Cấu tạo, nguyên lý và cách kiểm tra phanh xe đẩy hàng

ếu Trên bánh xe xoay, một số bộ phanh còn đồng thời khóa mâm xoay của càng bánh. Khi đó, bánh không chỉ ngừng lăn mà còn không thể đổi hướng. Loại này thường được gọi là phanh toàn phần hoặc khóa kép.

Cần phân biệt phanh giữ bánh với khóa định hướng. Khóa định hướng chỉ cố định chuyển động xoay của càng bánh, biến bánh xoay thành bánh chạy thẳng; nó không nhất thiết ngăn bánh xe lăn. Các tài liệu kỹ thuật về bánh xe công nghiệp cũng phân biệt ba chức năng: khóa chuyển động quay của bánh, khóa cả bánh và đầu xoay, hoặc chỉ khóa chuyển động xoay của càng bánh.

Cấu tạo cơ bản của phanh xe đẩy hàng

Một cụm phanh thông dụng được lắp trực tiếp trên càng bánh xe xoay hoặc bánh cố định. Cấu tạo cụ thể thay đổi theo nhà sản xuất, nhưng thường gồm các bộ phận chính sau.

Bàn đạp hoặc cần gạt

Đây là bộ phận người dùng tác động trực tiếp bằng chân hoặc tay. Bàn đạp tạo lợi thế cơ học, giúp một lực đạp tương đối nhỏ sinh ra lực ép lớn hơn tại bộ phận hãm.

Trên một số thiết kế, người dùng đạp xuống để khóa và nâng cần lên để nhả. Một số loại dùng hai bàn đạp riêng: một bên kích hoạt phanh toàn phần, bên còn lại kích hoạt khóa định hướng.

Cơ cấu truyền lực

Lực từ bàn đạp được truyền qua một hoặc nhiều chi tiết như:

·         Trục quay

·         Đòn bẩy

·         Cam lệch tâm

·         Thanh kéo

·         Lò xo

·         Chốt khóa

Cam hoặc đòn bẩy chuyển chuyển động đạp thành chuyển động ép. Khi đi qua vị trí khóa, cơ cấu giữ bộ phận hãm ở trạng thái đóng mà người dùng không phải duy trì lực trên bàn đạp.

Lò xo có thể hỗ trợ đưa cần phanh về vị trí ban đầu, duy trì lực ép hoặc hạn chế hiện tượng phanh tự đóng khi xe rung.

Bộ phận hãm bánh

Bộ phận này trực tiếp tạo ma sát hoặc cản cơ học đối với bánh xe. Tùy thiết kế, nó có thể:

·         Ép lên bề mặt lăn của bánh

·         Ép vào cạnh bánh

·         Tác động lên moay-ơ

·         Gài vào chi tiết khóa được bố trí trên bánh

Loại ép lên mặt lăn có kết cấu đơn giản và dễ quan sát. Tuy nhiên, hiệu quả giữ xe phụ thuộc vào độ cứng, độ đàn hồi, tình trạng mòn và mức độ nhiễm dầu của bề mặt bánh.

Cơ cấu khóa mâm xoay

Bánh xe xoay có ổ bi hoặc vòng bi cho phép càng bánh quay quanh trục đứng. Với phanh toàn phần, cơ cấu phanh đồng thời chặn chuyển động này bằng cách ép hoặc gài một chi tiết khóa vào mâm xoay.

Khi cả bánh xe và mâm xoay đều bị khóa, xe ít bị dịch chuyển ngang hoặc tự đổi hướng hơn so với trường hợp chỉ khóa chuyển động lăn.

Nguyên lý tạo lực hãm và giữ xe đứng yên

Quá trình hoạt động của phanh có thể chia thành bốn giai đoạn.

Người dùng tác động lên bàn đạp

Khi bàn đạp được nhấn xuống, nó quay quanh trục liên kết. Nhờ chiều dài của đòn bẩy, lực tại đầu ra của cơ cấu có thể lớn hơn lực tác động trực tiếp từ bàn chân.

Khả năng khuếch đại lực phụ thuộc vào tỷ lệ giữa khoảng cách từ điểm đặt chân đến trục quay và khoảng cách từ trục quay đến điểm truyền lực.

Cam hoặc thanh liên kết ép bộ phận hãm

Chuyển động quay của bàn đạp làm cam dịch chuyển hoặc kéo thanh liên kết. Bộ phận hãm tiến sát bánh xe rồi ép vào bề mặt bánh.

Lực ép càng phù hợp thì khả năng chống quay càng lớn. Tuy nhiên, ép quá mạnh có thể làm bánh mềm biến dạng, khiến bàn đạp khó thao tác hoặc làm cơ cấu chịu ứng suất không cần thiết.

Ma sát chống lại chuyển động quay

Khi xe có xu hướng di chuyển, bánh xe tác dụng lực lên bộ phận hãm. Ma sát tại bề mặt tiếp xúc tạo mô-men ngược chiều quay, ngăn bánh lăn.

Khả năng giữ xe không chỉ phụ thuộc vào phanh. Nó còn chịu ảnh hưởng của:

·         Tổng tải trọng của xe

·         Độ dốc mặt sàn

·         Đường kính bánh

·         Vật liệu bánh

·         Số bánh được phanh

·         Lực ép của cơ cấu

·         Dầu, nước hoặc bụi trên bề mặt tiếp xúc

·         Tình trạng mòn và biến dạng của bánh

Vì vậy, một bộ phanh có thể giữ tốt xe không tải trên nền bằng nhưng không đủ khả năng giữ cùng chiếc xe khi đầy hàng hoặc đặt trên mặt dốc.

Cơ cấu khóa duy trì trạng thái phanh

Sau khi bàn đạp đi qua vị trí khóa, cam, chốt hoặc hình học của đòn bẩy giữ phanh ở trạng thái đóng. Người dùng phải tác động theo chiều ngược lại để đưa cơ cấu ra khỏi điểm khóa và giải phóng bánh xe.

Nếu chốt, trục hoặc lỗ liên kết bị mòn, cơ cấu có thể không giữ được vị trí. Biểu hiện thường gặp là bàn đạp bật trở lại, phanh tự nhả khi xe rung hoặc lực giữ giảm dù bộ phận hãm vẫn chạm bánh.

Các loại phanh và khóa thường gặp trên xe đẩy hàng

Không phải mọi cơ cấu có bàn đạp trên bánh xe đều thực hiện cùng một chức năng.

Phanh bánh xe

Phanh bánh xe chỉ chặn chuyển động quay của bánh. Càng bánh xoay vẫn có thể đổi hướng.

Loại này phù hợp khi mục tiêu chính là ngăn xe tiến hoặc lùi. Tuy nhiên, nếu nhiều bánh vẫn xoay tự do, xe có thể dịch ngang hoặc thay đổi tư thế khi chịu lực bên.

Phanh toàn phần

Phanh toàn phần khóa đồng thời:

·         Chuyển động quay của bánh

·         Chuyển động xoay của càng bánh

Đây là lựa chọn thường dùng khi cần giữ xe ổn định tại một vị trí để xếp dỡ hàng. Hiệu quả thực tế vẫn phụ thuộc vào số bánh có phanh, cách bố trí bánh và điều kiện mặt sàn.

Tên gọi thương mại có thể là total lock, double lock hoặc wheel and swivel head brake. Người mua cần kiểm tra chức năng kỹ thuật thay vì chỉ dựa vào tên sản phẩm.

Khóa định hướng

Khóa định hướng chặn trục xoay của càng bánh tại một hướng xác định. Khi được kích hoạt, bánh xoay hoạt động gần giống bánh cố định và giúp xe chạy thẳng ổn định hơn.

Khóa định hướng không nên được coi là phanh giữ xe, trừ khi sản phẩm tích hợp thêm chức năng khóa bánh. Đây là nhầm lẫn phổ biến có thể khiến người vận hành tin rằng xe đã được cố định trong khi bánh vẫn lăn được.

Phanh trung tâm

Trên một số xe đẩy chuyên dụng, một bàn đạp hoặc tay điều khiển có thể tác động đồng thời lên nhiều bánh thông qua thanh truyền, dây kéo hoặc cơ cấu liên kết.

Ưu điểm của hệ thống này là người vận hành không phải khóa từng bánh. Đổi lại, hệ thống cần được điều chỉnh đồng đều; nếu thanh truyền sai lệch, một bánh có thể khóa trước trong khi bánh khác chưa nhận đủ lực hãm.

Vì sao phanh vẫn có thể trượt hoặc tự nhả?

Việc bàn đạp đã ở vị trí khóa không đồng nghĩa xe chắc chắn được giữ an toàn.

Bánh xe hoặc má hã bị mòn

Khi mặt bánh mòn, đường kính và hình dạng bề mặt tiếp xúc thay đổi. Bộ phận hã có thể không còn ép đủ sâu hoặc chỉ tiếp xúc tại một vùng nhỏ.

Nếu má hã bị cong, mòn hoặc nứt, lực từ bàn đạp không được phân bố đúng lên bánh. Phanh vẫn đóng nhưng mô-men chống quay giảm.

Bề mặt dính dầu hoặc nước

Dầu mỡ làm giảm ma sát giữa bộ phận hãm và bánh. Nước, bụi mịn hoặc vật liệu rời cũng có thể làm khả năng giữ xe thay đổi.

Sau khi xe được sử dụng trong khu vực sản xuất, kho lạnh hoặc nơi thường xuyên vệ sinh sàn, cần kiểm tra điều kiện bề mặt thay vì chỉ quan sát trạng thái bàn đạp.

Cơ cấu bị rơ hoặc biến dạng

Trục quay, đinh tán, chốt và lỗ liên kết có thể mòn theo thời gian. Độ rơ tích lũy làm giảm hành trình hữu ích của bộ phận hãm: bàn đạp di chuyển đủ xa nhưng lực ép thực tế lên bánh không còn đạt mức ban đầu.

Va chạm với bậc sàn hoặc vận hành quá tải còn có thể làm cong càng bánh và giá đỡ phanh, khiến bộ phận hãm lệch khỏi tâm bánh.

Tải trọng hoặc độ dốc vượt điều kiện sử dụng

Khi tải trọng tăng, lực kéo xe xuống dốc cũng tăng. Nếu mô-men do tải trọng tạo ra lớn hơn khả năng chống quay của phanh, bánh có thể trượt tại điểm hãm hoặc cả xe trượt trên mặt sàn.

Không có một tải trọng hay độ dốc an toàn chung cho mọi loại phanh xe đẩy. Giới hạn phải được xác định theo thông số của bánh, cụm càng, hệ thống phanh và xe hoàn chỉnh.

Các tiêu chuẩn như EN 12532 và ISO 22883 áp dụng cho bánh xe công nghiệp trong các ứng dụng đến 1,1 m/s, tương đương 4 km/h, đồng thời quy định các yêu cầu và phương pháp thử liên quan. Tuy nhiên, phạm vi tiêu chuẩn không thay thế hướng dẫn tải trọng và điều kiện sử dụng của từng nhà sản xuất.

Phanh không được đóng hết hành trình

Vật lạ, gỉ sét, lò xo hỏng hoặc chi tiết lắp sai có thể ngăn bàn đạp đi hết hành trình. Trong trường hợp này, người dùng có thể cảm thấy cần phanh đã “ăn” nhưng cơ cấu chưa vượt qua điểm khóa.

Dùng lực quá mạnh để ép bàn đạp không phải giải pháp phù hợp. Thao tác này có thể làm cong cần, gãy chốt hoặc che giấu nguyên nhân kẹt bên trong.

Cách kiểm tra phanh xe đẩy hàng trước khi sử dụng

Quy trình kiểm tra nên thực hiện từ quan sát tĩnh đến thử nghiệm có tải. Không kiểm tra lần đầu trên dốc hoặc tại khu vực có người và hàng hóa dễ hư hỏng.

Kiểm tra bằng mắt

Đặt xe trên nền bằng, dỡ hàng nếu có và quan sát từng cụm bánh.

Cần chú ý:

·         Bàn đạp có nứt, cong hoặc lỏng không

·         Chốt và trục liên kết có bị thiếu không

·         Bộ phận hãm có nằm đúng vị trí so với bánh không

·         Bánh có mòn lệch, nứt, bong lớp lăn hoặc biến dạng không

·         Càng bánh và tấm lắp có cong hoặc rạn nứt không

·         Có dây, màng nhựa hoặc vật liệu lạ quấn quanh trục bánh không

·         Bề mặt tiếp xúc có dầu, mỡ hoặc bụi bẩn không

Không đưa tay vào khe giữa má hã và bánh trong khi người khác thao tác bàn đạp.

Kiểm tra hành trình đóng và nhả

Đạp phanh bằng lực bình thường. Bàn đạp phải di chuyển liền mạch, không kẹt bất thường và giữ ổn định tại vị trí khóa.

Sau đó nhả phanh. Bánh phải quay lại trạng thái tự do mà không bị má hã cọ liên tục. Nếu phanh khó đóng hoặc khó nhả hơn rõ rệt so với các bánh cùng loại, cần kiểm tra trước khi sử dụng.

Kiểm tra từng chức năng riêng biệt

Với phanh bánh xe, nâng nhẹ hoặc kê xe theo phương pháp an toàn rồi thử quay bánh bằng tay. Bánh phải bị chặn khi khóa và quay tự do khi nhả.

Với phanh toàn phần, cần kiểm tra cả hai chuyển động:

1.    Bánh không quay quanh trục ngang

2.    Càng bánh không xoay quanh trục đứng

Với khóa định hướng, bánh vẫn có thể lăn nhưng càng phải được giữ ở hướng đã thiết kế.

Thử giữ xe trên nền bằng

Đặt xe xuống nền bằng, đóng tất cả phanh theo cấu hình vận hành và tác dụng lực đẩy nhẹ từ nhiều hướng.

Xe không được lăn đáng kể, bàn đạp không tự bật và càng bánh không được xoay nếu đang sử dụng phanh toàn phần.

Nếu một bánh bị khóa nhưng các bánh khác vẫn khiến xe xoay quanh điểm khóa, cần xem lại số lượng và vị trí bánh có phanh. Đây có thể là giới hạn của cấu hình chứ không nhất thiết là hỏng riêng bộ phanh.

Thử với tải trong điều kiện kiểm soát

Sau khi kiểm tra không tải đạt yêu cầu, có thể tăng dần đến tải vận hành dự kiến trên mặt sàn bằng và khu vực trống. Không bắt đầu bằng tải tối đa.

Quan sát các dấu hiệu:

·         Xe vẫn dịch chuyển dù bánh đã khóa

·         Bánh bị ép biến dạng quá mức

·         Cần phanh rung hoặc tự nhả

·         Càng bánh xoay ngoài ý muốn

·         Phanh phát tiếng nứt, bật hoặc cọ xát bất thường

·         Một cụm phanh chịu lực khác rõ rệt so với các cụm còn lại

Không nên tự thử khả năng giữ xe trên dốc bằng cách đứng phía trước hoặc phía dưới xe. Khi ứng dụng bắt buộc phải đỗ trên mặt nghiêng, việc đánh giá cần dựa trên hướng dẫn của nhà sản xuất và biện pháp kiểm soát bổ sung.

Sử dụng và bảo dưỡng phanh đúng cách

Phanh bánh xe đẩy chủ yếu là cơ cấu giữ xe tại chỗ. Nó không nên được sử dụng như phanh động để dừng một xe đang chạy nhanh, trừ khi nhà sản xuất xác nhận hệ thống được thiết kế cho chức năng đó.

Trước khi xếp hoặc dỡ hàng, cần đưa xe về trạng thái đứng yên rồi mới đóng phanh. Đạp phanh khi bánh đang quay có thể gây va đập lên má hã, bàn đạp và cơ cấu khóa.

Trong quá trình sử dụng:

·         Khóa đủ số bánh theo hướng dẫn của nhà sản xuất

·         Không dùng chân đá ngang vào bàn đạp

·         Không kéo xe khi phanh đang đóng

·         Không bôi dầu lên bề mặt hãm hoặc mặt lăn

·         Làm sạch vật liệu quấn quanh trục bánh

·         Thay chi tiết nứt, cong hoặc mòn thay vì cố uốn chỉnh nhiều lần

·         Kiểm tra lại sau va chạm, quá tải hoặc thay bánh xe

Dầu bôi trơn chỉ nên được dùng tại đúng điểm kỹ thuật được nhà sản xuất cho phép. Bôi trơn tùy tiện có thể khiến dầu chảy vào bề mặt tạo ma sát và làm giảm khả năng giữ xe.

Chu kỳ kiểm tra nên được xác lập theo tần suất sử dụng, tải trọng, môi trường và mức độ nghiêm trọng nếu xe tự trôi. Xe hoạt động liên tục, chở tải nặng hoặc sử dụng tại khu vực có dốc cần được kiểm tra thường xuyên hơn xe tải nhẹ trên nền bằng.

Các phép thử tiêu chuẩn đối với bánh xe công nghiệp có thể bao gồm điều kiện tải, vận tốc, độ bền lăn và khả năng vượt chướng ngại. Ví dụ, tài liệu kỹ thuật dẫn chiếu DIN EN 12532 và ISO 22883 mô tả điều kiện thử ở tốc độ 4 km/h, trong khoảng nhiệt độ từ 15°C đến 28°C, với 15.000 vòng quay và tối thiểu 500 lần vượt chướng ngại. Các thông số này dùng để đánh giá cụm bánh trong điều kiện chuẩn hóa, không phải chu kỳ bảo dưỡng mặc định cho mọi xe đẩy.

Phanh xe đẩy hàng tạo lực giữ bằng cách truyền lực từ bàn đạp qua cơ cấu đòn bẩy hoặc cam, sau đó ép bộ phận hãm vào bánh xe. Với phanh toàn phần, cùng một thao tác còn khóa mâm xoay của càng bánh.

Hiệu quả phanh phụ thuộc đồng thời vào cấu tạo, độ mòn, tải trọng, vật liệu bánh, mặt sàn và độ dốc. Vì vậy, kiểm tra đúng phải bao gồm quan sát chi tiết, thử đóng–nhả, xác nhận từng chức năng và thử giữ xe trong điều kiện tải được kiểm soát.

Phanh bị trượt, tự nhả, kẹt hoặc không khóa đủ hành trình là dấu hiệu cần dừng sử dụng để kiểm tra. Không nên tiếp tục vận hành chỉ vì bàn đạp vẫn có thể chuyển sang vị trí khóa.