Бондаренко Л. Н., Бондаренко В. Д., Матвиец Т. В., Матвиец И.В.

Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

ДОПОЛНЕНИЯ К РАСЧЕТУ ШАРНИРНО-КОЛОДОЧНЫХ ТОРМОЗОВ

В шарнирно-колодочных тормозах прилегание накладок к шкиву по углу обхвата обеспечивается лентой в виде колодок, соединенных шарнирами.

Обычно эти тормоза содержат три колодки, соединенные шарнирами. Замыкание происходит под действием пружины, а размыкание под действием штока пневмоцилиндра.

Главным расчетным параметром, как и во всех тормозах, в них является тормозной момент. Поскольку от правильного расчета тормозного момента зависит безопасность работы, точность позиционирования механизмов и рабочего органа, то его уточнение – задача актуальная.

Момент, развиваемый шарнирно-колодочным тормозом в [1] рекомендуется определять из выражения:

(1)

где Т_нб, Т_сб – натяжения в набегающей и сбегающей ветвях; n – количество колодок; R – расстояние от оси шкива до оси шарнира.

Отношение Т_нб/ Т_сб в [1] определятся из отношения:

(2)

где - угол между направлением равнодействующей всех сил, действующих на колодку со стороны шкива, приложенной на плече , и прямой, проходящей через центр шкива и центр колодки в предположении, что шкив и колодки по сравнению с фрикционным материалом являются абсолютно жесткими, а давление на дуге контакта накладки и шкива прямо пропорциональны радиальной деформации накладки; – угол обхвата шкива i-той колодкой; – угол обхвата шкива лентой (рис. 1).

Угол находится из формулы:

, (3)

где - радиус тормозного шкива; - суммарный угол контакта накладок с поверхностью шкива; – коэффициент трения.

Расчетная схема, заимствованная из [1], показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема для расчета ленточно-колодочного тормоза [1]

Целью настоящего исследования является уточнение закона распределения давления между колодкой и тормозным шкивом и отношения .

На практике количество колодок не превышает трех. В дальнейшем найдем отношение для каждой колодки имея в виду, что для первой колодки постоянное, т.е. .

Обычно расстояние между накладками в месте расположения шарниров незначительное, поэтому будем считать, что .

При известной величине силы сила , а ее горизонтальная составляющая, приложенная к середине колодки, будет равна:

(4)

Удельное давление на хорду угла β:

, (5)

а давление на элементарную дугу угла будет равно (рис. 2)

. (6)

Сила нормального давления на эту дугу

Рис. 2. К определению нормального давления колодки на тормозной шкив

. (7)

Полная величина нормального давления на первую колодку:

. (8)

При известной величине нормального давления на первую колодку натяжение в набегающей ее ветви:

, (9)

а величина нормального давления между колодкой и тормозным шкивом определится из выражения:

(10)

Из этой формулы методом последовательных наближений или графически находится величина при известной величине .

С учетом того, что , а аналогично находится величина .

Анализ полученных формул и расчетов, проведенных по полученным формулам и формулам источника [1] позволяют сделать вывод о том, что в источнике [1] нормальное давление колодки на тормозной шкив принято равным давлению Р, что нарушает закон трения скольжения и, естественно, это привело к завышенному отношению .

Литература

1. Тормозные устройства: Справочник/Александров М. П., Лысяков А. Г., Федосеев В. Н. и др. – М.: Машиностроение, 1985. – 312с.