автореферат диссертации по транспорту, 05.22.02, диссертация на тему:Метод расчета автомобильных барабанных тормозных механизмов, основанный на законе распределения удельных нагрузок, определяемых характером перемещения тормозных колодок

Міністерство освіти України Український транспортний університет

УДК 629.3.021-59

Холодний Юрій Федорович

МЕТОД РОЗРАХУНКУ АВТОМОБІЛЬНИХ БАРАБАННИХ ГАЛЬМІВНИХ МЕХАНІЗМІВ, ЗАСНОВАНИЙ НА ЗАКОНІ РОЗПОДІЛУ ПИТОМИХ НАВАНТАЖЕНЬ, ЩО ВИЗНАЧАЄТЬСЯ ХАРАКТЕРОМ ПЕРЕМІЩЕННЯ ГАЛЬМІВНИХ КОЛОДОК

Спеціальність 05.22.02 - автомобілі і трактори

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

Київ-1998

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Кременчуцькому державному політехнічному інституті н кафедрі “Автомобілі і трактори”.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Шапко Володимир Федорович кафедра “Автомобілі і трактори” Кременчуцького державного політехнічного інститута

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Рудаинський Володимир Васильович головний науковий співробітник Державтотрансндіпроект

Ведуча організація: АТ Український інститут автобусо-тролейбусобудувані: УКРАВТОБУСПРОМ, м. Львів.

спеціалізованої вченої ради Д 26. 059. 03 при Українському транспортному університе за адресою: 252010, м. Київ, вул. Суворова, 1.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці унівеситета.

кандидат технічних наук, доцент

Волков Олександр Федорович

кафедра “Виробничі системи і сервіс на транспорті” Українського транспортного університета

Захист відбудеться “ З О" “ґ О 199_<Гр. в 'ґ О г<

годин на застані

Автореферат розісланий “і"£? 199_£р.

Вчений секретар спеціалізовано

Дмитрієв М.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТІ!

Актуальність теми. Створення і постановка на виробництво нових конку-ггно здібних моделей автомобілів вимагає корінної зміни не тільки кузова і каи, але і практично всіх його вузлів, систем і механізмів.

Однією з найбільш відповідальних систем автомобілів, тракторів і інших са-еідшгх машин є гальмівна. Створення сучасних автотранспортних засобів, осна-них високоефективними гальмівними системами, передбачав обов’язкове вико-еня національних і міжнародних стандартів. Це, в свою чергу, виражається в ітійному вдосконаленні гальмівних пристроїв відносно їх стабільності і надій-:ТІ.

. Постійне зростання інтенсивності транспортних потоків і, як наслідок, пьшення середніх швидкостей руху посилюють вимоги до розподілу гальмівних і автотранспортних засобів і є надійним обгрунтуванням необхідності все більш рокого введення антиблокувальких систем (АБС), які для цілого ряду тран->ртшіх засобів, відповідно до Додатку 13 Правил 13 СЕК ООН, стали обов'язкові обладнанням. Цим же стандартом наказується обов'язкове використання в тводі пар тертя гальмівних пристроїв автоматичних регулювальників зазорів.

При адаптації АБС і автоматичних регулювальників зазорів до конкретного інспортного засобу розробники часто стикаються з низькою швидкодією гьмівної системи, що викликається недостатньою жорсткістю безпосередньо ви-іавчих механізмів, і, як результат, можливим заклиненням колодок в барабан-х гальмівних механізмах, а також з відсутністю достатньої плавності в роботі -оритмів АБС. Все вище сказане висуває особливо жорсткі вимоги до кон->укції і до якості виготовлення гальмівних механізмів, що необхідно для отри-ння більш стабільних вихідних характеристик і зумовлюється самою конструк-ю, а також механічними характеристиками матеріалів, що застосовуються.

У процесі вдосконалення гальмівних пристроїв і окремих складових частин (як, наприклад, колодки, або розтискні пристрої) досягнут великий прогрес. У ганні роки широке застосування на самохідних- машинах отримали дискові іьмівш механізми. Однак потрібно відмітити, що прогноз про поступове відми-яня барабанних гальмівних механізмів не виправдався, оскільки вони мають свої реваги. Цими механізмами обладнується переважна більшість автомобілів, трак-зів, інших самохідних машин. Разом з тим потрібно підкреслити, що підвищення мог до стабільності і надійності гальмівних пристроїв обумовлює необхідність дальшого проведення теоретичних і експериментальних досліджень.

Великий внесок в розвиток теорії робочих процесів гальмівних систем внесли: Н.Н. Алекса, М.П. Олександров, Ю.Б. Бєлєнький, В.А. Богомолов, Н.А. Бу-харін, АХ Вольченко, Г.А. Гаспарянц, Б.Б. Генбом, ЕЛ£ Гецович, Б.В, Гольд, С.Н. Городецький, AJB. Гредескул, АХ Грішкевич, Г.С. Гудз, АХ Гутта, Л.В. Гуревич, В.А. Дем’янюк, ВХ Кліменко, LB. Крагельський, АС. Літвінов, В.П. Лобах, СХ Ломака, П.П. Лукін, Г.І Маміті, А.Ф. Мащєнко, P.A. Меламуд, Н.Ф. Метлюк, В.В. Нужний, В.В. Осепчугов, Л.М. Пижевич, Н.В. Путєєв, А.Б. Разумов, Д.А. Соцков, А.Н. Туренко, Б.С. Фалькевич, ÎLE. Фаробін, А.С. Федосов, А.В. Чичинадзе, Е-А. Чудаков, AJ. Day, P.R. Harding, Т.Р. Newcomb, D. Bjelovucic, J. Bochman і інші вітчизняні і зарубіжні дослідники.

Але як показує порівняльний аналіз розрахункових даних, отриманих з використанням теоретичних методик перерахованих вище авторів, мають місце значні розходження результатів розрахунків, що отримуються по них.

Значне неспівпадання даних пояснюється недосконалістю відомих методик і їх використання може привести до додаткових значних витрат при доведенні гальмівних механізмів, що створюються.

Мета посліимссипя: створення методу розрахунку автомобільних барабанних гальмівних механізмів, заснованого на законі розподілу питомих навантажень, що визначається характером переміщення гальмівних колодок.

Для досягнення поставленої мети були визначені наступні задачі:

1. Узагальнений аналіз існуючих методик функціональних розрахунків барабанних гальмівних механізмів.

2. Експериментальне моделювання процесу деформації накладки гальмівної колодки.

3. Поглиблений теоретичний аналіз розподілу питомих навантажень, діючих на матеріал накладки, для основних тинів гальмівних колодок.

4. Теоретичний аналіз процесу роботи самонритискної колодки для основних тинів гальмівних колодок.

5. Теоретичне моделювання і дослідження впливу зміни конструктивних параметрів гальмівної колодки на II робочу характеристику.

6. Поглиблений теоретичний аналіз робочих процесів барабанних гальмівних механізмів з внутрішнім розміщенням колодок в різному їх поєднанні з розробкою методики їх функціональних розрахунків.

Об'єкт дослідження: колодкові барабанні гальмівні механізми транспортних засобів.

Методика дослідження включає в себе теоретичний аналіз робочих про-ів барабанних гальмівних механізмів з внутрішнім розміщенням колодок різних струкцій в різному їх поєднанні, а також експериментальне моделювання про-у деформації імітаторів накладки гальмівної колодки.

Наукова новизна:

1. Виведені закони розподілу питомих навантажень, діючих на матеріал на-дки, для основних типів гальмівних колодок.

2. Уточнено моделювання робочого процесу самопритискної колодки

3. Розроблен метод функціонального розрахунку автомобільних гальмівних :анізмів.

Практична цінність. На основі розробки основних положень дисертації орені алгоритми робочих процесів барабанних гальмівних механізмів з 'трішнім розміщенням колодок.

Рекомендації, викладені в роботі, можуть бути використані в конструк-іських бюро заводів автомобільної промисловості при проектуванні нозих, а так при вдосконаленні вже існуючих конструкцій гальмівних механізмів.

Реалізація результатів роботи. Основні результати досліджень і метод ¡рахунків гальмівних механізмів використовувалися на Кременчуцькому авто-Зільному заводі і в учбовому процесі кафедри “Автомобілі і трактори" КДШ при «знанні курсових і дипломних проектів. Розроблена методика розрахунку ме-гізму з сервопідсилетіям колодок використовувалася Управлінням копструк->сько-експериментальних робіт Кременчуцького автомобільного заводу (УКЗР АЗ) при роботі над техпроектом “Вантажний автомобіль типу 4x2 вантажопідй-йістю 1,5-2,0 тони з дизельним двигуном потужністю до 95 к.с. і його мо-ЬікаціГ (тема 27-92).

Особистий внесок здобувача. Безпосередньо автором для трьох основних іів колодок розроблені методи: розрахунку значень розподіленого питомого на-ітаження, діючого на матеріал накладки; розрахунку за принципом івиноподібності" роботи самопритискної колодки;. функціонального розрахунку іьмівних механізмів.

Пиітробуваппя роботи. Результати досліджень, узагальнених в дисертації, їладалися і були схвалені на науково-технічній конференції молодих вчених і хівців КФ ХДПУ 1994 р., на 2-м міжнародному симпозіумі по трибології фрик-іних матеріалів “ЯРОФРИ-94" (м. Ярославль), на науково-технічній конференції Е> ХДПУ 1995 р., на 2-м міжнародному симпозіумі українських інженерів-

механіків у Львові (1995 р.).

Публікації- Представлені в дисертації положення, методики, висновки і рекомендації опубліковані в дев’яти друкарських наукових роботах, з яких сім статей і дві тези доповідей.

Структура і об'єм дисертації. Дисертаційна робота складається а введення,

4 розділів, висновків, списку використаних джерел, який налічує 79 найменувань, і 6 додатків. Робота викладена на 128 сторінках машинописного тексту, містить 10 таблиць і 36 рисунків.

ЗМІСТ РОБОТИ

У введенні обгрунтована актуальність теми, сформульовані мета і задачі диссертаційної роботи, викладені її наукова новизна і практична цінність, вказане випробування результатів дисертації.

У першому розділі проведений узагальнений аналіз раніше створених методик функціональних розрахунків барабанних гальмівних механізмів з внутрішній розміщенням колодок в порівнянні між собою, а також з результатами експериментальних данних, отриманих А.Й. Гуттой з використанням параметрів гальмівного механізму автомобіля ГАЗ-66, обладнаного гідравлічним розтискним пристроєм (Гутта АЛ Исследование выходных характеристик и стабильности основных конструктивных разновидностей колодочных барабанных тормозных механизмов автомобильных колес: Дис_ канд. техн. наук: 05.05.03. - Львов, 1975. - 180 с.).

Обчислення гальмівного моменту по відомих методиках дали разброс результатів для механізму загалом більш, як в 2,5 рази.

Отримані результати підтвердили необхідність уточнення методу функціональною розрахунку гальмівних механізмів.

У другому розділі приведені результати експериментальних досліджень деформацій імітаторів накладок гальмівних колодок Задачею досліджень було отримання даних, необхідних для уточнення процесу взаємодії контактуючої пари колодка - барабан, так як попередній аналіз публікацій показав, що в цій фундаментальній області функціональних розрахунків гальмівних механізмів немає єдиної думки. Було проведено 2 типи експериментів.

Для проведення експеримента першого тішу використовувалися “імітатори накладки гальмівної колодки" серпастого профілю, виготовлені з еластичного і жорсткого пенополіуретанів.

Для проведення експеримента другого типу використовувався “імітатор на-

.дки гальмівної колодки" також серпастого профілю, виготовлений з плексигла-(торгова назва блокового поліметілметакрилата). На тильну поверхню деталі бу-нанесено фотовідбивне покриття, виготовлене на основі смоли РС-6 фірми ОТОРЬАБТІС (США).

Результати експериментальних досліджень поетапно фіксувалися за допоюю фотографії.

У третьому розділі представлені теоретичні дослідження взаємодії контак-очої пари гальмівна колодка - барабан для трьох основних типів колодок.

Колодки барабанних гальмівних механізмів з внутрішнім розташуванням юдок можна розділити на дві групи:

1) маючі одну ступінь свободи;

2) маючі дві ступіш свободи.

У свою чергу колодки барабанних гальмівних механізмів з двома ступінями >боди можна розділити на два види:

а) маючі одночасно дві осі повороту;

б) що мають одну вісь повороту і що одночасно здійснюють при цьому плоско-паралельне переміщення.

У основу розрахунків всіх трьох видів гальмівішх колодок встановлені на-упні допущення:

1) всі деталі гальмівного механізму, крім накладки, абсолютно жорсткі;

2) матеріал накладки однорідний і ізотропний;

3) накладка колодки прироблена і всією поверхнею прилягає до гальмівного барабана;

4) площа контакту накладки з барабаном постійна і дорівнює номінальної;

5) величина коефіцієнта тертя накладки постійна.

Розглядалися тільки плоскі моделі гальмівних механізмів і, отже, гальмівних

'ЛОДОК.

Функціональний розрахунок будь-якого барабанного гальмівного механізму з іутрішнім розміщенням колодок потрібно представляти у вигляді самостійних

функціональних розрахунків кожної з них. Зв'язуючою ланкою буде:

- для гальмівних механізмів з механічними розтискними пристроями типу Б-

або г-образних кулаків, а також для клинового розтискного пристрою типу НаМех - рівність гальмівних моментів;

- для гальмівних механізмів з гідравлічними розтискними пристроями (при

рівних діаметрах поршнів), а також для клинового розтискного пристрою з “плаваючим клином" - рівність привідний сил.

ГАЛЬМІВНІ КОЛОДКИ З ОДНІЄЮ СТУПШНЮ СВОБОДИ

Оскільки розподілене питоме навантаження, діюче зі сторони накладки на гальмівний барабан, е результатом дії на колодку з боку розтискного пристрою зусилля, то звідси задача визначення напряму дії розподіленого питомого навантаження зводиться до визначення напряму максимальної деформації фрикційного матеріалу в будь-якій, довільно взятій точці накладки.

Деформаціями гальмівної колодки і її опор можна нехтувати в зв’язку з їх незначною величиною в порівнянні з деформаціями матеріалу накладки, що має модуль пружності на декілька порядків нижче, ніж матеріал колодки і її опор.

Представимо поверхню тертя колодки об гальмівний барабан у вигляді нескінченно великої безлічі точок, кожна з яких при повороті колодки переміщається по дузі з жорстко фіксованим радіусом (наприклад точка А, див. рис.

1). ‘

Нехай кожній точці при цьому відповідає дугоподібний елемент накладки, середня лінія якого співпадає з дугою переміщення власне точки. Всі дугоподібні елементи при цьому в радіальному напрямі (відносно осі колодки) мають однакову товщину рівну нескінченно малій величині dq.

При повороті колодки на нескінченно малий кут йу (при знятому гальмівному барабані) довільна точка А накладки переміститься по дузі АА' і займе положення точки А' (див. рис. 2). Всі точки накладки при цьому повернуться на той же кут, але кожна пройде різний шлях (чим віддаленій точка від осі колодки, тим шлях, пройдений нею, буде більше).

Розглянемо гальмівний механізм в стані, коли барабан не обертається (тобто коли до нього не прикладений момент) і колодки з приробленими робочими поверхнями торкаються робочої поверхні барабана.

Після додатку зовнішнього притискного зусилля до колодок, що повертає їх на нескінченно малий кут йу, внаслідок пружної деформації матеріалу накладки

гочка А не переміститься і не займе положення точки А'.

Ні=Нт5

Рис. 1 - Розрахункова схема гальмівної колодки

іЕи А ■ елементарна нормальна стискаюча сила; ц-сіїм а - величина дотичної стискаючої :или яку можна реалізувати; (Шд - нормальна реакція на дію елементарних сил сіР^ а і д; ф, - кут між відрізками, що з'єднують точку, що розглядається, з осями обертан-зя гальмівного барабана і колодки:

Еітах- відстань від осі колодки до найбільш видаленої точки накладки, що розраховується; її пип" відстань від осі колодки до найменше видаленої точки накладки, що розраховуєть-:я; Н; - відстань від осі колодки до довільної точки накладки; а^,,- кут між відрізками, що з'єднують вісь обертання барабана з віссю повороту колодки і з точкою накладки-найбільщ видаленої від осі колодки; Кщ, - кут між відрізками, що з’єднують вісь обертання барабана з віссю повороту колодки і з точкою накладки найменше видаленої від осі їолодки; с - відстань від осі колодки до осі барабана; р - кут тертя

У той же час відомо, що питоме навантаження, діюче на який-небудь матеріал, буде мати своє максимальне значення в напрямі, співпадаючому з напрямом максимальної деформації матеріалу в точці, що розглядається. Звідси, на зснові закону Гука, можна передбачити, що для деформації матеріалу фрикційної накладки на величину, відповідну довжині нескінченно малої дуги АА' (див. рис.

(1)

2), необхідно прикласти зусилля в нормальному і дотичному напрямах відповідно пропорційні довжинам її проекцій АА" і А"А'. Для реалізації деформації матеріалу в напрямі АА" немає ніяких обмежень, що пояснюється нормальною спрямованістю прикладених зусиль. У протилежність цьому деформація матеріалу в напрямі А''А' обмежена значенням дотичної сили, що реалізовується, і визначається величиною нормальної сили і коефіцієнтом тертя.

Рис. 2 - Деформація матеріалу накладки колодки в точці А

сіу - величина нескінченно малого кута повороту колодки; О' - положення точки О після повороту колодки; А' - положення точки А після повороту колодки; А" - проекція точки А' на продовження нормалі до точки А

Знаючи питоме навантаження, діюче на фрикційний елемент в даній точці, а також геометричні характеристики самого елемента (товщину і ширину) можемо визначити значення елементарної сили сПГд, що притискує елемент накладки, що розглядається, до барабана;

<Да = Ра'ь- ■ Т Т (2)

Біп^д + р)

де рд - значення питомого навантаження в довільній точці А; гід - товщина дугоподібного фрикційного елемента;

Ь - ширина накладки колодки.

Так як <іу є нескінченно малою величиною, то можна прийняти, що довжина дуги А А' буде рівна довжині хорди АА':

сНА = |АА'ИАС|.5т(^}.2 , що прийняти, що ІО АІ =гБ; | ОС | =с; | АС | =Н;

Ді

Нл = ^(г|+с2-2-гБ-с-созаА) , (3)

аА * КТТ мі'к відрізками, що з'єднують вісь обертання барабана з віссю повороту колодки і з точкою накладки, що розраховується.

Але так як сіу є нескінченно малою величиною, то

Ла=На-Ф' ■ (4)

Використовуючи формулу (4) можна записати:

¿1л = йих-~- • (5)

■^тах

Оскільки в розрахунках враховувалися тільки пружні деформації матеріалу ікладки, то на основі закону Гука можна записати: одо величина дійсної деформації складе

НІ -ні НА 5ШРа Нш ^ О т

,ДІ ^А=СІІ-т.ІІЛ.^ГА (6)

Нт Зіп^

; сіГд - сила в довільно взятій точці накладки;

с!Гт - сила в точці накладки з максимальними питомими навантаженнями.

На основі (2) попередня формула прийме вигляд:

Нд ЗІіЦРд МУ:\ +р) (1)

А таХ Нш 5Іп(^т+р)’

- Ртах " значення максимального питомого навантаження, діючого на накладку колодки.

Отримане вираження дає можливість, па основі зпаппя характеристики рикційпого матеріалу і геометричних параметрів гальмівної колодки, визпа-ити значення розподіленого питомого навантаження, діючого на матеріал наладки в довільно вибраній точці її поверхні.

Розглянемо колодку, зображену на рис. 1, як самопритискну. Цьому буде відповідати обертання барабана проти годинникової стрілки.

Величину гальмівного моменту можна знайти по наступній формулі:

и ії*пзах

мтР=^ • е (н< • ®іп(^»+р)) ■ (8)

Нт-яп9)т-5іп(рт+р) н=п

Примітка. При досить малому кроці розрахунків, коли скі прагне до нуля, можна прийняти за Нщах відстань до найбільш видаленої точки накладки, а за Н^п - відстань до найближчої, по відношенню до осі колодки, точки накладки.

Повна величина моменту, що притискує самопритискну колодку до гальмівного барабана, знаходиться по формулі:

Н=тах

М " """"

_ ^ г. п=пих. ч

—----:Рта-—. ’----Г- £ (н^-зт^-біп^ + р)) (9)

Нт-втрт-вт^+р) '

Даний момент є сумарною величиною, що складається з нескінченно великого числа моментів, що лавиноподібно викликаються дією на колодку моменту тертя.

Звідси момент притиску колодки тільки від впливу розтискного пристрою можна знайти по формулі:

Нп Ь п=шах. V

Мп !=-—НпахГ. Ч;-------- £ /н^іп^-мл^ + р)); (10)

у Н_ -5іпйз_ ’віта.. + п\ ,, V 1

де ртах1 - максимальне питоме навантаження, що викликається дією безпосередньо розтискного зусилля.

Спираючись на вище сказане формула визначення максимального значення розподіленого питомого навантаження прийме вигляд:

}-пґ Н=шах. /Н=шах. ^

Ртах ~ Ртах гЦї1' 2 (н?-СОБ р, ■ МП^,-+ р)| / £ (Н?-ЗІП^; • зЦр,- + р)| ¡(11)

у=І V Н=тіп / Н=тіп

де у = {і;2;...;п}.

Звідси момент, що притискує самопритискну колодку до барабана тільки від впливу розтискного пристрою, з використанням вище приведених формул:

M j= —---------Ртах dqb £ iHj • sin?); • sin(p, + p)j +

P Hm-sinpm sm(f>m +p) jjf^V v n

j-пҐ H=max. /И=тах,

*ZU‘ Z (H/-cosprsin(p(+p)) £ iHf • sin<Pj-sin(^,' + p)j

IV II=mm / II-:r.:n

Розглянемо колодку, зображену на рис. 1, як самовідтискну. Цьому буде довідати обертання барабана за годинниковою стрілкою.

При роботі самовідтискної колодки за рахунок сил тертя виникає момент, агнучий відкинути саму колодку від робочої поверхні барабана. Тому момент итиску колодки, від дії розтискного пристрою, дорівнює сумі моменту са-відтиску і моменту притискання, необхідного безпосередньо для отримання монту тертя.

Момент притискання від дії розтискного пристрою:

_ j ^ Н=тах. .

Мпр=„ -------------------—у І (Hf sin^- sm^+p)); (13)

р Нт зтрш'5іп(^ш +pj v /

мент самовідтиску

т\іг ' РтЗХ тр* ^3 * ^ /тт2 ■ / , Л /і л\

Мсо=-------------------------;--— ■ X (Н,- cos^-sm^i+p)); (14)

Hm - sin 9>т • sin(^m + pj Hf^nV ' П

Ртах тр" максимальне питоме навантаження, що являє собою частину від Рта*, і витрачається тільки на вироблення моменту тертя;

мент притискання, що витрачається тільки на вироблення моменту тертя

Мпртр= P^.p:.dij--------------- .Н ■ sin<рі■ sin(<Pi + р)); (15)

Р Р Нт -SIR<рт *sin(<pm + р) V П

ідей рівняння максимального питомого навантаження, діючого на матеріал на-адки:

ґ Н=тах. . /Н=тах . . 'N

этах ~ Ртзх тр' /*' Z (Н? ‘C0S 4>і' ™{<Рі + р)) Z (Н?-sin^-sin^,-+/>)] +1 ; (16)

\ Н=тга / Н=тю '

Момент тертя, що виробляється колодкою, обчислюється по формулі:

ніг Р‘ Рпзах тр *Б чг4 (тт • ( \\ /і>"\

М =--------;-----v—}-------Г- £(H,sin(p,.^p)). (10

р Нт • sm(Z7m ■ sin^^ +р) Hf^ ■ v "

ГАЛЬМІВНІ КОЛОДКИ З ДВОМА СТУПІНЯМИ СВОБОДИ

Аналогічно гальмівній колодці, що має одну ступінь свободи, були розглянуті відповідно гальмівні колодки, що мають дві стугшгі свободи.

Початковим пунктом розгляду першої з них було припущення про те, що поворот колодки відносно двох осей можна представите як послідовний поворот однієї і тієї ж колодки, що має одну ступінь свободи, відносно кожної з осей. А звідси слідує, що елементарна сила, що притискує довільну точку накладки до барабана являє собою сумарну величину, причому внаслідок пружної деформації накладки колодка провертається відносно точок Сі і С2 (дві осі повороту колодки) на один і той же нескінченно малий кут. А це, в свою чергу означає, що деформації, елементарні сили, а також питомі навантаження, що розглядаються відносно точок Сх і С2 і видалені відносно цих же точок на одну і ту ж відстань, рівні між собою.

Початковим пунктом розгляду другої колодки було припущення про те, що вона має одночасно одну вісь повороту і здійснює при цьому плоско-паралельне переміщення.

Відносно осі С, а також паралельно опорної поверхні, вся накладка колодки умовно може бути розбита на елементарні фрикційні елементи. Всі вони мають однакову товщину рівну нескінченно малій величині dq.

Процес роботи колодки можна представити як поворот її, аналогічно колодці яка має одну ступінь свободи, з послідовним плоско-паралельним переміщенням вздовж самої опорної поверхні. Причому плоско-паралельні переміщення всіх точок накладки рівні між собою. А раз колодка, що розглядається повертається в процесі роботи відносно осі С і переміщається вздовж опорної поверхні, то елементарна сила, що притискує довільну точку накладки до барабана являє собою сумарну величину і може бути представлена у вигляді двох складових.

У четвертому розділі дана методика функціонального розрахунку гальмівних механізмів.

Описані в роботі види колодок представлені в різному їх поєднанні з точки зору інтегрування з них гальмівних механізмів.

Приведеш зображення реальних гальмівних механізмів з вказівкою відповідних ним номерів схем, а також номери (відносно дисертаційної роботи) мінімального набору формул, необхідних для проведення функціональних розрахунків автомобільних гальмівних механізмів різних конструкцій.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

1. Існуючі теоретичні методики дають значне відхилення розрахункових

них гальмівного моменту одна відносно іншої для механізму загалом більш, в 2,5 рази, що викликається недосконалістю самих методик. ,

2. Класичний підхід про нормальну спрямованість розподіленого пито-■о навантаження , діючего зі сторони накладки на гальмівний барабан, не аовідас реальній картині, так як визначається характером переміщення ьмівпих колодок в процесі їх роботи, при цьому питоме навантаження в ільній точці поверхні накладки, в статиці має своє максимальне значення в ірямі, співпадаючому з напрямом максимальної деформації матеріалу наїдки в даній точці, а саме відхилено на величину кута тертя від нормалі.

3. Моменти тертя і притискання, а також максимальне значенім ¡поділеного питомого навантаження самопритискних колодок є сумарними tu чинами, що складаються з нескінченна великого числа складових, що лави-юдібно викликаються дією на колодку моменту тертя.

4. Для колодок, що мають одну ступінь свободи:

і зміні відстані від осі гальмівного барабана до осі колодки, в відношенні до цусу барабана, від 0 до 0,28 і при значеннях кута, що визначає розташування іближчого до осі колодки торця накладки, близького до максимальних иблизно від 55 до 70°, як механізм загалом, так і самопритискна колодка, жуть розпивати значні гальмівні моменти (відмінні від мінімальних на 19 мдгав), що неминуче викликає ефект самозаклинювання, при цьому топідтискна колодка володіє досить високою стабільністю (максимальне ічення гальмівного моменту відрізняється від мінімальних в 7 разів).

5. Для підвищення стабільності самопритискної колодки, з точки зору зоблення гальмівного моменту, слідує:

- вісь опори колодок розташовувати як можна ближче до робочо!

поверхні барабана;

- значення кута amin слід задавати, як можна менше (до 3...5°, що

зумовлюється кутом повороту гальмівної колодки за весь період її служби).

6. Для самовідтискпих колодок характерна найбільша стабільність ксимальних значень розподіленого питомого навантаження при аШц, рівному

а для зниження питомих навантажень слідує вісь опори колодок

розташовувати як можна близкие до робочої поверхні барабана.

7. Для підвищення стабільності самовідтискної колодки, з точки зору вироблення гальмівного моменту, слідує кут ашіп вибирати в діапазоні 15...25°.

8. Привід гальмівного механізму розтискним пристроєм з “8" - образним розтискним кулаком впливає великий чипом на нестабільність самого гальмівного механізму. По мірі зносу накладок колодок відбуваєтся падіння гальмівного моменту (до 6%).

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Холодный Ю.Ф. Распределенная удельная нагрузка на тормозной барабан // Автомобильная промышленность. 1995. - №2. - С. 17-18.

2. Холодный Ю.Ф. Расчет распределенной удельной нагрузки, действующей на материал накладки тормозных колодок, имеющих одну степень свободы // Придніпровський науковий вісник. Технічні науки. Червень 1998. - №55 (122). - С. 58-63.

3. Холодный Ю.Ф. Функциональный расчет колодок барабанных тормозных механизмов, имеющих одну степень свободы // Придніпровський науковий вісник. Технічні науки. Червень 1998. - №55 (122). - С. 63-67.

4. Шапко В.Ф., Гутта А.И., Холодный Ю.Ф. К вопросу исследования направленности действия распределенной удельной нагрузки в парах трения барабанного тормозного механизма // Труды 2-го международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов. Т.1. - Ярославль: НИИАТИ-ТИИР, 1994. - С. 185-190.

5. Шапко В.Ф., Гутта А.И., Холодный Ю.Ф. Функциональный расчет барабанного тормозного механизма с разнесенным размещением опор колодок, имеющих одну степень свободы // Труды 2-го международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов. Т.1. - Ярославль: НИИАТИ-ТИИР, 1994. - С. 191195.

6. Холодный Ю.Ф., Шапко В.Ф., Гутта А.И. О расчете удельных нагрузок, действующих на тормозную накладку, в колодках, имеющих две степени свободы // Научные труды региональной научно-технической конференции “Проблемы создания новых машин и технологий”. -Кременчуг: КФ ХГПУ, 1996. - С. 16-17.

7. Шапко В.Ф., Гутта А.И., Холодный Ю.Ф. Функциональный расчет барабанного тормозного механизма // Сбірник наукових праць 1994р. 41. - Кременчук:

Е> ХДПУ, 1995. - С. 55-61.

8. Гутта А., Шапко В., Холодный Ю. Про визначення напрямленості діі зподіленого питомого навантаження в парах тертя барабанного гальмівного ме-нізму // Тези доповідей 2-го міжнародного симпозіума украінських інженерів-ханіків у Львові. - Львів: ДУ “Лвівська політехніка”, 1995.

9. Холодный Ю.Ф. Методика теоретических исследований рабочих процес-в колодочных барабанных тормозных механизмов // Матеріали науково-хнічноі конференціі молодих вчених і спеціалістів КФ ХДПУ. -Кременчук; КФ ЦЇУ, 1994. - С. 6.

АНОТАЦІЯ

Холодний Ю. Ф. Метод розрахунку азтоиобільшіх барабанних льиівпіїх механізмів, заснований на законі розподілу питомих навантажень, [значаємих характером переміщення гальмівних колодок. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спе-альності 05.22.02 - Автомобілі і трактори. - Кременчуцький державний

шітехнічшш інститут, Кременчук. 1998 р.

Дисертаційна робота містить узагальнений аналіз існуючих методик функ-ональних розрахунків барабанних гальмівних механізмів, експериментальне мо-■лювашія процесу деформації накладки гальмівної колодки, поглиблений теоре-гчний аналіз розподіленого питомого навантаження, діючої на матеріал накладки ля основних типів гальмівних колодок), теоретичний аналіз процесу роботи са-зпритискної колодки (для основних типів гальмівних колодок), теоретичне моде-овання впливу зміни конструктивгаїх параметрів гальмівної колодки на її робочу ірактеристику, теоретичний аналіз робочих процесів барабанних гальмівних ме-інізілів з внутрішнім розміщенням колодок в різному їх поєднанні з розробкою етодики їх функціонального розрахунку.

Ключові слова: гальмівна колодка, самопритискна і самовідтискна колодки, омент тертя, момент притискання, розподілене питоме навантаження.

АННОТАЦИЯ

Холодный Ю. Ф. Метод расчета автомобильных барабанных тормозных механизмов, основанный на законе распределения удельных нагрузок, определяемых характером перемещения тормозных колодок. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.02 - Автомобили и тракторы. - Кременчугский государственный политехнический институт, Кременчуг. 1998 г.

Диссертационная работа содержит обобщенный анализ существующих методик функциональных расчетов барабанных тормозных механизмов, экспериментальное моделирование процесса деформации накладки тормозной колодки, углубленный теоретический анализ распределенной удельной нагрузки, действующей на материал накладки (для основных типов тормозных колодок), теоретический анализ процесса работы самоприжимной колодки (для основных типов тормозных колодок), теоретическое моделирование влияние изменения конструктивных параметров тормозной колодки на ее рабочую характеристику, теоретический анализ рабочих процессов барабанных тормозных механизмов с внутренним размещением колодок в различном их сочетании с разработкой методики их функционального расчета.

Ключевые слова: тормозная колодка, самоггрижимная и самоотжимная колодки, момент трения, момент прижатия, распределенная удельная нагрузка.

ABSTRACT

Jury F. Kholodny The method of the calculation of automobile drain brake gears, basics on the law of specific load acting, definition of character movement of the brake shoes. -Manuscript.

Dissertation thesis for the academic degree of candidate of science; speciality 05.22.02 -automobiles and tractors, Kremenchug branch of Kharkov state poütechnic university, Kremenchug, 1998.

Dissertation thesis contains the generalize analysis existent methodes functional calculation of drum brake gears, experiment modelling the deformation of brake shoe lining, the deep theoretical analysis of the specific load acting, acting on shoe lining (for basics typeis of brake shoes), the theoretical analysis of working process of self-pulling in shoe (for basics typeis of brake shoes), the theoretical modelling influence changing of constitutive parameters brake shoe to it working characteristic, the deep theoretical analysis working processes of drum brake gears with inside shoe supports at any combination with work out method it functional calculation.

Key words: brake shoe, self-pulling in and self-pulling away shoes, the braking torque, the moment of pressing, the specific load acting.

Підписано для друку 07.09.98. Формат 60x90/16. Папір офсетний. Друк ризопринтний. Тираж 100 прим.

Видавничий відділ КДПІ, м. Кременчук