- •Барабанные колодочные тормозные механизмы
- •Принцип действия барабанного тормозного механизма
- •Основные компоненты барабанного тормозного механизма
- •Тормозной щит
- •Тормозной барабан
- •Разжимное устройство
- •Тормозные колодки
- •Рабочий процесс барабанных колодочных тормозных механизмов
- •Тормозной механизм с разнесенными опорами
- •Сервотормоз
- •Дисковые тормозные механизмы
- •Основные компоненты дискового тормозного механизма
- •Тормозной диск
- •Суппорт
- •Тормозные колодки
- •Рабочий процесс дискового тормозного механизма
- •Сравнительный анализ тормозных механизмов
- •Тормозная эффективность
- •Стабильность
- •Уравновешенность
- •Регуляторы зазоров в тормозном механизме
Рис. . Тормозной механизм с разнесенными опорами: а - c неподвижными опорами; б - с параллельно или косо укрепленным плавающими тормозными колодками
Рис. . Тормозной механизм с двумя разжимными устройствами двустороннего действия
Рис. . Сервотормоз: самоусиление при прямом ходе, при заднем - обычный механизм с одним разжимным устройством
а |
б |
в |
Рис. . Сервотормоз с двумя разжимными устройствами (самоусиление при любом ходе): а - c неподвижной опорой; б - с плавающими тормозным колодками; в - с плавающими тормозными колодками и косой подпоркой в щите тормозного механизма.
Рабочий процесс барабанных колодочных тормозных механизмов
Допустим, что торможение осуществляется так, что деформаций колодок и тормозного барабана не происходит, а тормозные накладки приработаны к рабочей поверхности барабана. В этом случае допустимо полагать, что давление накладки на рабочую поверхность барабана p постоянно по дуге накладки. Тогда
X1 |
= pβrбb; MТ = X1µrб |
(3.1) |
|
1 |
|
где b – ширина накладки, rб – радиус барабана, µ – коэффициент трения (обычно µ=0,30…0,35), β – угол охвата накладки (обычно 90…120° или 1,6…2,1 рад). Максимальное давление pmax ≤ 2,5 МПа при экстренном тор-
6
можении. Величина тормозного момента существенно зависит от расположения тормозной колодки и конструкции разжимного устройства.
Рассмотрим тормозной механизм с одним разжимным устройством и односторонними опорами (рис. __.). В этом механизме при направлении вращения барабана против часовой стрелки левая колодка будет активной,
так как она дополнительно, помимо |
силы P1 |
прижимается к барабану |
|||||||
P1 |
|
|
P2 |
|
|
силой µХ1. |
Правая, |
||
|
|
|
|
напротив |
будет |
пас- |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
2 |
|
сивной, |
так |
как |
сила |
|
|
|
|
mX |
|
|
|
|
|
|
|
rб |
|
a |
|
прижатия будет умень- |
|||
|
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
2 |
|
шена за счет действия |
|||
X |
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
силы µХ2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Ry1 |
|
c |
|
Пусть |
равнодей- |
||
|
|
|
|
|
|||||
mX1 |
|
|
|
|
|
ствующие X1 и X2 рас- |
|||
Rx1 |
|
|
Rx2 |
|
|
положены |
так, |
что |
|
|
Ry2 |
|
|
проходят |
через |
центр |
|||
e |
|
e |
|
|
оси вращения колеса. |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Тогда для левой и пра- |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. |
|
|
|
вой колодок соответ- |
|||||
|
|
|
ственно |
можно |
запи- |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
сать условие равновесия относительно ее оси поворота: |
|
|
|
||||||
|
|
P1 (a +c)−X1c +µX1e =0 |
|
|
|
(3.2) |
|||
|
|
P2 (a +c)−X2c −µX2e =0 |
|
|
(3.3) |
||||
Тогда равнодействующие X1 и X2 будут определены так: |
|
|
|||||||
X |
|
= P a +c |
и |
X |
|
= P a +c |
|
|
(3.4) |
|
1 |
1 c −µe |
|
|
2 |
2 c +µe |
|
|
|
Суммарный тормозной момент можно вычислить следующим образом:
|
|
P1 |
|
P2 |
|
|
|
MT =µrб (X1 |
+ X2 )=µrб (a +c) |
+ |
|
(3.5) |
|||
|
|
||||||
|
c −µe |
|
c +µe |
|
Для анализа барабанных тормозных механизмов обычно используют следующие четыре схемы.
7
Тормозной механизм с односторонними опорами и с равным перемещением колодок
P1 |
P2 |
В этом механизме перемещение колодок оп- |
|||||||||
|
|
ределяется профилем разжимного кулака, при сим- |
|||||||||
|
|
метричности которого, а также при условии жестко- |
|||||||||
|
|
го закрепления его опор перемещение левой колод- |
|||||||||
|
|
ки равно перемещению правой, т.е. S1 = S2. В этом |
|||||||||
|
|
случае силы X1 = X2. Тогда из (3.4) |
P1 |
= |
|
P2 |
|
, а |
|||
|
|
|
|
|
|
c −µe |
|
c +µe |
|
||
суммарный тормозной момент с учетом (3.5) будет равен: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
M |
T |
=2µr P a +c |
|
|
|
|
(3.6) |
|
|
|
|
|
б 1 c −µe |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примерное соотношение между P1 = P2 найдем из предположения, |
||||||||||
что a ≈c ≈e , поэтому |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
P |
P |
1−µ |
|
1−(0,30...0,35) |
|
|
|
|
|
|
|
1−1µ |
=1+2µ |
и P1 = P2 1+µ |
= P2 1+(0,30...0,35)=(0,48...0,54)P2 ≈0,5P2 |
|
(3.7) |
Тормозной механизм с односторонними опорами и с равными приводными силами
В таком механизме напротив, приводные си- P1 P2 лы равные из-за того, что на поршни тормозного цилиндра действует одно и тоже давление жидкости. Такой тормоз также реализуется с использованием в качестве разжимного устройства плавающего кулака или клина. Суммарный тормозной момент
с учетом (3.5) будет равен
M |
T |
=2µr P |
(a +c)c |
(3.8) |
|
||||
|
б 1 c2 −µ2e2 |
|
Для такого тормоза X1 > X2 , поэтому первичная, т.е. активная колодка изнашивается быстрее. Для компенсации этого явления обычно используется два способа. Первый – используют разную толщину фрикционных накладок, на активной колодке толщина накладки выбирается несколько
8
большей. Второй – применяют накладки разной длины, для пассивной колодки длина накладки делается меньшей, тем самым выравнивают удельные давления на накладки, что приводит к равномерному износу.
Тормозной механизм с разнесенными опорами
В тормозном механизме с разнесенными опорами обе колодки
P1
активные. Для заднего хода наоборот, обе колодки
являются пассивными. Существует возможность выполнить механизм с одинаковой эффективностью как для прямого, так и для заднего хода (см. рис. .). В случае равенства диаметров цилиндров приводные силы равны. Конструкция
P2 |
такого тормоза может быть реализована и с |
|
|
использованием клинового разжимного устройства. |
У этого механизма суммарный тормозной момент для переднего хода будет таким:
M |
=µr P (a +c) |
1 |
+ |
1 |
|
(3.9) |
|
|
|
||||||
T |
б 1 |
c −µe |
|
a −µe |
|
||
|
|
|
|
|
|
Сервотормоз
В сервотормозе обе колодки активные. Для заднего хода наоборот,
P1 |
|
|
|
|
обе |
|
колодки |
|
|
являются |
пассивными. |
||||
|
mX2 |
|
Существует |
|
возможность |
выполнить |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
механизм с одинаковой эффективностью как |
||||||||||||
X1 |
|
|
|
X2 |
|||||||||||
|
|
|
для прямого, так и для заднего хода (см. рис. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
mX |
RY1 |
|
|
|
.). |
Горизонтальные |
реакции |
в толкающем |
|||||||
1 |
|
|
|
|
стержне |
будут |
|
|
равны |
между собой |
|||||
RX1 |
|
RX2 |
|
|
|
|
|||||||||
R |
|
|
R |
X |
= R |
X1 |
= R |
X2 |
= X |
1 |
−P , а с учетом (3.4) будут |
||||
|
Y1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||||
определены так: R |
|
= P |
a +c |
−1 . Так как a ≈c ≈e , то |
|
||||||||||
|
|
|
X |
1 |
c −µe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9