Оценка ресурса тормозных механизмов внутризаводских колесных машин с учетом подачи сжатого воздуха на их фрикционные поверхности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.01, кандидат наук Горбатов Сергей Павлович

• Горбатов Сергей Павлович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Горбатов Сергей Павлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Назначение и классификация машин внутризаводского

колесного транспорта

1.2 Анализ методов повышения эффективности тормозных систем и механизмов

1.3 Виды трения и изнашивания. Методологический подход к испытанию на трение и изнашивание трибосопряжения

1.4 Анализ методов и способов испытаний на износ

1.4.1 Измерение износа по потере массы

1.4.2 Измерение износа микрометрированием

1.4.3 Метод поверхностной активации и радиоактивных марок

1.4.4 Метод активного анализа смазочных материалов

1.4.5 Метод спектрального анализа смазочного масла

1.4.6 Метод вырезанных лунок

1.5 Методы испытания тормозных систем

1.6 Выводы, цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕПЕНИ

ИЗНОСА ФРИКЦИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ БАРАБАННО-

КОЛОДОЧНОГО ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА

2.1 Расчет рабочего тормозного механизма

2.1.1 Определение нагрузок в тормозном механизме

2.1.2 Определение оценки эффективности тормозного механизма

2.1.3 Выбор расчетных нагрузок тормозного механизма

2.1.4 Расчет тормозных колодок на износ........................................................................^

2.1.5 Расчет тормозных колодок на нагрев

2.2 Расчет экспериментального тормозного механизма

2.2.1 Расчет нагрузок экспериментального тормозного механизма

2.2.2 Оценка эффективности тормозного механизма

2.2.3 Выбор расчетных нагрузок тормозного механизма

2.2.4 Выполним расчет экспериментальных тормозных колодок на

износ

2.2.5 Расчет экспериментальных тормозных колодок на нагрев

2.3 Анализ полученных результатов при теоретическом исследовании степени износа фрикционных поверхностей

барабанно-колодочного тормозного механизма

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕПЕНИ ИЗНОСА ФРИКЦИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА ПРИ ПОДАЧЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА МЕЖДУ ТОРМОЗНЫМИ КОЛОДКАМИ И ТОРМОЗНЫМ БАРАБАНОМ В ПРОЦЕССЕ ТОРМОЖЕНИЯ

3.1 Вступительные замечания и формулировка задач исследований

3.2 Выбор постоянных и переменных факторов

3.3 Определение пределов измерений переменных факторов

3.4 Порядок регистрации выходной величины и разработка

структуры опытов

3.4.1 Последовательность проведения опытов

3.4.2 Обработка результатов опытов

3.5 Описание экспериментальной установки и порядок работы на ней

3.6 Порядок проведения опытов на экспериментальной установке

3.7 Анализ полученных результатов экспериментальных данных

ГЛАВА 4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА ВНОВЬ ПРОЕКТИРУЕМЫХ ТОРМОЗНЫХ МЕХАНИЗМОВ С УЧЕТОМ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ПОДОБИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

4.1 Теоретические предпосылки к использованию метода подобия

физических процессов

4.2 Способы повышения эффективности тормозных систем транспортно-технологических машин

4.3 Применение метода подобия физических процессов к

полученным экспериментальным результатам

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение 1 Техническая документация электронных

лабораторных весов SHIMADZU Ц№-620Н

Приложение 2 Манометр МП 100 М

Приложение 3 Акт стендовых исследовательских испытаний тормозного механизма с учетом подачи сжатого воздуха на их фрикционные поверхности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка ресурса тормозных механизмов внутризаводских колесных машин с учетом подачи сжатого воздуха на их фрикционные поверхности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современные лесопильно-деревообрабатывающие предприятия представляют собой комплекс взаимосвязанных производств, включающих как обязательную составную часть процесса перемещения большого количества древесины в различном виде: круглых лесоматериалов, пиломатериалов, щепы, опилок, заготовок и т. д. Если же учесть, что перемещение грузов массой более 20 кг в технологическом процессе должно производиться подъемно-транспортными устройствами или средствами механизации, а перемещение грузов на расстояние более 25 м должно быть механизировано и, что общий объем производства пиломатериалов в стране примерно 33 млн. м3, станет ясно, какую огромную работу совершает внутризаводской транспорт только на лесопильных предприятиях [11, 75].

Все перемещения, за исключением перемещений древесины кранами и механизмами подачи самих дереворежущих станков или связывающих их стационарных транспортных устройств, выполняет внутризаводской безрельсовый колесный транспорт, состоящий из машин, предназначенных для внутрицеховых и межцеховых перевозок. Внутризаводской транспорт практически является элементом поточного производства, органически связывая его участки и обеспечивая непрерывность и ритмичность всего производственно-технологического процесса. Поэтому, внутризаводской транспорт в настоящее время является одним из основных факторов, определяющий возможности и уровень современного лесопильно-деревообрабатывающего производства.

На лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях имеются различные виды внутризаводских самоходных машин, такие как общепромышленные колесные подъемно-транспортные средства (авто- и электропогрузчики, тягачи и др.), так и специализированные (портальные лесовозы, ролл-трейлеры, щеповозы, лесоукладчики и др.), действующих в пусковых и тормозных режимах. Это обстоятельство показывает особую роль,

которая отводится исполнительным устройствам, реализующим данные эксплуатационные режимы, а именно тормозным механизмам. Можно сказать, что с учетом этой специфики, для получения максимальной эксплуатационной эффективности системы транспортных и технологических машин, необходимо наиболее приближенно к реальному явлению решать вопросы рационального обоснования их конструктивных параметров и характеристик, что является основой безопасной эксплуатации и максимальной производственной отдачи рассматриваемой техники. Следует отметить, что в том или другом аспекте эти задачи решались специалистами отечественной и зарубежной техники [59]. Это отражено, например, в работах Александрова М. П., Борисова С.М., Генбома Б. Б., Вольченко А. И., Никульникова Э. Н., Федосеева В.Н., Мясищева Д.Г., Вашуткина А.С., Лоренца А.С. и многих других исследователей.

По количеству перемещаемых грузов внутризаводской транспорт превосходит все виды транспорта. Но перемещение грузов осуществляется ими на короткие расстояния, и поэтому, работы, измеряемой в тонна-километрах, меньше, что создаёт иллюзию легкости технологических внутрискладских и межцеховых перемещений [11, 12, 75]. При этом внутризаводской колесный транспорт используется в ограниченных условиях, в которых требуется частое торможение. За частую, они эксплуатируются по дорогам, на которых присутствует грязь, вода, которые в свою очередь попадают на рабочие элементы тормозных механизмов, ухудшая процесс торможения. Из-за резко переменного режима работы тормозов у такого транспорта, наблюдаются термические деформации их элементов, что способствует интенсивному и неравномерному износу рабочих поверхностей тормоза; преждевременная замена фрикционных накладок повышает стоимость технического обслуживания, а вместе с тем вызывает и дополнительные простои внутризаводского транспорта [75].

С учетом сказанного видно, что исследования, направленные на повышение тормозной эффективности внутризаводского транспорта являются актуальными.

Целью работы является оценка ресурса тормозных механизмов внутризаводских колесных машин с учетом подачи сжатого воздуха на их фрикционные поверхности.

Объектом исследования послужили тормозные механизмы барабанно-колодочного типа.

Предметом исследования стал процесс изнашивания фрикционных пар тормозных механизмов.

Для достижения заданной цели требуется решить ряд задач:

1. Рассмотреть классификацию внутризаводского колесного транспорта;

2. Проанализировать способы повышения эффективности тормозных систем и механизмов;

3. Определить методологический подход к испытанию на трение и изнашивание трибосопряжения;

4. Проанализировать современные методы и способы испытания на износ;

5. Рассмотреть методы испытания тормозных систем;

6. Провести теоретические и экспериментальные исследования степени износа фрикционных поверхностей тормозных механизмов при подаче сжатого воздуха в процессе торможения;

7. Выполнить прогнозирование ресурса вновь проектируемых тормозных механизмов с учетом применения метода подобия физических процессов;

8. Выполнить анализ по полученным результатам исследования.

Научная новизна.

1. Впервые выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по измерению износа фрикционных поверхностей тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха в процессе торможения.

2. Проведён теоретический расчет нагрева фрикционных поверхностей тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха в процессе торможения.

3. Впервые предложена методика проведения экспериментальных исследований на изнашивание фрикционных пар тормозных механизмов, что дает возможность качественно описать данный процесс.

На защиту выносятся:

1. Результаты теоретического исследования степени износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха в процессе торможения;

2. Результаты экспериментального исследования степени износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха в процессе торможения;

3. Представление методики прогнозирования ресурса вновь проектируемых тормозных механизмов при подаче на их фрикционные поверхности сжатого воздуха с учетом применения метода подобия физических процессов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом теоретических и экспериментальных исследований. Теоретические зависимости получены при конкретных допущениях и не противоречат основным законам теоретической механики. Измерение и обработка экспериментальных данных проведена на аппаратуре с государственными поверочными свидетельствами.

Практическая полезность работы.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали целесообразность применения устройства подачи сжатого воздуха на фрикционные поверхности тормозных механизмов внутризаводских лесотранспортных машин, которое привело к снижению степени их износа и повышению тормозной эффективности тормозной системы.

Методы исследования. При выполнении теоретических исследований применялись основные законы теоретической механики, сопротивления материалов, а также основные положения теории автомобиля. При проведении

экспериментальных исследований использовалась теория планирования эксперимента и статистической обработки данных.

Апробация работы. Основные положения квалификационной работы (диссертации) докладывались и обсуждались:

1. На XVII Международной молодежной научной конференции «Северэнерготех - 2016» (г. Ухта, УГТУ, 2016 г.);

2. На XV Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, ВГТУ, 2017 год);

3. На педагогических чтениях «Актуальные проблемы подготовки конкурентоспособных специалистов» (г. Архангельск, САФУ им. М.В. Ломоносова Технологический колледж Императора Петра I, 2017 г.);

4. На Международной научно-практической конференции «Наука и образование в XXI веке» (г. Тамбов, 2018 год);

5. На XVI Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, ВГТУ, 2018 год).

Личный вклад автора.

Личный вклад автора заключается в получении результатов теоретических и экспериментальных исследований степени износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха в процессе торможения; в разработке методики прогнозирования ресурса вновь проектируемых тормозных механизмов при подаче на их фрикционные поверхности сжатого воздуха с учетом применения метода подобия физических процессов; формулировании выводов и рекомендаций по результатам исследований, подготовке и написании научных статей по теме диссертации.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 работ, в том числе 3 работы в журналах из перечня рецензируемых научных изданий ВАК.

Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом 125 страницы состоит из введения, 4 глав, содержит 21 рисунок, 3 таблицы и 3 приложения. Список литературы включает 85 наименований.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Назначение и классификация машин внутризаводского колесного транспорта

Внутризаводской колесный транспорт лесопильно-

деревообрабатывающих предприятий осуществляет постоянную связь между отдельными технологическими операциями и подразделяется на межцеховой и внутрицеховой. Внутрицеховой транспорт полностью связан с технологическим процессом производства. Межцеховые перемещения также связаны с технологическим процессом производства, но уже в масштабе всего предприятия в целом.

К машинам колесного внутризаводского транспорта, широко используемым на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях России, относятся: универсальные авто- и электропогрузчики фронтального типа; авто-и электропогрузчики с боковым выдвижным грузоподъемным устройством; лесопогрузчики с шарнирно-рычажным грузоподъемным устройством; самоходные тележки; малогабаритные тягачи; портальные автолесовозы; автомобильные и тракторные поезда; автомобили самопогрузчики и щеповозы.

Универсальные авто- и электропогрузчики фронтального типа, авто- и электропогрузчики с боковым выдвижным грузоподъемным устройством, лесопогрузчики с шарнирно-рычажным грузоподъемным устройством используют для погрузочно-разгрузочных, штабелевочных и транспортных работах с пакетированными пиломатериалами, неоформленными пачками или увязанными в пакеты круглыми лесоматериалами, различными тарно-штучными грузами на поддонах, щепой, опилками и другими насыпными грузами.

Автомобильными и тракторными поездами перемещают в основном пакетированные пиломатериалы на крупных лесопильных предприятиях от сушильных камер до складов готовой продукции или участков отгрузки потребителям.

Автомобили самопогрузчики используются для перевозки пакетов и других грузов на поддонах. Эти машины, как и щеповозы, применяются на внутризаводских перевозках редко, в основном на предприятиях, расположенных на нескольких территориях.

По характеру выполняемых операций машины внутризаводского колесного транспорта могут быть специализированными и универсальными. Специализированные машины выполняют только транспортные операции и могут снабжаться устройствами для самопогрузки и разгрузки. К числу этих машин относятся тягачи, тележки различных типов, портальные автолесовозы, автомобильные и тракторные поезда, автомобили-самопогрузчики и щеповозы, т. е. транспортные средства, предназначенные только для перемещения груза параллельно поверхности дороги. Вертикальное перемещение груза у некоторых специализированных машин являются вспомогательными операциями и служат только для самопогрузки и саморазгрузки [12].

Универсальные машины выполняют транспортные и погрузочно-разгрузочные или штабелёвочные работы. Эти машины носят название погрузчиков, поскольку могут выполнять не только горизонтальное перемещение груза, но и поднимать его на значительную высоту.

Все колесные машины внутризаводского транспорта подразделяются:

- по характеру перемещения груза - на машины, перевозящие грузы над рамой, под рамой и вне рамы (опорного контура) шасси машины;

- по типу двигателя - на машины с электрическим (от аккумуляторных батарей и троллеев) и механическим (внутреннего сгорания) двигателем, работающем на бензине, дизельном или газообразном топливе;

- по типу ходовой части - на машины трех-, четырех-, шести-, и восьмиопорные, с упругой, жесткой, балансирной или комбинированной подвеской колес;

- по типу трансмиссии - на машины с механической, гидравлической и гидрообъемной трансмиссией;

- по типу колес - на машины с пневматическими и массивными шинами;

- по типу погрузочно-разгрузочного устройства - на машины с вертикальным подъемом и опускание груза, вертикальным и горизонтальным перемещением груза, поворотом груза;

- по типу грузозахватного (рабочего) устройства - на машины для свободной укладки груза, укладки с прижимом, захватывания подвески груза [12], [75].

Основными конструктивно-эксплуатационными параметрами, определяющими производственные возможности колесных машин внутризаводского транспорта, являются: грузоподъемность и грузовой момент, грузовместимость, размеры, масса, скорость передвижения и подъема (опускания) груза, высота подъема груза и дальность его перемещения в горизонтальной плоскости без передвижения машины, маневренность и обзорность, легкость управления, проходимость, безопасность движения и подъема груза, тяговые и тормозные характеристики [75].

Данные машины внутризаводского транспорта работают в условиях ограниченного движения. Эти условия характеризуются сложностью маневрирования и требуют частых торможений, что ведет к повышенному тепловому состоянию тормозных механизмов этих машин. Нередко эти машины эксплуатируются на дорогах с ухудшенным покрытием, на которых присутствует грязь, пыль, влага. Все это ведет к ухудшению эффективной и стабильной работе их тормозных механизмов [53], [59].

1.2 Анализ методов повышения эффективности тормозных систем и механизмов

Тормоза являются исключительно ответственным узлом, от работоспособности, эффективности и надежности которого существенно зависит безопасность движения на дорогах [2], [3], [14], [15], [21], [41], [44], [56]. В связи с этим совершенствованию тормозных систем и механизмов уделяют большое внимание. Направления совершенствования тормозной техники на перспективу связаны с тенденциями повышения скоростей движения и весовых

норм транспорта, требованиями обеспечения безопасности движения, расширения автоматизации процессов управления и обслуживания, повышения надежности конструкций, уменьшения металлоемкости и снижения трудоемкости изготовления и ремонта подвижного состава. Важнейшей задачей совершенствования тормозной техники является повышение надежности и обеспечение полной безотказности работы всех тормозных приборов между плановыми видами ремонтов. Вопросами, касающимися совершенствования тормозных систем лесотранспортных машин занимались современные ученые, такие как Вольченко А.И., Петрик А.А., Вольченко Н.А., Крыжановский Е.И., Мясищев Д. Г., Вашуткин А. С., Швецов А. М., Лоренц А.С. В их трудах мы можем подчеркнуть основополагающие методы и подходы к испытанию тормозных механизмов.

Так, например, в патенте [68] предлагается способ выравнивания теплонагруженности барабанно-колодочного тормоза, состоящий в осуществлении подключения источника постоянного тока к первому и последнему горячему спаю термоэлементов, расположенных со стороны свободного края обода. При этом термоэлемент с электронной проводимостью подсоединяют к положительной клемме источника постоянного тока, а термоэлемент с дырочной проводимостью - к отрицательной клемме источника постоянного тока для увеличения вырабатываемой термоэлектрогенераторами силы тока термоэлектрохолодильников. Холодные спаи термоэлементов, расположенные со стороны защемленного края обода барабана, подсоединяют к цепи постоянного электрического тока, включаемой в работу между торможениями. Техническим результатом является повышение эффективности принудительного охлаждения фрикционных узлов, эксплуатационных параметров тормозов и ресурса пары трения.

В патенте [66] указан способ кондуктивно-жидкостного охлаждения заключающийся в снижении и выравнивании теплонагруженности фрикционных узлов тормоза и обеспечении перепада температур между

рабочими поверхностями теплопроводных накладок и торцами изолированных дополнительных теплопроводов, присоединенных к основному изолированному теплопроводу, и между изолированными и неизолированными концами основного теплопровода. Отношение рабочих площадей теплопроводных накладок самоприжимной и самоотжимной тормозных колодок равно отношению их объемных температур. Жидкость, омывающая неизолированные концы основного теплопровода, может циркулировать по малому и большому контуру системы охлаждения. Достигается снижение уровня и выравнивание теплонагруженности фрикционных узлов барабанно-колодочного тормоза путем интенсификации их охлаждения.

В работе [67] описано устройство для выравнивания теплонагруженности барабанно-колодочных тормозов многоструйными эжекторами охлаждения. Устройство выполнено в виде сопел Лаваля, расположенных с зазорами между собой в основаниях тормозных колодок в два ряда и соединенных между собой в их носочной и пяточной части закругленными каналами переменного сечения, что и составляет многоструйный эжектор, зазоры между соплами которых сообщены со щелевыми отверстиями во фрикционных накладках, но при этом поперечное сечение отверстий в соплах увеличивается со стороны носочной части тормозной колодки до ее пяточной части. Способ выравнивания теплонагруженности барабанно-колодочных тормозов состоит в том, что сжатый воздух, подаваемый по трубопроводу воздушной системы перед обратным клапаном сопла многоструйного эжектора самоприжимной и самоотжимной колодки, имеет разное давление, определяемое соотношением 1,25 -1,4 как отношение средней теплонагруженности самоприжимной к самоотжимной тормозной колодке, и при этом каждое сопло имеет такую длину с учетом кривизны основания тормозной колодки, что границы разрежения струи в каждом сопле приближены к зазору между соплами, что способствует увеличению количества отсасываемого воздуха в виде дополнительного потока из объема

между парами трения тормоза. Применение предложенного технического решения позволит повысить эксплуатационные параметры тормоза, уменьшить термические напряжения в ободе тормозного барабана и увеличить ресурс его пар трения.

Патент [65] содержит сведения о устройстве для термостабилизации пар трения барабанно-колодочных тормозов, в котором используется принудительное охлаждение. Устройство содержит тормозной барабан, тормозные колодки и принудительные воздушные устройства охлаждения, сопла различных типов которых находятся во фрикционных накладках и снаружи обода тормозного барабана. Новым является то, что в теле каждой фрикционной накладки по ширине и длине на величине допустимого ее износа выполнены воздушные устройства охлаждения в виде сопел, имеющих форму усеченных пирамид с неравнобочными трапециями в основаниях, поперечные сечения которых увеличиваются со стороны защемления обода барабана с фланцем до его свободного края. Каждые два ряда сопел соединены между собой продольными каналами, а зазоры между соплами - с поперечными щелевыми отверстиями в накладках, образуя таким образом замкнутый циркуляционный контур для сжатого воздуха. Новым в способе термостабилизации барабанно-колодочного тормоза является то, что для сжатого воздуха, циркулирующего в контурах многоструйных эжекторов фрикционных накладок тормозных колодок, расположенных со стороны защемления обода с фланцем, соблюдается соотношение давлений 1,225:1, а со стороны свободного края обода 1:0,8, обеспечивая при этом отбор неодинакового количества воздуха из объема между парами трения через равномерно размещенные поперечные щелевые отверстия фрикционных накладок, а также принудительной подаче воздуха, омывающего наружную поверхность обода барабана, в объем между парами трения. Техническим результатом является существенное улучшение эксплуатационных параметров тормоза, его надежности и повышение ресурса его фрикционных узлов.

В патенте [64], [26] предложен способ циркуляции воздуха при подаче его под давлением на фрикционные поверхности тормозного механизма в пространство между элементами фрикционной пары, отличающийся тем, что сжатый воздух поступает из штуцеров, установленных в несущем элементе фрикционной накладки в ходе перемещения фрикционной накладки к сопрягаемому с ней фрикционному элементу тормоза от исходного зазора до полного соприкосновения, при этом текущее во времени торможения изменение данного зазора на пути циркуляции воздуха из атмосферы через пневмосистему обратно в исходную внешнюю среду проявляет себя как эквивалент сопла Лаваля с переменными во времени поперечными относительно оси сопла сечениями на ширину фрикционной накладки.

Устройство, обеспечивающее способ циркуляции воздуха при его подаче в сжатом состоянии на фрикционные поверхности тормозного механизма, включающее компрессор, забирающий воздух из атмосферы, сжимающий его и нагнетающий в дополнительный ресивер, из которого воздух поступает в редуктор, соединенный трубопроводом с электромагнитным клапаном и через открывающийся электромагнитный клапан, соединенный проводником с конечным выключателем тормозного крана, воздух поступает через коллектор к штуцерам тормозных колодок, а из штуцеров воздух проникает на фрикционные поверхности тормозного механизма и между ними перед тем, как тормозные колодки прижмутся к тормозному барабану в процессе торможения, причем электромагнитный клапан, имеющий электрическую связь с конечным выключателем тормозного крана, соединяется с дополнительным ресивером посредством трубопровода через редуктор и предназначен для срабатывания в момент включения конечного выключателя тормозного крана, тем самым обеспечивая подачу воздуха между фрикционными поверхностями тормозного механизма перед соприкосновением тормозных колодок с тормозным барабаном и при их соприкосновении; требуемая циркуляция воздуха обеспечивается следующими решениями: наличием на внешних,

относительно исходного и текущего зазора, торцевых поверхностях элементов фрикционной пары одинаковых фасок, имеющих между собой постоянный угол в равный 12-14°, а также выполнением на рабочей фрикционной поверхности накладки и контактирующей с ней в трибопроцессе поверхности элемента тормоза, узоров в виде канавок с сечениями, обеспечивающими выход в атмосферу воздуха из текущего зазора через объем между фасками.

В работе [53] были выявлены факторы, оказывающие положительное воздействие на процесс торможения при различных геометрических типах канавок. Согласно расчетам, произведенным в данной работе, выявлено, что второй и третий варианты в соответствии с рисунком 1.1 (а, б), имеют скорость истечения на выходе гораздо меньшую, в сравнении с первым вариантом в соответствии с рисунком 1.1 (в) (г4 = 119,42 м/с), однако из-за боковых ответвлений существенно уменьшаются расчетные показатели потери давления (Ар = 0,3 МПа). Вследствие этого улучшается фактор теплопередачи с поверхностей трения. Различия между вторым и третьим вариантом прослеживаются в более плавном построении боковых ответвлений и соответственно изменении длин этих ответвлений.

т^^4

а б в

Рисунок 1.1 - Варианты, нанесения геометрического рисунка на фрикционную поверхность колодки

Таким образом, при данных вариантах геометрических рисунков интенсификация теплоотвода будет значительно выше, в сравнении с первым

вариантом из-за наименьших потерь давления и как следствие лучшей продувки фрикционных поверхностей. Однако в первом варианте скорость истечения воздушного потока будет максимальной и составит по расчетным данным г4 = 477 м/с, что превышает скорость звука. Эффект положительно сказывается на отводе частиц абразива из зоны фрикционного контакта, а так же способствует прижатию колодки в процессе торможения.

Анализ этого процесса показал, что подача сжатого воздуха и его истечение через зазор между фрикционными поверхностями тормозного механизма в процессе торможения аналогичен истечению газа через сопло Лаваля. При этом самым узким сечением сопла Лаваля является канал, который образуется при соприкосновении тормозных колодок с нанесенными на поверхность канавками в виде геометрического рисунка с тормозным барабаном. Выходным сечением сопла служит фаска фрикционной поверхности колодки, равная а = 30°.

В работе [17] были получены результаты теоретических и экспериментальных исследований которые показали, что подача сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном приводит к благоприятному режиму торможения, снижает температуру поверхностей трения, ведет к удалению продуктов износа из зоны трения, влаги и грязи. При этом подача сжатого воздуха при определенном оптимальном давлении сжатого воздуха не приводит к неустойчивой работе тормозного механизма и может быть рекомендована к использованию в практике конструирования тормозных систем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Горбатов Сергей Павлович, 2021 год

// // //

Я X=N -Р ; (2.15)

//

Я х =846-715 = 131Н. Вертикальные реакции в опоре самоотжимной колодки Я//у , Н, определяем

по формуле

// // // Я у =Т N , (2.16)

//

Я у =0,325 • 846 = 275Н.

Равнодействующая реакций Я// определяем по формуле

// / // 2 //2 Я =^(Я х) + (Я у) , (2.17)

^2 2 131 + 275 = 305Н

2.1.4 Расчет тормозных колодок на износ

Удельную работу трения тормозных накладок Ьуд, Дж/см2, определяем по формуле

Ь , =

М и 1

а

> = 2. ^' <2Л8)

где ^ - суммарная площадь проекций фрикционных накладок всех колес автомобиля, см2

^ = гб' 'в , (2.19)

где п - число тормозных накладок на автомобиле, 8 шт; в - угол охвата ьой накладки, в=1,74 рад; Ь - ширина накладки, Ь = 50 мм;

^ = 20 • 8 • 1,74 • 5 = 1392см

2

г 100046,7 1ЛЛтт , . Ьуд = 2ЛШ =100 Дж/см2

Среднее давление между барабаном и накладкой р , Н-см2 определяем по формуле

-2 / ' 10 • М г Р = -2- ^ Рмах , (2.20)

у • Г б•в

2

п

2

где М'г , М "г - максимальные моменты на самоприжимной и самоотжимной колодках, Н/см2;

¡л - коэффициент трения, ¡л = 0,30.0,35;

рмах - максимальное допускаемое давление, рмах =

3,5 МПа.

-2

/ 10 • 363000

Р =-2- = 3,2 ^ Рмах ;

0,325 • 20 -1,74 • 5

Среднее давление между барабаном и накладкой р11, Н-см2, определяем по формуле

-2 // " 10 - М т

Р =-2-" ^ Рмах ; (2.21)

¡и- г б - 5 - в

-2

// 10 - 55000 _

Р =-2- = 0,5 ^ Рмах •

0,325 - 20 -1,74 - 5

Для приработанных поверхностей деталей любой конфигурации, у которых на поверхностях трения установилась оптимальная шероховатость, воспроизводящаяся в процессе изнашивания, линейную интенсивность изнашивания , определяют по формуле в соответствии с методическими рекомендациями [25].

К = 0,2 - 0,5

г -1— у 1 2у

2К

- 22^ -15

а -К -07

апеР Кгг 0, 7

Е.

пР

V аГ у

^ 1 - ЕПР 2 -т

0

агу

к - /

м

0

, (2.22)

0

V

1

у

2

1

5

где - параметр кривой фрикционной усталости; V - параметр опорной кривой;

апеР - коэффициент перекрытия контактных площадей, апеР = 1;

К1у - поправочный коэффициент к числу циклов до отделения с поверхности частиц износа;

Епр - приведенный модуль упругости определяют по формуле;

_2-Ех- Е2

пр е + Е2 ,

(2.23)

где Е] и Е2 - модули упругости материалов соприкасающихся материалов Е1 = 2 • 105 МПа - для стали, Е2 = 250 МПа - для фрикционной накладки;

„ 2-2-10 -250 лпп,жтт Епр =-5-= 499МПа.

2-10 +250

аг - коэффициент гистерезисных потерь при простом растяжении-сжатии,

аг=1,2;

т0 - касательные напряжения, т0 = 0,0195

кг

мм

к - коэффициент, зависящий от волнистости поверхности к = 0,2; /м - молекулярная составляющая коэффициента трения, /м = 0,197;

сг0 - разрушающее напряжение при однократном растяжении, сг0 = 147 МПа;

->— —

I, = 0,2-0,5

1 1 2 -1,3

2-1,8 2-1,8 5

-2 -15 -1-2,5-0,7-

^ 499^2

V 1,2 у

-499 -0,0195-

1 Г 0'2'0'197 ^ = 1.29-10^.

1,3

147

1,2

5

,3

1

2

Толщину изнашиваемого слоя Ь, мм, определяют по формуле

V - V к = 2 - А - Ъ/1

к "Н

V!

- п - г.

(2.24)

где Ъ - полуширина полосы контакта, мм

Ъ„ = 1,552.

к, - ж - л

а пр

i - е

пр

(2.25)

где ка - динамический коэффициент ка = 2;

Ж/ - нормальная сила давление на колодку Ж/ = 5584 Н;

ЛпР - приведенный радиус кривизны ЛПР = 255 мм; I - ширина фрикционной накладки, I = 50 мм;

Ън = 1,552 -

V

2 - 5584-255

50 - 499

= 16,57

мм

V - окружная скорость барабана, м/с;

V =&-Л

(2.26)

V = 15,1- 0,255 = 3,8м / с.

К2 - скорость колодки V = 0; п - частота вращения барабана, п = 144 об/мин; г - время работы фрикционной накладки г = 60 мин;

-6 3 8 — 0

к = 2 -1,29 -10 -16,57 -3--144 - 60 = 0,37 мм

3,8 мм

Весовой показатель износа колодки О, г/мин определяют по формуле

G = р-Ж, (2.27)

где р - плотность материала фрикционной накладки, р = 2,5 г/см3; Ж - объём истираемого материала;

Ж = / - Ъ - к (2 28)

нага мин э

где ^Накл - длина накладки, = 190 мм; Ъ - ширина накладки, Ъ = 50 мм;

кмин - толщина изнашиваемого слоя за минуту непрерывной работы, мм;

0 037

Ж = 19 - 5 - = 0,058 см3. 60

О = 2,5 - 0,058 = 0,146 г/мин. 2.1.5 Расчет тормозных колодок на нагрев

Повышение температуры тормозного барабана за одно торможение Тн, К, вычисляем по формуле

Тн = Ма- 1 - У 2), (2.29)

2 - тб - с - 2

где Ма - масса автомобиля, кг;

иI, и2 - скорость автомобиля, начальная и конечная, и1=16,7 м/с (60 км/ч); те - масса тормозного барабана, кг;

с - удельная теплоемкость материала барабана, с = 500 Дж/(кг-К);

22

2 - число тормозных колес, 2 = 4.

При расчете на нагрев конечную скорость торможения принимают равной

нулю.

Масса барабана определяют по формуле

тб = 2-л-гб-в-у, (2.30)

где в - ширина накладки, в = 5,0 см;

5 - толщина стенки барабана, 5 = 0,8 см;

у - плотность материала барабана, для чугуна у = 7800 кг/м3 (0,0078 кг/см3); т = 2 - 3,14 - 20 - 5,0 - 0,8 - 0,0078 = 3,92кг.

Т = 1000-16,7 = 18*. н 2-3,92-500-4

2.2 Расчет экспериментального тормозного механизма

2

2.2.1 Расчет нагрузок экспериментального тормозного механизма Определим расчетные нагрузки экспериментального тормозного механизма, на фрикционные поверхности которого будет осуществляться подача сжатого воздуха, с целью определения показателей, влияющих на степень износа. Расчеты будут проводиться по выше приведенной методике.

В работе [52] было установлено, что необходимый тормозной момент на экспериментальном колесе Мгэкс, Н-м, (при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения) увеличился на 26,36% относительно не экспериментального колеса. По формуле (2.1) необходимый тормозной момент был определен, Мт составил 418 Н-м.

Следовательно, необходимый тормозной момент на экспериментальном колесе Мтэкс будет составлять 528,5 Н-м .

Разжимные силы, действующие на самоприжимную Р/экс, Н и самоотжимную Р//экс, Н экспериментальные колодки, определим по формуле

/ // М

Г> _ Р __тэкс

Р экс - Р экс -

к - и- гб , к- и- гб

а-Ко - и - Гб а-Ко + и - Гб

(2.31)

Р / =Р" =_528,5_= 9]]Н

экс экс 0,18-0,325-0,2 0,18-0,325-0,2 9 ■

-+-

0,1 - 0,88 - 0,325 - 0,2 0,1 - 0,88 + 0,325 - 0,2

2.2.2 Оценка эффективности тормозного механизма

Коэффициент эффективности Кэ экс, определяем по формуле

М

_ т экс

ээкс = М '

Р

где МР экс - момент, вычисленный по приводным силам, Н-м;

(2.32)

МРэкс = (Р/экс + РЛкс)Гб , (2.33)

МР экс = (911 + 911) - 0,2 = 364,4Н -

к = 5285 = 1,45.

ээкс 364,4

м.

Коэффициент самоусиления К экс, определяем по формуле

М

К =—^, (2.34)

сэкс М

тРэкс

где Мтр экс - статический тормозной момент,

/ //

М^ = (Рэкс + Рэкс)-Ь-V, (2.35)

(911 + 911)-0,18-0,325-0,2 М ----- = 213,2Н-м

тРэкс 0 1

К = 528,5 = 2,48 .

с 231,2

2.2.3 Выбор расчетных нагрузок тормозного механизма Для тормозного механизма с односторонними опорами и равными приводными силами Р/экс= Р/экс, Р2/экс= Р/экс вычисляем по формуле

»/ а-Ко +М- Г6

М - экс = МТ же V 6 , (2.36)

/ слос 0,1-0,88 + 0,325-0,2 леплтт Мтчгг = 528,5 - ——----— = 459,4Н - м

- 2-0,1-0,88

М - = М - М - , (2 37)

экс - экс экс' V • /

М11-экс = 528,5 - 459,4 = 69,1Н - м.

Равнодействующие нормальных сил Ж/ экс, Н, определяем по формуле

/

АТ -М^ тэкс

Ж экс =-, (2.38)

и-гб

/ 459 4

Ж эКС =-,— = 7068Н

0,325-0,2

Равнодействующие нормальных сил ж" экс, Н, определяем по формуле

// М

// тэкс

Ж эксс =-^, (2.39)

и-гб

// 691

Ж экс =-,-= 1063Н•

0,325-0,2

Горизонтальные реакции в опоре самоприжимной колодки Л1 х экс, Н, определяем по формуле

/ / / Л хэкс = Ж экс - Р экс , (2.40)

/

ЛхЭКс = 7068 - 911 = 6157 Н

Вертикальные реакции в опоре самоприжимной экспериментальной колодки Л' у экс, Н, определяем по формуле

/ / / Л у2 экс = Т 2 экс = /и- Ж экс , (2.41)

/

R у экс = 0,325 - 7068 = 2297Н.

Равнодействующая реакций Я/экс , Н, определяем по формуле

/ /2 /2

R экс =у1 (Rx экс) + (R у экс) , (2.42)

/ I 2 2

Л экс =А/ 6157 + 2297 = 6571Н.

Горизонтальные реакции в опоре самоотжимной экспериментальной колодки л"хэкс, Н, определяем по формуле

// // //

Л хэкс = N экс Р экс, (2.43)

Я" х экс = 1063 - 911 = 152Н.

Вертикальные реакции в опоре самоотжимной экспериментальной колодки Я"у экс, Н, определяем по формуле

// // // Я уэкс = Т экс = ¡л-N экс, (2.44)

Я" у экс = 0,325-1063 = 345Н.

Равнодействующая реакций Я^экс определяем по формуле

// //2 //2

Я экс = "у (Я хэкс) + (Я уэкс) , (2.45)

// I 2 2 Л экс = \ 152 + 345 = 377Н.

2.2.4 Выполним расчет экспериментальных тормозных колодок на износ Среднее давление между барабаном и экспериментальной накладкой Р МПа, определяем по формуле

экс

-2 / / 10 -М т

экс ^

Р экс = -2-— < Рмах , (2.46)

и - г б - 5 - в

где М'тэкс, М" тэкс - максимальные моменты на самоприжимной и самоотжимной колодках, Н-см;

Рмах - максимальное допускаемое давление, Рмах = 3,5 МПа.

-2

/ 10 -459400

Р экс = -2- = 4,1 ^ Рмах ;

0,325-20 -1,74-5

Среднее давление между барабаном и экспериментальной накладкой Р .

МПа, определяем по формуле

-2 //

// 10 -М т Рэксс = 10 М тэкс < РМх; (2.47)

и-г б-¡-в

-2

// 10 -69100

Р =-2-= 0,5 < Рм

0,31-15,2 -1,74-5

Толщину изнашиваемого слоя кэкс, мм, определяем по формуле

V - V

К* = 2- 1к-ЬНэкс- п-г, (2.48)

где ън экс - полуширина полосы контакта, мм

К = 1,552,

Н экс "

/

экс-Яр

1-Е

пр

где к. - динамический коэффициент к. = 2;

N экс - нормальная сила давление на колодку N экс = 7068 Н; Япр - приведенный радиус кривизны Япр = 255 мм;

I - ширина фрикционной накладки, I = 50 мм; Епр - приведенный модуль упругости, Епр = 499 МПа;

. 2-7068-255

= 1,552.-= 18,65 мм

Н экс V 50-499

V - окружная скорость барабана, м/с;

(2.49)

V =ю-Я , (2.50)

V = 15,1-0,255 = 3,8м / с.

/

^ - скорость колодки V = 0; п - частота вращения барабана, п = 144 об/мин; г - время работы фрикционной накладки г = 60 мин;

3 8 — 0

к = 2 • 1,29 -10—6 • 18,65 •3--144-60 = 0,42 мм

3,8 '

Весовые показатели износа колодки G, г/мин определяем по формуле

О = р- Ж, (2.51)

где р - плотность материала фрикционной накладки, р = 2,5 г/см3; Ж - объём истираемого материала, см3;

Ж = I -Ь-к (2 52)

накл мин? V • /

где Iнакл - длина накладки, Iнакл = 190 мм; Ь - ширина накладки, Ь = 50 мм;

кмин - толщина изнашиваемого слоя за минуту непрерывной работы, мм;

0 042

Ж = 19-5 - —— = 0,067 см3. 60

О = 2,5 - 0,067 = 0,168 г/мин.

2.2.5 Расчет экспериментальных тормозных колодок на нагрев Повышение температуры тормозного экспериментального барабана за одно торможение определяем по формуле

т = Ма(у 1 — у 2)

н экс ^ / . \

2-тб-(сб + с)-г

(2.53)

2

2

где Ма - масса автомобиля, кг;

V], и2 - скорость автомобиля, начальная и конечная, и1=16,7 м/с (60 км/ч);

тб - масса тормозного барабана, кг;

сб - удельная теплоемкость материала барабана, с = 500 Дж/(кг-К); св - удельная теплоемкость воздуха, с = 1000 Дж/(кг-К); 2 - число тормозных колес, 2 = 4;

При расчете на нагрев конечную скорость торможения принимают равной

нулю.

2

Тэкс =-1000 16'7-= 5,9*.

н 2-3,92-(500 +1000)-4

2.3 Анализ полученных результатов при теоретическом исследовании степени износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма

Для анализа степени износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма не экспериментального и экспериментального тормозного механизма, требуется рассмотреть следующие

показатели: среднее давление между барабаном и накладкой р1, толщину изнашиваемого слоя фрикционного материала колодки И, весовой показатель износа фрикционного материала колодки О, температуру тормозного барабана

Т

1 н.

Исходя из полученных данных следует, что среднее давление между барабаном и накладкой на экспериментальном колесе, выше на 22%, чем у не экспериментального колеса. Это связано с тем, что подача сжатого воздуха на фрикционные поверхности тормозного механизма привела к повышению тормозного момента на 26,36%. В связи с этим увечилась нормальная сила давления на колодки на экспериментальном колесе, что привело к повышению весового показателя износа фрикционного материала экспериментальной колодки по сравнению с не экспериментальной на 13%.

С другой стороны температура тормозного барабана экспериментального тормозного механизма снизилась на 67% по сравнению с не экспериментальным тормозным механизмом, в связи с тем, что при обтекании сжатым воздухом фрикционных поверхностей повышается их теплоемкость. Следовательно, как сказано в работе [3], при понижении температуры фрикционных поверхностей снижается их износ.

Теоретический анализ степени износа фрикционных поверхностей барабанно-колодочного тормозного механизма при подаче на них сжатого воздуха показал, что с одной стороны увеличивающийся тормозной момент приводит к увеличению давления на фрикционные поверхности экспериментального тормозного механизма, вследствие чего увеличивается их износа. С другой стороны подача сжатого воздуха значительно снижает температуру в зоне контакта фрикционных поверхностей тормозного механизма, что должно привести к снижению их износа.

Для выявления фактической степени износа фрикционных поверхностей при данных условиях, необходимо провести натурные экспериментальные исследования.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕПЕНИ ИЗНОСА ФРИКЦИОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА ПРИ ПОДАЧЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА МЕЖДУ ТОРМОЗНЫМИ КОЛОДКАМИ И ТОРМОЗНЫМ БАРАБАНОМ В ПРОЦЕССЕ ТОРМОЖЕНИЯ

3.1 Вступительные замечания и формулировка задач исследований

Целью данного исследования является экспериментально определить степень износа фрикционных поверхностей тормозного механизма при подводе сжатого воздуха между тормозным барабаном и тормозными колодками лесотранспортной машины.

Для выполнения экспериментального исследования требуется решить ряд задач [70], [71], [72]:

- Обосновать структуру и проектные параметры экспериментальной установки.

- Выбрать постоянные и переменные факторы, обосновать уровни варьирования переменных факторов и величин постоянных факторов.

- Выявить теоретические предпосылки для разработки программы и методики экспериментального исследования.

- Произвести экспериментальное исследование и обработать его результаты.

Объектом экспериментального исследования стали тормозные механизмы барабанного типа при подводе к ним сжатого воздуха. Предметом исследования стал процесс изнашивания фрикционных поверхностей данных тормозных механизмов.

В результате экспериментального исследования должны быть получены экспериментальные зависимости степени износа фрикционных поверхностей тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения от выбранных переменных факторов.

3.2 Выбор постоянных и переменных факторов

На процесс изнашивания фрикционных поверхностей тормозного механизма лесотранспортной машины при истечении сжатого воздуха через тормозные колодки и внутреннюю поверхность тормозного барабана оказывает влияние большое количество факторов. Все факторы, влияющие на данный процесс можно разделить на постоянные и переменные.

Численные значения постоянных факторов определяются конструктивными параметрами экспериментального тормозного механизма машины:

- радиус тормозного барабана - 125 мм;

- усредненный максимальный зазор меду тормозным барабаном и колодкой Из - 1,0 мм;

- рабочая длина фрикционной накладки ¡к - 250 мм;

- рабочая ширина фрикционной накладки Ьк - 50 мм;

- давление воздуха, подаваемого на фрикционные поверхности тормозного механизма - 0,6 МПа [9];

- диаметр подводящих отверстий штуцеров - 7 мм [9];

- площадь фрикционных накладок Sобщ - 248 см2 [9].

На износостойкость определенного вида фрикционного материала, работающего в определенном тормозном устройстве, могут оказывать влияние следующие переменные факторы:

- тепловой режим работы тормозного устройства;

- скорость относительного движения и режим измерения скорости во времени;

- величина нормального давления;

- характер приложения нагрузки;

- состояние окружающей среды (запыленность, влажность);

- продолжительность трения;

- состояние поверхностей трения и характер удаление продуктов износа

С учетом сказанного в качестве варьируемых конструктивных параметров, определяющих процесс изнашивания фрикционных поверхностей тормозного механизма будут приняты следующие варьируемые факторы: давление жидкости в тормозной системе рж (МПа), влияющее на величину нормального давления в трибологической системе «тормозная колодка-тормозной барабан» и частота повторений (срабатываний) на рабочем органе v, определяющая характер приложения нагрузки.

Измеряемой величиной при испытаниях будет износ фрикционных накладок тормозных колодок (в граммах) как экспериментального, так и не экспериментального тормозного механизма. По величине износа можно будет судить о влиянии подачи сжатого воздуха на фрикционные поверхности экспериментального тормозного механизма на процесс их изнашивания.

Согласно условиям работы экспериментального тормозного механизма, подача сжатого воздуха должна осуществляться перед процессом торможения и прекращаться после его завершения.

3.3 Определение пределов измерений переменных факторов

Для определения частоты повторений (срабатываний) на рабочем органе v были проведены практические замеры их количества на фронтальном погрузчике Volvo WHEEL LOADER L180G в соответствии с рисунком 3.1.

Рисунок 3.1 - Фронтальный погрузчик Volvo WHEEL LOADER L180G

При этом технологический процесс работы погрузчика заключался в перемещении сортиментов от линии сортировки на линию подачи в лесопильный цех. Данный процесс транспортировки древесины являлся циклическим. Процесс определения частоты повторений (срабатываний) на рабочем органе v заключался в том, что в течение 1 часа каждые 5 минут замерялось количество частоты повторений (срабатываний) на рабочем органе v (нажатие на педаль тормоза) погрузчика Volvo WHEEL LOADER L180G. Так же хотелось бы отметить, что в процессе определения простоев и остановок, не связанных с технологическими операциями, у погрузчика не было. Из чего можно сделать вывод, что полученные результаты регистрировались при максимальной технологической загрузке погрузчика. Результаты исследований представлены в таблице 3.1.

Согласно полученных результатов, приведенных в таблице 3.1, можно выявить максимальную и минимальную частоту повторений (срабатываний) на рабочем органе тормозного механизма погрузчика в пределах пятиминутного интервала: vMax = 36, vmin = 26. Для «чистоты» экспериментального исследования процесса изнашивания тормозных механизмов нами было принято vMax и vmin за 30 минутный период, что соответствует следующим значениям: vMax = 216 и vmin =156 повторений.

Для определения пределов давления жидкости в тормозной системе (МПа) было установлено, что максимальное и минимальное значение данного параметра должно соответствовать следующим условиям.

Максимальное давление жидкости в тормозной системе должно определяться исходя из максимальной тормозной силы, реализуемой в тормозном механизме. При этом ее величина не должна превышать сцепного веса машины. В противном случае процесс торможения будет невозможен из-за возникновения блокировки колес.

Таблица 3.1 - Результаты определения частоты повторений (срабатываний) на рабочем органе

Периодичность Количество нажатий на педаль

измерений в течение тормоза в течение

1 часа, мин. 5 мин.

5 30

10 26

15 36

20 30

25 34

30 33

35 29

40 31

45 30

50 34

55 35

60 30

Исходя из выше сказанного максимальное давление жидкости в тормозной системе pжmx МПа, определяем по формуле [39]

-2 / -2 // 10 -4Р 2 _ 10 -4Р 2

Ржмах 2 2 , (3.1)

7 ц -К- й ц 7 -я- й Ц

где P2, P2/- усилие на штоке тормозного гидроцилиндра, Н;

Пц - КПД рабочего тормозного цилиндра, для гидропривода, цЦ = 0,95.0,97;

п - математическая константа, п = 3,14;

dц - диаметр рабочего тормозного цилиндра, 19,05 мм; 0,019 м;

Выразим максимальное давление жидкости в тормозной системе, Мр, Н-м, через момент определенный по приводным силам по формуле

М

Г I и \

Р 2 + Р 2

V У

2

р -л -л - d ц р -л -л - (

* жмах ' ц ч ш г жмах ' ц

жмах ! ц