưa ra so sánh, nhận xét
kết quả. Tiếp theo tác giả sẽ trình bày việc xác
định các thông số mô phỏng, thực nghiệm. Các
thông số gồm có lực ép phanh, gia tốc, vận tốc
và chuyển vị của module (d) khi lắp ghép vào
module (c). Các thông số của hệ thống được mô
tả như Hình 7.
Trên hình mô tả vị trí hai thang khi chưa lắp
ghép. Hành trình di chuyển của module (d)
3,028m. Các thông số, ký hiệu xem bảng phụ lục.
II. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ LÝ THUYẾT, MÔ
PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM
2.1. Lực ép phanh
L<c ép phanh:
Trong đó:
Fms: lực ma sát của phanh;
µ: hệ số ma sát giữa phanh và thanh trượt
(Chọn =0,25);
N: phản lực tạo ra từ phanh.
Theo định luật Newton ta có:
Trong đó:
P: trọng lực module (d) (có độ lớn: P = mg =
Thang 
module (d)
Thang 
module (c)
&өP WUѭӧW,
phanh
Hình 7. Mô hình 2D thang thoát hiểm
N
Motion
21 3 4
Hình 8. Sơ đồ nguyên lý và phân tích
lực cơ cấu phanh
msF NP msFN Po (1) 
msP F ma
o o o (2) 
LӵF ÿӕi trӑng làm giҧm vұn tӕc di chuyӇn
cӫa module (d) khi lҳp ghép. LӵF ÿӕi trӑng là 
msF
o
QKѭ WUrQ Hình 8, P
o
là trӑng lӵc cӫa module 
(d). HӋ sӕ ma sát giӳa phanh và WKDQK WUѭӧt
chӑn là 0,25 (loҥi bӕ dán vào má phanh có hӋ
sӕ ma sát 0,25). KhӕL Oѭӧng cӫa module (d) là 
18,6kg và hành trình di chuyӇn là 3,028m. 
112
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
18,6 x 9,8 = 182,28 (N));
a: gia tốc module (d) khi có phanh (a =
3m/s2);
Từ (2) → Fms = P - ma = (18,6 x 9,8) - (18,6
x 3) = 126,48 (N).
Theo định luật 3 Newton: N = Fnén = 505N
(lực ép lò xo để module (d) di chuyển với gia tốc
3 (m/s2)).
Lực ép lò xo là 505N, trên thực tế lò xo được
chọn chỉ đáp ứng gần giá trị tính toán. Lò xo
được chọn có thông số như sau:
Kích th/9c:
Thông s8 l<c nén:
- Độ cứng lò xo: 52,2N/mm.
- Tải khi nén lò xo với hành trình: 9,89mm;
516N.
Lực nén lò xo thực tế là 516N.
Thông số lò xo được tính toán bằng phần
mềm Acxesspring (Phần mềm cho phép chọn
các thông số đầu vào như đường kính dây,
đường kính ngoài, số vòng và chiều dài lò xo. Kết
quả sau khi phần mềm tính toán sẽ cho ra giá trị
độ cứng, lực nén, chiều dài biến dạng Kết quả
tính toán được thể hiện ở phụ lục 2.
Phanh được lò xo nén ngay từ đầu và lực nén
của lò xo tác động liên tục giúp thang di chuyển
với gia tốc mong muốn là 3m/s2.
2.2. Thông số module (d) di chuyển khi lắp ghép
2.2.1. Tính toán khi module (d) không phanh
Thời gian module (d) di chuyển hết hành trình
khi không phanh:
Trong đó:
S (m): hành trình module (d) di chuyển đến
biên (S = 3,028m);
g (m/s2) : gia tốc rơi tự do (g = 9,8m/s2);
t1 (giây): thời gian module (d) di chuyển hết
hành trình S.
Vận tốc lớn nhất thời điểm (t1):
V1 = g x t1 = 9,8 x 0,786 = 7,7m/s
2.2.2. Tính toán khi module (d) có phanh
Chuyển vị tại thời điểm t1:
Trong đó:
t1 (giây): thời gian module (d) di chuyển hết
hành trình S (khi có phanh);
a (m/s2): gia tốc module (d) khi có phanh (a =
3m/s2);
St1 (m): chuyển vị của module (d) trong thời
gian t1 (t1 = 0,786 giây).
Vận tốc tại thời điểm t1:
V2 = a x t1 = 3 x 0,786 = 2,3m/s
Trong đó:
V2 (m/s): vận tốc module (d) tại thời điểm t1;
a (m/s2): gia tốc module (d) khi có phanh (a =
3m/s2);
t1 (giây): thời gian module (d) di chuyển hết
hành trình S (khi có phanh).
Tӯ (1) o 126,48 505
0,25
msFN P (N) 
Ĉѭӡng kính dây 3mm 
Ĉѭӡng kính ngoài 16mm 
Sӕ vòng 7 vòng 
ChiӅu dài lò xo 40mm 
Ĉӝ cӭng lò xo 52,2N/mm 
Tҧi khi nén lò xo vӟi
hành trình 9,89mm 516N 
2
1 1
1 2.. . 0,786
2
SS g t t
g
 o (giây) 
2
2
1 1
1 3.0,786.a . 0,91
2 2t
S t (m) 
113
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
Thời gian di chuyển hết hành trình:
Trong đó:
S (m): hành trình module (d) di chuyển đến
biên (S = 3,028m);
a (m/s2): gia tốc module (d) khi có phanh (a =
3m/s2);
t2 (giây): thời gian module (d) di chuyển hết
hành trình S (khi có phanh).
Giá trị chuyển vị, vận tốc tại thời điểm t1 được
dùng để so sánh với kết quả mô phỏng từ phần
mềm Solidworks. Từ đó đánh giá sai số giữa mô
phỏng và giá trị tính toán.
2.3. Mô phỏng chuyển động module (d)
Mô phỏng trình bày chuyển động lắp ghép
của module (d) và (c), mô hình 2D Hình 7,
nguyên lý phanh Hình 8. Mô hình 3D dựng bằng
phần mềm Solidworks Hình 9.
Module (d) sau khi kích hoạt, di chuyển theo
thanh trượt của module (c) đến hết hành trình (S
= 3,028m). Hành trình module (d) di chuyển khi
lắp ghép vào module (c) được ghi lại số liệu gia
tốc, vị trí và vận tốc của module (d). Mô phỏng
được thực hiện hai lần, lần đầu khi module (d)
chưa có phanh và lần hai khi có phanh. Trên mô
phỏng đã bỏ qua ma sát các con lăn khớp trượt,
thời gian mô phỏng sẽ lấy mốc thời gian khi
module (d) di chuyển đến hết hành trình với gia
tốc rơi tự do 9,8m/s2.
Kết quả khi module (d) không phanh gia tốc
9,8m/s2, thời gian di chuyển từ khi kích hoạt đến
hết hành trình 3,028m là 0,78 giây, vận tốc lớn
nhất đạt 7,7m/s tại vị trí biên trước khi va chạm
biên dưới module (c).
Như đầu đề cần module (d) di chuyển với gia
tốc 3m/s2. Kết quả mô phỏng lực phanh 505N,
gia tốc của module (d) 3,001m/s2, chuyển vị là
0,93m, vận tốc thời điểm t1 là 2,366m/s.
Nh1n xét:
Module (d) không phanh: Giá trị mô phỏng
không phanh so với giá trị tính toán (mục 2.2.)
có sai số thấp (sai số thời gian 0,06 giây, nhỏ
hơn 1%).
Module (d) có phanh: gia tốc giảm gần với
2
2 2
1 2 2.3,028.a. 1,42
2 3
SS t t
g
 o (giây) 
Hình 9. Mô hình 3D mô phỏng
chuyển động module (d)
0.00 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 0.48 0.55 0.63 0.71 0.78
Time (sec)
-7706
-7206
-6706
-6206
-5706
-5206
-4706
-4206
-3706
-3206
-2706
-2206
-1706
-1206
-706
0
Ve
lo
cit
y2
(m
m
/s
ec
)
1127
1427
1727
2027
2327
2627
2927
3227
3527
3827
4156
C
en
te
ro
fM
as
sP
os
iti
on
4
(m
m
)
-12000
-11600
-11200
-10800
-10400
-10000
-9600
-9200
-8800
-8400
-8000
-7600
-7200
-6800
-6400
-6000
A
cc
ele
ra
tio
n5
(m
m
/s
ec
**
2)
&KX\ӇQYӏ
9ұQ WӕF
*LD WӕF
sҨŶ ƚҺĐ
(mm/s)
'ŝĂ ƚҺĐ
(mm/s2)
sҷ ƚƌş
(mm) dŚӁŝ ŐŝĂŶ (giây)
3,
02
8
m
Hình 10. Kết quả mô phỏng chuyển động
module (d) không phanh
0.00 0.08 0.16 0.24 0.32 0.40 0.48 0.55 0.63 0.71 0.78
Time (sec)
-2362
-2212
-2062
-1912
-1762
-1612
-1462
-1312
-1162
-1012
-862
-712
-562
-412
-262
-112
Ve
lo
cit
y2
(m
m
/s
ec
)
3226
3326
3426
3526
3626
3726
3826
3926
4026
4156
C
en
te
ro
fM
as
s
Po
si
tio
n4
(m
m
)
-3107
-3007
-2907
-2807
-2707
-2607
-2507
-2407
-2307
-2181
A
cc
el
er
at
io
n5
(m
m
/s
ec
**
2)
&KX\ӇQ Yӏ
9ұQ WӕF
*LD WӕF
sҨŶ ƚҺĐ
(mm/s)
'ŝĂ ƚҺĐ
(mm/s2)
sҷ ƚƌş
(mm)
0,
93
m
dŚӁ ŝ ŐŝĂŶ (giây)
Hình 11. Kết quả mô phỏng chuyển động
module (d) có phanh
114
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
giá trị mong muốn là 3m/s2, chuyển vị là 0,93m
sai lệch so với giá trị tính toán 0,91m là 0,02m
(sai số 2%), sai lệch này do gia tốc đạt gần giá
trị mong muốn, sai số gia tốc 0,001m/s2
(0,03%).
2.4. Thực nghiệm kiểm chứng
Tiếp theo nhóm tác giả thực hiện thử nghiệm
để kiểm chứng lại các kết quả tính toán. Thử
nghiệm được thực hiện với các thông số tính
toán lý thuyết.
Hình 12 là thử nghiệm module (d) lắp ghép
vào module (c). Trong thử nghiệm sẽ tiến hành
cho module (d) di chuyển khi không phanh và có
phanh. Khi thử nghiệm sẽ ghi lại thời gian di
chuyển của module (d) để so sánh với giá trị tính
toán, mô phỏng và đưa ra nhận xét.
K2t qu0:
Khi chưa có phanh: thời gian di chuyển của
module (d) là 0,9 giây. So sánh với thời gian tính
toán (t1 = 0,786 giây) thì sai lệch giữa tính toán
và thực nghiệm là 0,114 giây (sai số 14%). Thời
gian module (d) di chuyển thực tế lớn hơn so với
lý thuyết, mô phỏng là do mô phỏng và tính toán
đã bỏ qua lực ma sát cụm trượt.
Khi có phanh: thời gian di chuyển của module
(d) là 1,6 giây. So với thời gian tính toán (t2 =
1,42 giây) thì sai lệch giữa tính toán và thực
nghiệm là 0,18 giây (sai số 13%). Chuyển vị trí
đo được tại thời điểm t1 là 0,72m, gia tốc thực tế
của module là 2,36m/s2. Giá trị sai số khi có
phanh sẽ lớn hơn so với thử nghiệm không
phanh là do sai số tạo ra từ ma sát cụm trượt và
sai số lực nén của lò xo ép phanh.
Nh1n xét:
Trong hai lần thử nghiệm, thời gian module
(d) di chuyển thực tế lớn hơn so với giá trị tính
toán (sai lệch cả hai lần thử nghiệm nhỏ hơn
14%). Nguyên nhân module (d) di chuyển chậm
hơn là do lực nén lò xo thực tế được chọn lớn
Hình 12. Thử nghiệm thực tế thang thoát hiểm
115
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
hơn so với giá trị mô phỏng (lực nén lò xo thực
tế 516 N). Ngoài ra, khi module (d) di chuyển
thực tế còn có lực ma sát của cơ cấu trượt (khi
mô phỏng đã bỏ qua lực ma sát này). Giá trị sai
số thực tế và mô phỏng lớn nhất là 0,2 giây, thời
gian này trên thực tế là không đáng kể.
III. KẾT LUẬN
Bài báo trình bày tính toán lực phanh cần
thiết giúp giảm gia tốc rơi của module (d) khi lắp
ghép. Giá trị mô phỏng đúng với tính toán lý
thuyết, so với giá trị thử nghiệm thì mô phỏng có
sai số nhỏ. Sai số mô phỏng có thể giảm khi đưa
các thông số đầu vào chính xác hơn, bổ sung
ma sát cụm trượt.
Mô phỏng chuyển động trên phần mềm
Solidworks giúp rất nhiều trong việc ước lượng,
tính toán phanh. Nhiều hệ thống cơ khí việc chế
tạo thử nghiệm tốn kém rất nhiều kinh phí, thời
gian và nhiều rủi ro hệ thống không hoạt động.
Việc mô phỏng chuyển động 3D trên phần mềm
Solidworks giúp người thiết kế hạn chế những
sai sót cơ bản, điều này giúp việc chế tạo sản
phẩm tiết kiệm được nhiều kinh phí và thời gian.
Từ thử nghiệm cho thấy sự sai lệch nhất định là
do phần mô phỏng đã bỏ qua ma sát phần trượt
và lò xo chế tạo thực tế không đảm bảo độ chính
xác. Để việc mô phỏng thực tế hơn chúng ta cần
đưa vào các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết
quả thì việc mô phỏng trên phần mềm sẽ chính
xác hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. William J. Palm (2009), “System Dynamics”,
Published by McGraw-Hill, p 52.
[2]. Rajagopalan C. Sekhar (1985) “Re-windable
fire escape”, United States Patent.
[3]. Marinoff (1981), “Fire Escapedevice” United
States Patent, p 3.
[4]. Yet,s Meillet (2010), “Climbassist System”,
United States Patent.
[5]. Nguyễn Xuân Ngọc (2010), “Chi tiết máy”
NXB Giáo dục Việt Nam, p 240-245.
.KL FKѭD Fy SKDQK Tính toán bҵngcông thӭc
KӃt quҧ mô phӓng
3D trên Solidworks 
KӃt quҧ thӵc
nghiӋm
Thӡi gian di chuyӇn hӃt hành 
trình (giây) 0,786 0,78 0,9 
Vұn tӕc V1 (m/s) 7,7 7,7 6,7 
Gia tӕc (m/s2) 9,8 9,8 7,47 
Hành trình di chuyӇn module (m) 3,028 3,028 3,028 
Khi có phanh Tính toán bҵngcông thӭc
KӃt quҧ mô phӓng
3D trên Solidworks
KӃt quҧ thӵc
nghiӋm
Mӕc thӡi gian t1 ÿѭӧc chӑQ ÿӇ
so sánh (giây) 0,786 0,786 0,786 
Vұn tӕc tҥi thӡL ÿLӇm t1 (V2(m/s)) 2,3 2,36 1,8 
Gia tӕc (m/s2) 3,0 3,0 2,36 
Hành trình di chuyӇn module 
trong thӡi gian t1 (m) 0,91 0,93 0,72 
B0ng th8ng kê k2t qu0 tính toán, mô ph7ng và th<c nghi5m:
1. Ký hiệu
2. Kết quả tính toán lò xo từ phần mềm Acxesspring
Ký hiӋu ĈѫQ Yӏ Ý nghƭD
g m/s2 Gia tӕc trӑQJ WUѭӡng (g = 9,8m/s2)
t giây Thӡi gian di chuyӇn module (d) 
V m/s Vұn tӕc module (d) 
m Kg KhӕL Oѭӧng module (d) 18,6kg 
N N Phҧn lӵc
P
o
N Trӑng lӵc module (d) 
P HӋ sӕ PD ViW WUѭӧt, = (0,25) 
a m/s2 Gia tӕc module (d) khi có phanh (3m/s2)
dtF
o
N LӵF ÿӕi trӑng
S m
Hành trình di chuyӇn module (d) 
S = 3,028m 
PHỤ LỤC
Taïp chí Hoaït ñoäng KHCN An toaøn - Söùc khoûe & Moâi tröôøng lao ñoäng, Soá 1,2&3-2019
K2t qu0 nghiên c:u KHCN
116