автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Улучшение эксплуатационных свойств тормозной системы лесотранспортных машин

На правах рукописи

00501544о

ВАШУТКИН Александр Сергеевич

Улучшение эксплуатационных свойств тормозной системы лесотранспортных машин

05.21.01. «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МДР Ш

Архангельск - 2012

005015443

Работа выполнена в «Северном (Арктическом) федеральном университете имени М.В. Ломоносова»

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор,

Дмитрий Геннадьевич Мясищев

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Александр Михайлович Кочнев

- кандидат технических наук, доцент, Василий Михайлович Дербин

Ведущая организация: - ОАО «Соломбальский машиностроительный

завод» (ОАО «СМЗ» 163020, г. Архангельск, пр. Никольский, 77)

Защита диссертации состоится 14 марта 2012 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.01 при Северном (Арктическом) федеральном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17, главный корпус, ауд. 1220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «10» февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В настоящее время большая доля перевозок древесной продукции приходится на лесотранспортные машины: автомобили лесовозы, портальные лесовозы. Для увеличения транспортной работы этих машин, повышения их эффективного использования, а следовательно, для получения большого экономического эффекта для отдельно взятых предприятий и страны в целом, требуется совершенствовать их системы и механизмы управления.

Тормозная система это один из наиболее ответственных узлов машины определяющих надёжность, динамику, манёвренность и безопасность ее эксплуатации.

Значение тормозных устройств велико в связи с интенсификацией производства, увеличением движущихся масс, скоростей перемещения и частоты торможений.

Автолесовозы, портальные лесовозы работают в условиях ограниченного движения. Эти условия характеризуются сложностью маневрирования и требуют частых торможений. Нередко эти машины эксплуатируются на дорогах с ухудшенным покрытием, на которых присутствует грязь, пыль, влага попадающие на фрикционные поверхности тормозных механизмов. Все это ведет к повышенному тепловому состоянию тормозных механизмов, а также к ухудшению их эффективной и стабильной работы.

Для снижения тепловой нагруженности тормозного механизма лесотранспортной машины, а также выноса продуктов износа из зоны трения используют подачу сжатого воздуха между его тормозными колодками и тормозным барабаном. При этом сжатый воздух рассматривается как фактор, снижающий температуру поверхностей трения, но он не рассматривается как силовой фактор, который может снижать эффективное и стабильное функционирование тормозного механизма за счет снижения коэффициента трения фрикционных пар и создания силы противодавления со стороны сжатого воздуха силам, приводящим колодки в движение.

Диссертация посвящена решению задач, которые способствуют оптимальному нахождению параметров и характеристик тормозной системы при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения.

Цель работы. Улучшить эксплуатационные свойства тормозной системы лесотранспортной машины обоснованием технических решений и параметров подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения.

Задачи исследований. Для достижения заданной цели требуется решить ряд задач:

• выполнить конструктивный обзор тормозных механизмов машин и их анализ; рассмотреть факторы, влияющие на тепловое состояние тормозных механизмов, на их эффективность и стабильность в работе;

• обосновать выполнение подвода сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• выполнить теоретическое исследование работы тормозного механизма при подводе сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• спланировать экспериментальную установку и провести эксперимент; выполнить анализ результатов эксперимента; выполнить сравнение и дать заключение по теоретическому и экспериментальному исследованию;

• сделать и обосновать выводы, дать рекомендации по конструированию, изготовлению и эксплуатации тормозных систем лесотранспортных машин с подводом сжатого воздуха к тормозным механизмам.

Объектом исследования послужили тормозные механизмы автомобиля ЗИЛ-ММЗ 554.

Предметом исследования были определены характеристики барабанных тормозных механизмов - эффективность и стабильность, которые оценивались показателями - коэффициентом эффективности Ст и коэффициентом относительной чувствительности е.

Новизна исследований и научных результатов заключается в разработанных и исследованных на ЭВМ теоретических и экспериментальных моделях, позволяющих повысить эффективность торможения лесотранспортной машины с учетом особенностей подачи сжатого воздуха на поверхности трения колесного тормоза.

На защиту выносятся:

• методика определения оптимальных параметров и характеристик тормозной системы при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• результаты теоретического расчета энергетических показателей тормозной системы, обеспечивающие подачу сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• математическая зависимость, определяющая основные параметры и характеристики тормозной системы, влияющие на работу тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозньми колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• рекомендации по проектированию и изготовлению узлов и деталей, обеспечивающих подвод сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается экспериментальными данными и практикой опытной эксплуатации машины с тормозными механизмами, имеющими подвод сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном. Теоретические зависимости получены при конкретных допущениях и не противоречат основным законам теоретической механики.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в углублении теоретических знаний в функционировании тормозной системы лесотранспортных машин.

Практическая полезность работы заключается в увеличении эффективности тормозного процесса лесотранспортной машины и как следствие, повышение эффективности транспортного процесса. Реализация результатов исследований.

Результаты диссертационной работы включены в техническую документацию, переданную ОАО «Соломбальский машиностроительный завод» (ОАО «СМЗ»), для изготовления тормозных систем автолесовозов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались: 1. На научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных, инженерно-технических работников и аспирантов по итогам работ за 2009 год Архангельского государственного технического университета. 2. На международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, ВГТУ, 7-9 декабря 2010 года). 3. На международной научно-технической конференции «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии» (г. Петрозаводск, ПетрГУ, 20-22 сентября 2011 года). 4. На международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, ВГТУ, 6 декабря 2011 года). 5. На научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова «Развитие северо-арктического региона: проблемы и решения» с 06.01.2012-08.01.2012 гг.

Публикации. Основные результаты работы изложены в 3 печатных работах, перечень которых приведен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертация объемом 139 страниц состоит из введения, 5 глав, общих выводов и рекомендаций, содержит 34 рисунка и 17 таблиц. Список литературы включает 59 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена общая характеристика проблемы, дана ее актуальность.

В первой главе, анализируя труды ученных, занимающихся динамикой торможения, Александрова М. П., Генбома Б. Б., Вольченко А. И., Никульникова Э. Н., Федосеева В. Н. и др. были рассмотрены следующие вопросы: классификация часто встречающихся тормозных механизмов машин; особенности тормозов с внутренним расположением колодок, основные характеристики их работы - эффективность и стабильность, которые оцениваются показателями их функционирования - коэффициентом эффективности Ст и коэффициентом относительной чувствительности е. Показан порядок расчета тормозов с внутренним расположением колодок. Дан сравнительный анализ типовых конструкций тормозов с внутренним расположением колодок.

Кратко рассмотрены конструктивные и теоретические аспекты дисково-колодочных тормозных механизмов для сравнения их с барабанными тормозными механизмами.

Сказано, что в качестве колесных тормозов портальных автолесовозов, автомобилей лесовозов используют барабанные тормозные механизмы. Эти машины работают в ограниченных условиях, где требуется частое торможение. При этом они эксплуатируются, как правило, на грунтовых дорогах, имеющих грязь, воду, которые попадают на рабочие элементы тормозных механизмов, ухудшая процесс торможения. Из-за резко переменного режима работы тормозов у таких машин, наблюдаются термические деформации их элементов, непрерывно изменяются значения таких дестабилизирующих факторов, как коэффициент трения /, величина (угол обхвата накладок р) и положение (угол несимметричности накладок у относительно оси максимального давления) зоны контакта.

Выявлены факторы, влияющие на тепловую нагруженность барабанных тормозных механизмов.

Рассмотрены наиболее характерные конструкции усовершенствований элементов барабанно-колодочных тормозов отечественных и зарубежных аналогов, которые направлены на интенсификацию их естественного охлаждения.

Произведенный анализ теплового состояния барабанного тормозного механизма показывает, что естественное воздушное охлаждение поверхностей тормозного барабана, установленного в ободе даже с максимальным зазором, не обеспечивает их эффективного охлаждения. Это объясняется тем, что наружные поверхности ободов тормозных барабанов обычно покрыты пылью и грязью, что ухудшает теплообмен поверхностей ободов с омывающим их воздухом, который поступает в зазор между барабаном и ободом колеса. В свою очередь, в зазор

между тормозным диском и торцом барабана входит незначительное количество воздуха, и трущиеся поверхности тормоза с продуктами износа и частицами пыли на них вентилируются неудовлетворительно. При этом не наблюдается заметного снижения температур поверхностей трения тормозов. Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что принудительное охлаждение барабанно-колодочных тормозов необходимо по следующим причинам:

1. Без искусственного охлаждения нельзя обеспечить надежной и эффективной работы фрикционных пар, поскольку между ними возникают разности температур и, следовательно, - термические напряжения в ободе барабана. Принудительное охлаждение должно обеспечить выравнивание поверхностных температур, уменьшение их разности и, как следствие, уменьшение термических напряжений, а также увеличение номинальной энергоемкости тормозного механизма.

2. При охлаждении трущихся элементов барабанно-колодочного тормоза уменьшается их поверхностный нагрев, в результате чего повышаются коэффициент трения, стабильность и эффективность торможения.

3. Подача сжатого воздуха между тормозным барабаном и тормозными колодками способствует удалению грязи от поверхностей трения и быстрому просушиванию фрикционных пар после попадания на них влаги.

Кратко проанализирован следующий оптимизационный момент данной задачи. При подаче сжатого воздуха между фрикционными поверхностями тормозного механизма в процессе торможения возникают противоречия.

1) С одной стороны, с увеличением давления подводимого воздуха и увеличением диаметров подводящих отверстий будет улучшаться охлаждение поверхностей трения, их очищение и просушивание, что повысит эффективность и стабильность действия тормоза. С другой стороны увеличенное давление будет противодействовать нарастанию тормозной силы, уменьшая сумму нормальных сил Я, действующих на тормозную колодку со стороны тормозного барабана, а значит, снижать быстродействие и эффективность работы тормоза.

2) При подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном увеличивается отвод теплоты от внутренних фрикционных поверхностей тормозного механизма, что приведет к повышению его энергоемкости. Однако, известно, что подаваемый воздух будет являться смазочным материалом, который снижает коэффициент трения / фрикционных поверхностей тормозного механизма, а вместе с ним эффективность и стабильность его работы.

С учетом сказанного определена цель и задачи исследования.

Во второй главе определялись факторы, влияющие на работу тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между его тормозной колодкой и тормозным барабаном в процессе торможения. К таким факторам можно отнести:

давление подаваемого воздуха между тормозным барабаном и тормозными колодками Рв; диаметры подводящих отверстий штуцеров do; зазор между тормозным барабаном и тормозными колодками h3.

Любые внедряемые мероприятия в тормозную систему автомобиля не должны приводить к снижению основных параметров, характеризующих качество ее работы. Согласно ГОСТ Р 51709-2001 такими параметрами являются: начальная скорость торможения, км/ч; сила на органе управления, Я; тормозной путь, м; установившееся замедление, м/с2; удельная тормозная сила; коэффициент неравномерности тормозных сил колёс оси; время срабатывания тормозной силы; линейное отклонение. С учетом сказанного требуется определить и рекомендовать такое значение Рв и do, чтобы сила противодавления со стороны сжатого воздуха Q1{, кН, не приводила к ухудшению выше перечисленных параметров. В дальнейшем доказать это требуется экспериментально.

Для решения поставленной цели было определено (для автомобиля ЗИЛ ММЗ-554):

- тормозной момент и максимальная тормозная сила на колесе исходя из условий безопасности дорожного движения соответственно Мт-б-= 3152,6 Я..м и Рте = 9553,4 Я;

- с учетом полученной тормозной силы Рт-Б; определялась нормальная сила Рп.Б, Я, (действующая на колодку со стороны тормозного барабана) для создания тормозного момента Мт-б- с учетом заданного коэффициента трения между тормозной колодкой и тормозным барабаном,/. Р„.£ = 31844,7 Я;

- сумма нормальных сил J^Pn, Н, создаваемых со стороны приводных сил Р' и Р".

= 151160,1 Я При подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения максимальная сила противодавления Qnmax, кН, действующая со стороны сжатого воздуха на тормозные колодки при их перемещении в процессе торможения не должна превышать следующего значения: = 119315,4 Я;

- определялись величины Qh, к а — удельная сила противодавления, МПа, создаваемая со стороны силы Qh, Wh ~ расход воздуха, м3/мин, а также зазоры Ш, (при Аз = 1; 0,5; 0,1 и 0,05 мм), между тормозными колодками и тормозным барабаном, при которых будет наблюдаться оптимальный расход воздуха, качественное распределение воздуха по поверхности фрикционной накладки, а также создаваться сила Qh и давление кн. Данные величины определялись с использованием методик профессора Г. Ф. Прокофьева, которые применяются в области лесопиления. Для выполнения расчетов тормозную колодку представили в виде криволинейной аэростатической опоры скольжения. Расчет аэростатической опоры выполнен численным методом с использованием математического пакета Maple 12 фирмы Waterloo Maple Inc. Он основан на

аппроксимации поля давления в зазоре разностными алгебраическими уравнениями. На основании выполненных расчетов были получены: 1) зависимость силы противодавления кН, от давления подводимого воздуха Рв и диаметров подводящих отверстий с1о при А? = 1; 0,5; 0,1 и 0,05 мм\ 2) зависимость расхода воздуха ]УИ, м3/мин от давления подводимого воздуха Рв и диаметров подводящих отверстий 4о при И3 = 1; 0,5; 0,1; 0,05 мм. Анализируя данные зависимости можно сказать, что величина (¿н, кН, увеличивается с повышением параметров Рв , с!о и с уменьшением параметра 1>). Величина 1У„, м3/мин, увеличивается с повышением параметров Рв , ¿о и /г?. Следовательно, для уменьшения силы противодавления Он требуется уменьшать параметры Рв и с/о, и увеличивать параметр И3. Для уменьшения расхода воздуха IV,, также требуется уменьшать параметры Рв и ¿о, и поддерживать параметр /гг на достаточно минимальном значении, что характерно при подтормаживании колес. Однако, величиной \УН следует варьировать с учетом следующих предпосылок: 1) для снижения энергетических затрат элементов пневмопривода рабочей тормозной системы (в частности компрессора) величину \УН следует снижать; 2) для лучшего охлаждения фрикционных поверхностей тормозного механизма, а также качественного удаления грязи и влаги следует величину 1У„ поддерживать на достаточно высоком уровне. Данное противоречие требует нахождения оптимального значения величины

Исходя из анализа полученной информации, были сформулированы выводы:

- максимальная удельная сила противодавления кн, МПа, не превышает 0,25 МПа при максимальных значениях Рв и что удовлетворяет условиям прочности при работе фрикционной тормозной накладки, т.е. 0,210 МПа < 0,25 МПа',

- максимальная сила противодавления кН, действующая на четыре фрикционные накладки, составляет более 25,4 кН, а следовательно, не превышает максимально допустимую 0//тах = 119,3 к#(при йо = 8; 7 и 5 мм и Рв = 0,77 МПа). Это значит, что при любых значениях Рв и <1о, обеспечивается нормальная сила Р„.Б, Я, для создания тормозного момента, требуемого для безопасности дорожного движения при торможении, тем самым будет обеспечиваться динамическая устойчивость функционирования барабанного тормозного механизма, а следовательно, постоянство коэффициента эффективности Ст.

Было установлено, что качественное распределение воздуха по фрикционной накладке прямо пропорционально зависит от давления подводимого воздуха Рв и диаметра подводящих отверстий ¿о. При диаметре подводящего отверстия сЬ < 2 мм и давлении подводимого воздуха Рв < 0,12 МПа создается слабый поток воздуха по поверхности фрикционной накладки, что будет приводить к неудовлетворительному их охлаждению, а также удалению с них грязи и влаги.

Немаловажным фактором распределения воздуха по поверхности фрикционной накладки является место расположения подводящих отверстий в тормозной колодке. Исходя из этого, можно сделать вывод, что отверстия должны быть расположены в центральной части фрикционной накладки, тогда воздух равномерно распределяется по ее поверхности, качественно удаляет с нее пыль и грязь.

Для нахождения дополнительных энергетических затрат на реализацию процесса подачи сжатого воздуха к тормозным механизмам требовалось определить дополнительный расход топлива. Результаты расчетов показали, что даже при интенсивном торможении расход топлива будет незначительным.

В ходе теоретического исследования также было установлено:

- при использовании внутреннего диаметра отверстий в штуцерах тормозной колодки ск) более 8 мм и давлении подводящего воздуха Рв = 0,77 МПа, значительно возрастает расход воздуха из ресивера = 6,91 м3/мин. При длительном торможении это приведет к недостаточной подачи воздуха между тормозным барабаном и тормозными колодками в процессе торможения и, следовательно, к повышению теплового состояния фрикционных поверхностей, и к снижению коэффициента эффективности Ст.

- при давлении воздуха Рв от 0,39...0,77 МПа, создается воздушная подушка, которая равномерно распределяется по всей площади фрикционной накладки, при этом лучше происходит ее обдув, удаление влаги и грязи, а соответственно и охлаждение, что благоприятно сказывается на повышении коэффициента эффективности Ст и коэффициента относительной чувствительности е.

- внедряемые мероприятия, как показали расчеты, не должны привести к снижению основных параметров, оценивающих работу тормозной системы.

В третьей главе рассматриваются вопросы, связанные с экспериментальным исследованием функционирования тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между его тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения. Объектом исследования являются тормозные механизмы автомобиля ЗИЛ ММЗ-554, т. к. они имеют схожие конструктивные особенности с тормозными механизмами лесотранспортных машин. Предметом экспериментального исследования послужили такие характеристики барабанных тормозных механизмов как эффективность и стабильность их работы, которые оцениваются показателями - коэффициентом эффективности Ст и коэффициентом относительной чувствительности е. Принципиальная схема подвода сжатого воздуха к тормозному механизму показана на рис. 1.

Рис.1. Принципиальная схема подвода сжатого воздуха к тормозному механизму:

1 - ресивер; 2 - редуктор; 3 - манометр; 4 - электромагнитный клапан; 5 -тормозной кран управления автомобиля; 6 - штуцер; 7 - тройник; 8 - колодка; 9 -тормозной барабан.

Принципиальная схема работает следующим образом. Сжатый воздух из ресивера 1 автомобиля поступает в редуктор 2 (типа клапан 122 -16 УХЛ 4 ГОСТ 18468-79). В редуктор встроен манометр 3, при помощи которого контролируют давление подаваемого воздуха. Из редуктора воздух поступает в электромагнитный клапан 4, (клапан газа СПБ Пг-24 ПВ-16), и далее через систему тройников 7 и трубопроводов поступает к штуцерам 6 тормозных колодок (4 штуцера на одной колодке). Из них воздух поступает на фрикционные поверхности тормозного механизма в процессе торможения.

Электромагнитный клапан и редуктор были установлены в задней части автомобиля как можно ближе к левому экспериментальному тормозному механизму. Установка редуктора и его крепление показано на рис. 2.

Рис. 2. Установка редуктора типа клапан 122-16 УХЛ 4 ГОСТ 18468-79 Установка штуцеров в тормозную колодку показана на рис. 3.

Рис. 3. Установка штуцеров в тормозных колодках

С целью уменьшения количества весьма дорогих и трудоемких стендовых опытов за основу были приняты униформ-ротатабельные композиционные планы второго порядка (план Бокса-Хантера). Характеристика плана эксперимента показана в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика плана эксперимента

Факторы Уровни варьирования

- а - 1 0 + 1 + а ах; 7=1-2

X,, МПа 0 0,12 0,39 0,66 0,77 0,27

X;, мм 2 2,9 5 7,1 8 2,1

Измеряемой величиной при испытаниях была принята тормозная сила, Рт, Н, задних ведущих колес автомобиля, по величине которой можно косвенно судить о коэффициентах эффективности тормоза Ст и относительной чувствительности е. Для определения тормозной силы использовался ' компьютеризированный однорамный тормозной стенд с экраном «люкс» 28", 15Т 1 / 2* 1 IkW /44803, мод. 7515 -М 11FP NORD + 102561, фирмы «Muller-BEN», сер.

№330, который прошел периодическую поверку (периодичность поверки 12 | месяцев), что подтверждается соответствующим документом. \ В ходе проведения эксперимента было установлено, что случайная

величина подчиняется нормальному закону распределения, было определено ! число наблюдений в каждом опыте исходя из коэффициента изменчивости (У=3), показателя точности (р=5%) и показателя достоверности (t=2,58). Производилась проверка однородности дисперсий, найденных по выборкам разного объема.

Статистической обработке подверглись: прямой показатель Рт и косвенные показатели - коэффициент трения тормозного механизма /, коэффициент эффективности Ст и коэффициент стабильности е, от изменения независимых переменных X) - давления подаваемого воздуха между тормозным барабаном и колодкой кХ2- диаметром подводящего отверстия в штуцере.

При обработке эксперимента требовалось получить уравнения регрессии, определить их значимость по критерию Фишера, а также значимость \ коэффициентов входящих в него по критерию Стьюдента. Обработка результатов [ проводилась при помощи табличного редактора Microsoft Excel.

При помощи корреляционного анализа выявлялось, как прямые и косвенные показатели связаны с независимыми переменными. На основании этого анализа был сделан вывод, что, они связаны не линейно между собой, поэтому уравнение регрессии выбиралось с учетом данного обстоятельства.

Статистический анализ показывает, что изменение тормозной силы Рт, Н, \ на экспериментальном колесе от двух независимых переменных хорошо описывается квадратичной моделью (1), при этом коэффициент детерминации (Биквадрат) равен 0,68.

где а0, аь а2 - коэффициенты уравнения регрессии, а0 = 8369,504, оц - 1256,279, а2

Табличное значение критерия Фишера РТАБл = 0,051671. Фактическое значение критерия Фишера Б = 6,265043. Так как Р > РТАЕЛ, то полученное уравнение регрессии значимо на уровне а=0,05. Табличное значение критерия Стьюдента 1ТАБл = 0,064989. При этом значения 1>статистик больше гТАБЛ 0-а0 =

Рт = а0 + а, ■ Xf +a2-Xl

(1)

= 33,80032.

23,74418, tai = 1,4685, ta2 = 3,110332). Следовательно, также значимы и коэффициенты данного уравнения регрессии. На рис. 4 показан график изменения тормозной силы Рт от независимых переменных X¡ и X¡-

2,9 2.9 1,1 7,1 0,12 0,66 0,12 0,66

5 2 8 5 мм Х2

0,77 0,39 0,39 0.39 МПа XI

Независимые переменные

Рис. 4. Изменение тормозной силы Рт от независимых переменных X/ и 1

Статистический анализ показывает, что изменение коэффициента трения / | от двух независимых переменных хорошо описывается квадратичной моделью (2), при этом коэффициент детерминации (Я-квадрат) равен 0,598178.

где а0, ои, 0.2 - коэффициенты уравнения регрессии, do = 0,170321, ai = 0,018903, a2

Табличное значение критерия Фишера РТА£Л = 0,051671. Фактическое значение критерия Фишера Б = 4,465991. Так как Б > Ртаел, то полученное уравнение регрессии значимо на уровне а=0,05. Табличное значение критерия Стьюдента ^абл = 0,064989. При этом значения кстатистик больше 1габл (*<*о = | 24,86188, = 1,136939, \я.г = 2,677746). Следовательно, также значимы и коэффициенты данного уравнения регрессии. На рис. 5 показан график изменения коэффициента трения /от независимых переменных X] и Х2.

/ = а0 + а, ■ Xl + аг ■ Х\

(2)

= 0,000566.

Независимые переменные

Рис. 5. Изменение коэффициента трения / от независимых переменных X, и

Статистический анализ изменения коэффициента эффективности Ст от двух независимых переменных показал, что изменение коэффициента эффективности Ст от двух независимых переменных хорошо описывается квадратичной моделью (3), при этом коэффициент детерминации (Я-квадрат) равен 0,339887.

где а0, он, а2 - коэффициенты уравнения регрессии, а0 - 0,192894, ai - 0,0287, а2 -

Табличное значение критерия Фишера РТАБЛ = 0,051671. Фактическое значение критерия Фишера И = 1,544673. Так как Е > ЕТАбл, то полученное уравнение регрессии значимо на уровне а=0,05. Табличное значение критерия Стьюдента 1;табл = 0,064989. При этом значения 1-статистик больше 1ТАБЛ (га0 = 18,49365, 1а, = 1,164602, = 1,347614). Следовательно, также значимы и коэффициенты данного уравнения регрессии. На рис. 6 показан график изменения коэффициента эффективности Ст от независимых переменных Х: и Х2.

Ст =а0+а| • Xf + а2 ■ X¡

(3)

0,000338.

Независимые переменные

Рис. 6. Изменение коэффициента эффективности Ст от независимых переменных X/ и Х2

Статистический анализ изменения коэффициента стабильности е от независимых переменных показал, что он не зависит ни от величины давления подаваемого воздуха, ни от диаметра подводящих отверстий в штуцерах. ,

На основании полученных экспериментальных данных можно сделать 1 следующие выводы и дать рекомендации:

1. Рекомендуется для достижения максимального значения коэффициента трения / и коэффициента эффективности Ст тормозного механизма применять характеристики и параметры тормозной системы следующих значений: Рв = 0,66 МПа и аГ0 = 7,1 мм.

2. Максимальное давление воздушной подушки, образующейся между тормозными колодками и тормозным барабаном при значениях Рв = 0,66 МПа к <1о = 1,\ мм, не будет создавать противодавления силам, приводящим тормозные колодки в движение, тем самым обеспечивается стабильное функционирование тормозного механизма.

3. Коэффициент относительной чувствительности для рассматриваемого тормозного механизма е равен единице и при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном не меняет своего значения.

4. Мероприятие, связанное с подачей сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном, как показал эксперимент, не привело к снижению основных параметров, оценивающих работу тормозной системы

транспортного средства, при этом тормозная сила на экспериментальном колесе оказалась выше на 14,1%, чем на не экспериментальном колесе.

5. Для реализации процесса подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном ко всем тормозным механизмам лесотранспортной машины, требуется разработать универсальные узлы и детали, которые компактно располагались бы на ней, были не дороги в изготовлении и просты в обслуживании.

В четвертой главе был произведен сравнительный анализ теоретического и экспериментального исследования функционирования тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между его тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения по косвенному показателю Ст■ На основании выполненного анализа можно сделать следующие выводы:

"1. Экспериментальные значения коэффициента эффективности Ст оказались ниже теоретических значений Ст при коэффициенте трения / = 0,3, но выше теоретических значений Ст при коэффициенте трения / = 0,2. Это дает право сделать следующие утверждения: а) поступающий сжатый воздух между тормозными колодками и тормозным барабаном снижает коэффициент трения, поэтому экспериментальные значения коэффициента эффективности Ст оказались ниже теоретических значений СУ при коэффициенте трения/= 0,3; б) тормозные механизмы при торможении нагреваются, и продукты износа не выносятся из зоны трения, поэтому экспериментальные значения коэффициента эффективности Сг оказались выше теоретических значений Ст при коэффициенте трения / = 0,2 (при этом тормозная сила Рт, Н, на экспериментальном колесе оказалась выше тормозной силы на не экспериментальном колесе, к фрикционным механизмам которого сжатый воздух не подводился). Поступающий сжатый воздух снижает температуру фрикционных пар тормозного механизма и выносит продукты износа из зоны трения. Торможение производиться «чистыми» фрикционными поверхностями тормозного механизма.

Изменение зазора кз между тормозными колодками и тормозным барабаном влияет не значительно.

2. Как показывают теоретические и экспериментальные исследования, при определенных высоких значениях Рв и <5?о тормозной момент на колесе не только не уменьшается, но и становится несколько выше тормозного момента, создаваемого при невысоких значениях Рв и ¿о. Это значит, что сжатый воздух при таких значениях Рв и ¿/о равномерно распределяется по фрикционным поверхностям тормозного механизма, лучше их охлаждает, лучше происходит удаление продуктов износа из зоны трения, т. е. процесс торможения осуществляется при более благоприятных условиях.

3. Также в ходе теоретического исследования установлено, что меньшие значения давления сжатого воздуха и меньшие значения диаметров подводящих отверстий

не приводят к снижению коэффициента трения, а значит и к коэффициенту Ст-Однако, экспериментальные значения показывают обратную зависимость, т.е. с некоторым увеличением Рв и коэффициенты трения и эффективности оказываются несколько выше, чем эти значения при Рв = 0 и ¿о = 0. Это значит, что при определенном значении Рв и с/о, сжатый воздух демпфирует процесс торможения, делает его более мягким, а следовательно, более эффективным. Тормозные колодки плавнее прижимаются к тормозному барабану, уменьшается при этом вероятность их схватывания, а также уменьшается вероятность возникновения блокировки колес, которое ведет к отрицательным последствиям при управлении машины.

4. Экспериментальные значения коэффициента эффективности Ст отличаются от теоретических значений Ст (при Из = 0,05 мм и/= 0,3) на 10 %.

5. Полученные экспериментальные и теоретические значения показывают, что оптимальные характеристики и параметры тормозной системы получились при следующих значениях: Рв = 0,66 МПа и й0 = 7,1 мм. Это следует учитывать при конструировании системы подачи сжатого воздуха к фрикционным поверхностям тормозного механизма.

В пятой главе была получена математическая зависимость (4), которая связывает между собой основные параметры и характеристики тормозной системы, влияющие на работу исследуемого тормозного механизма. Она имеет следующий вид:

Сг=7г»кя» Бобщ (4)

где Бобщ - площадь фрикционных накладок тормозного механизма, м2;

кн - максимальная удельная сила противодавления со стороны сжатого воздуха, МПа;

£>н - сила противодавления со стороны сжатого воздуха, кН; ут - удельная тормозная сила.

При помощи данной математической зависимости можно на стадии проектирования тормозного механизма, при подаче к нему сжатого воздуха, определить основные параметры и характеристики тормозной системы, которые будут влиять на его работу.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В ходе проведения теоретического и экспериментального исследования работы тормозного механизма при подаче сжатого воздуха к его фрикционным поверхностям можно сделать выводы и дать рекомендации:

1. Подача сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном при Рв = 0,66 МПа и = 7,1 мм является оптимальным, т.к. при таких значениях наблюдаются высокие значения коэффициента трения / и коэффициента эффективности Су-для рассматриваемого тормозного механизма.

2. Подача сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном не приводит к снижению коэффициента относительной чувствительности е, тормозные механизмы работают устойчиво.

3. Сжатый воздух, поступающий между тормозными колодками и тормозным барабаном, может снижать коэффициент трения фрикционных пар. Поэтому, с увеличением Рв и ¿о следует учитывать это обстоятельство и подбирать их таким образом, чтобы параметры тормозной системы соответствовали ГОСТ Р 517092001.

'4.На лесотранспортных машинах рекомендуется использовать подачу сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном для лучшего их охлаждения, удаления с них продуктов износа, влаги, грязи не снижая при этом параметры тормозной системы, влияющие на безопасность дорожного движения.

5. Мероприятие, связанное с подачей сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном, позволило повысить тормозную силу на экспериментальном колесе на 14,1%.

6. Экспериментальные значения коэффициента эффективности Ст отличаются от теоретических значений на 10 % при равных исходных условиях (при кз = 0,05 мм и/= 0,3).

7. При выполнении отверстий в тормозных колодках особое внимание требуется уделять прочностным характеристикам фрикционных накладок и качественному расположению во внутренней полости колеса узлов и деталей, подводящих сжатый воздух для удобства их установки и обслуживания.

8. Теоретические исследования проходили в идеализированных условиях, при которых тормозные механизмы не нагреваются, и не создаются продукты износа на фрикционных поверхностях. Эти факторы в настоящее время не учитываются в теоретической модели. При дальнейшем рассмотрении вопросов, связанных с подачей сжатого воздуха к тормозным механизмам, следует качественно определить степень нагрева фрикционных поверхностей после процесса торможения при определенных значениях Рв и <10, а также удаления с них влаги и грязи. Это позволит составить более точную теоретическую модель, которая будет учитывать эти явления.

9. Следует экспериментально определить, как влияет дополнительная подача воздуха на энергетические показатели пневматической тормозной системы и на дополнительный расход топлива двигателем лесотранспортной машины.

/

ПЕЧАТНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Вашуткин A.C., Мясищев Д.Г. Анализ функционирования барабанных тормозных механизмов автолесовозов и пути улучшения их показателей // Лесн. журн. 2010. № 3. С. 61-68. (Изв. высш. учеб. заведений).

2. Мясищев, Д. Г. Экспериментальное исследование функционирования барабанных тормозных механизмов автолесовозов / Д. Г. Мясищев, А. С. Вашуткин // Актуальные пробдемы развития лесного комплекса. 7-9 декабря 2010 г. Материалы междунар. науч.-техн. конференции / М-во образования и науки РФ, Прав-во Волог. обл., Департамент лесн. комплекса Волог. обл., Волог. гос. техн. ун-т.-Вологда: ВоГТУ, 2011.-е. 166.

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направить по адресу: 163002, г. Архангельск, ул. наб. Северной Двины, д. 17, САФУ, ученому секретарю ученого совета Д212.008.01 Земцовскому А. Е.

Подписано в печать 09.02.2012. Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ №182.

Отпечатано с готового оригинал-макета в Издательско-полиграфическом центре им. В.Н. Булатова ФГАОУ ВПО САФУ

163060, г. Архангельск, ул. Урицкого д. 56

61 12-5/2002

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Вашуткин Александр Сергеевич

Улучшение эксплуатационных свойств тормозной системы лесотранснортных машин

Специальность 05.21.01. «Технология и машины лесозаготовок и лесного

хозяйства»

На правах рукописи

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

д.т.н., профессор - Д. Г. Мясищев

Архангельск 2012

Содержание

Введение..........................................................................................4

1 Состояние вопроса...........................................................................8

1.1 Конструктивный обзор тормозных механизмов тормозных систем

машин.........................................................................................9

1.2 Краткий анализ работ по исследованию рабочих процессов и совершенствованию колесных тормозных механизмов машин.................33

1.3 Выводы, цель и задачи исследования................................................48

2 Теоретическое исследование влияния факторов на работу тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном.....................................................................53

2.1 Факторы, влияющие на функционирование тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном...................................................................................53

2.2 Исследование влияния факторов на работу тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения....................................................55

2.3 Определение энергетических показателей пневматической тормозной системы при реализации процесса подвода сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения.................................................................................69

2.4 Заключение по теоретическому исследованию....................................73

3 Цель и задачи экспериментального исследования...................................75

3.1 Разработка и описание экспериментальной установки...........................76

3.2 Методика проведения эксперимента.................................................84

3.3 Описание проведения эксперимента.................................................88

3.4 Получение и обработка результатов эксперимента...............................91

3.5 Заключение по подготовке и проведению эксперимента.......................105

4 Анализ теоретического и экспериментального исследования...................105

4.1 Определение оптимальных характеристик и параметров тормозной

системы в теоретическом исследовании..........................................105

4.2 Определение оптимальных характеристик и параметров тормозной

системы в экспериментальном исследовании...........................................110

4.3 Сравнение результатов теоретического и экспериментального

исследования...........................................................................112

4.4 Выводы и рекомендации...............................................................114

5 Применение результатов теоретического и экспериментального

исследования при проектировании барабанно-колодочных тормозных

механизмов лесотранспортных машин................................................118

Общие выводы и рекомендации..........................................................122

Список использованных источников....................................................124

Приложения...................................................................................131

Введение

Актуальность темы.

В настоящее время большая доля перевозок древесной продукции приходится на автомобили лесовозы, портальные лесовозы. Для увеличения транспортной работы этих машин, повышения их эффективного использования, а следовательно, для получения большого экономического эффекта для отдельно взятых предприятий и страны в целом, требуется совершенствовать их системы и механизмы управления.

Тормозная система это один из наиболее ответственных узлов машины определяющих надёжность, динамику, манёвренность и безопасность ее эксплуатации.

Значение тормозных устройств велико в связи с интенсификацией производства, увеличением движущихся масс, скоростей перемещения и

частоты торможений.

Автолесовозы, портальные лесовозы работают в условиях ограниченного движения. Эти условия характеризуются сложностью маневрирования и требуют частых торможений. Нередко эти машины эксплуатируются на дорогах с ухудшенным покрытием, на которых присутствует грязь, пыль, влага попадающие на фрикционные поверхности тормозных механизмов. Все это ведет к повышенному тепловому состоянию тормозных механизмов, а также к ухудшению их эффективной и стабильной работы.

Для снижения тепловой нагруженности тормозного механизма лесотранспортной машины, а также выноса продуктов износа из зоны трения используют подачу сжатого воздуха между его тормозными колодками и тормозным барабаном. При этом сжатый воздух рассматривается как фактор, снижающий температуру поверхностей трения, но он не рассматривается как силовой фактор, который может снижать эффективное и стабильное функционирование тормозного механизма за счет снижения коэффициента

трения фрикционных пар и создания силы противодавления со стороны сжатого воздуха силам, приводящим колодки в движение.

Диссертация посвящена решению задач, которые способствуют оптимальному нахождению параметров и характеристик тормозной системы при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения.

Цель работы. Улучшить эксплуатационные свойства тормозной системы лесотранспортной машины обоснованием технических решений и параметров подачи сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения.

Задачи исследований. Для достижения заданной цели требуется решить ряд задач:

• выполнить конструктивный обзор тормозных механизмов машин и их анализ; рассмотреть факторы, влияющие на тепловое состояние тормозных механизмов, на их эффективность и стабильность в работе;

• обосновать выполнение подвода сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• выполнить теоретическое исследование работы тормозного механизма при подводе сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• спланировать экспериментальную установку и провести эксперимент; выполнить анализ результатов эксперимента; выполнить сравнение и дать заключение по теоретическому и экспериментальному исследованию;

• сделать и обосновать выводы, дать рекомендации по конструированию, изготовлению и эксплуатации тормозных систем лесотранспортных машин с подводом сжатого воздуха к тормозным механизмам. Объектом исследования послужили тормозные механизмы автомобиля

ЗИЛ-ММЗ 554.

Предметом исследования были определены характеристики барабанных тормозных механизмов - эффективность и стабильность, которые оценивались

показателями - коэффициентом эффективности Ст и коэффициентом относительной чувствительности е.

Новизна исследований и научных результатов заключается в разработанных и исследованных на ЭВМ теоретических и экспериментальных моделях, позволяющих повысить эффективность торможения лесотранспортной машины с учетом особенностей подачи сжатого воздуха на поверхности трения колесного тормоза. На защиту выносятся:

• методика определения оптимальных параметров и характеристик тормозной системы при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• результаты теоретического расчета энергетических показателей тормозной системы, обеспечивающие подачу сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• математическая зависимость, определяющая основные параметры и характеристики тормозной системы, влияющие на работу тормозного механизма при подаче сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном в процессе торможения;

• рекомендации по проектированию и изготовлению узлов и деталей, обеспечивающих подвод сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается экспериментальными данными и практикой опытной эксплуатации машины с тормозными механизмами, имеющими подвод сжатого воздуха между тормозными колодками и тормозным барабаном. Теоретические зависимости получены при конкретных допущениях и не противоречат основным законам теоретической механики.

Теоретическая значимость полученных результатов заключается в углублении теоретических знаний в функционировании тормозной системы лесотранспортных машин.

Практическая полезность работы заключается в увеличении эффективности тормозного процесса лесотранспортной машины и как следствие, повышение эффективности транспортного процесса.

Реализация результатов исследований.

Результаты диссертационной работы включены в техническую документацию, переданную ОАО «Соломбальский машиностроительный завод» (ОАО «СМЗ»), для изготовления тормозных систем автолесовозов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались: 1. На научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных, инженерно-технических работников и аспирантов по итогам работ за 2009 год Архангельского государственного технического университета. 2. На международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, ВГТУ, 7-9 декабря 2010 года). 3. На международной научно-технической конференции «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскандии» (г. Петрозаводск, ПетрГУ, 20-22 сентября 2011 года). 4. На международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (г. Вологда, ВГТУ, 6 декабря 2011 года). 5. На научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова «Развитие северо-арктического региона: проблемы и решения» с 06.01.2012 - 08.01.2012 гг.

Публикации. Основные результаты работы изложены в 3 печатных работах, перечень которых приведен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертация объемом 139 страниц состоит из введения, 5 глав, общих выводов и рекомендаций, содержит 34 рисунка и 17 таблиц. Список литературы включает 59 наименований.

1 Состояние вопроса

Тормозными называются механизмы, осуществляющие процесс торможения машины. Тормозные механизмы служат для принудительного замедления машины.

Современные машины оборудуются различными типами тормозных механизмов, классификация которых показана на рис. 1.

Рис. 1. Классификация тормозных механизмов по типу

Тормозные механизмы могут осуществлять принудительное замедление машин различными способами - механическим (фрикционным), гидравлическим, электрическим и внеколесным торможением.

Фрикционные тормозные механизмы (дисковые и барабанные) получили наиболее широкое распространение на транспортных машинах. Дисковые тормозные механизмы применяются для передних и задних колес легковых автомобилей большого класса и для передних колес легковых автомобилей малого и среднего классов. Барабанные тормозные механизмы используют на грузовых автомобилях, независимо от их грузоподъемности, в качестве

колесных и трансмиссионных и на легковых автомобилях малого и среднего классов для задних колес [25].

1.1 Конструктивный обзор тормозных механизмов тормозных систем

машин

1.1.1 Тормоза с внутренним расположением колодок

Тормоза с внутренним расположением колодок, чаще называемые барабанными, нашли широкое применение в автомобилях, колесных тракторах, электротягачах и прицепных транспортных средствах, где они хорошо вписываются в колесное пространство.

Особенности тормозов различных исполнений

В табл. 1 приведены схемы наиболее распространенных барабанных тормозов и указаны модели отечественных и зарубежных транспортных средств, в которых они применены. Схемы классифицированы по числу колодок и степеней их свободы, числу и типу приводных устройств.

Колодку, имеющую одну степень свободы, устанавливают на оси, закрепленной в тормозном щите, или помещают закругленным концом в его цилиндрическое гнездо (см. схемы I, II, V, VI, VII табл. 1). Колодка с двумя степенями свободы может поворачиваться вокруг геометрической оси, а сама ось - смещаться; такая колодка опирается закругленным концом на скошенную поверхность тормозного щита (см. схемы III, IV, VIII табл. 1) и скользит по ней, или опирается на промежуточный элемент (обычно винтовой талреп), который может смещаться относительно тормозного щита (см. схему IX табл. 1). Самоустанавливаясь по внутренней цилиндрической поверхности барабана, колодки лучше центрируются и прилегают к поверхности трения, и поэтому элементы тормоза с рассматриваемыми колодками не требуют такой высокой точности изготовления, как элементы тормоза с фиксированными колодками [1].

Со стороны приводного устройства 2 (рис. 2) на концы колодок 1 и 3 действуют силы Р и Р}, прижимающие фрикционные накладки 4 к вращающемуся барабану 5. Со стороны барабана на накладки действуют силы N и Л^, являющиеся результирующими сил давления с1Ы и с1АГ!, и создающие силы трения Еу и /VI, которые образуют тормозные моменты Мт и Мт, колодок 1 и 3. Силы трения Рг и Ег] действуют на колодки 1 и 3 по-разному: помогает силе Р прижать колодку к барабану, а 1\\ - противодействует силе Р/, поэтому колодка 1 называется прижимной, а колодка 3 - отжимной. На нижние концы колодок со стороны опоры действуют реакции (?я <2\.

1 2 3

Рис. 2. Силы, действующие в барабанном тормозе

Всем барабанным тормозам присуще серводействие - увеличение тормозного момента за счет самоприжатия прижимной [одной или обеих (см. схемы II и IV)] колодки при вращении барабана.

Основными характеристиками барабанных тормозов являются эффективность и стабильность их работы [1]. Эти характеристики в ходе теоретического и экспериментального исследования нами будут взяты для определения качественной работы тормозного механизма при его модернизации.

Таблица 1

Типовые схемы барабанных тормозов

Схема тормоза Число степеней свободы колодок Приводное устройство Применение в транспортных средствах

Число Тип

' О 1 1 Гидроцилиндр Тормоза задних осей автомобилей ГАЗ-Э110, УАЗ-31514, ГАЗ-66-11; тормоза передних и задних осей автомобилей ГАЗ-3307, «Урал-43206», герметичные тормоза автомобилей высокой проходимости

1 2 Гидроцилиндр Тормоза передних осей автомобилей ГАЗ-3110, ГАЗ-66-11, УАЗ-31514

ш О 2 1 Гидроцилиндр Тормоза задних осей автомобилей ЗАЗ-968, ВАЗ-2101, ВАЗ-2ЮЗ, «Москвич-2140», электротягачей, электропогрузчиков, портальных автомобилей

IV о 2 2 Гидроцилиндр Тормоза передних осей автомобилей ЗАЗ-968

V ^^^^^^ 1 1 Кулачковый механизм Тормоза автомобилей КамАЗ, МАЗ-5335. полуприцепов ЧМЗАП, тормоза задней оси автомобиля ЗИЛ-431410

Окончание таблицы 1

Схема тормоза Число степеней свободы колодок Приводное устройство Применение в транспортных средствах

Число 1 Тип

' О 1 1 Кулачковый механизм Тормоза автомобилей КрАЗ-257, тормоза передних осей автомобилей ЗИЛ-431410, тормоза задней оси ЗИЛ-ММЗ-5 553, тормоза ведущих полуосей тракторов К-700 и Т-125

VII ^^^^^ 1 1 Кулачковый механизм Тормоза ведущих полуосей тракторов МТЗ-80 и МТЗ-85

VIII ^^^^^^ 2 1 Клиновое устройство Стояночный тормоз автомобиля ГАЗ-3307 и ГАЗ-66-11

IX 2 1 Гидроцилиндр или рычажный механизм Герметичные тормоза автомобиля ГАЗ, стояночный тормоз автомобиля МАЭ-5335

Эффективность тормозных механизмов оценивается коэффициентом, представляющим собой отношение силы трения ЕГ1 к силе Рь приложенной к колодке со стороны приводного устройства.

Коэффициенты эффективности пары трения Сп, и тормоза в целом Ст

Сп = РТ1/Р1 = Мт^ГбРО, Ст = Мт/{г6(Р] + Р2)} = (МТ1 + МТ2)/[гб(Р1 + Р2), (1.1)

где г б - радиус барабана, мм.

Коэффициент Ст зависит от следующих параметров:

• от коэффициента К, выражающего отношение суммы нормальных сил А'/ и Ы2, действующих при невращающемся барабане, к сумме сил Р} и Р2: К= N¡+N2^ 1+Р2', коэффициент К зависит от конструктивных параметров тормоза (с, а1; гб, а, а! - см. рис. 5) и определяется по уравнениям равновесия колодок;

• от конструктивного показателя самоусиления для тормозов с прижимными колодками > 0, и чем больше по абсолютной величине тем больше при прочих равных условиях эффект самоусиления тормоза; для тормозов, у которых силы трения ^ стремятся ослабить тормозной момент Мт, например, для тормозов с двумя отжимными колодками, < 0;

• от коэффициента трения / пары фрикционная накладка - барабан; изменение его по-разному влияет на изменение тормозного момента и стабильность работы тормозов в зависимости от схемы, по которой они выполнены (см. рис. 3 [2] и рис. 4 [3]).

При равных условиях (одинако�