Технические науки/4. Транспорт

д.т.н., профессор Омаров К.А., к.т.н, доцент Кунгуров А.Р., Омарова Т.К.

Казахский национальный технический университет им.К.И.Сатпаева, Казахстан

Определение энергонагруженности и энергоемкости тормозных систем и механизмов подъемно-транспортных машин

Исследование энергонагруженности и энергоемкости тормозных систем и механизмов с точки зрения снижения выделяемого тепла и износа фрикционных элементов является актуальной прикладной задачей.

Как известно, наиболее типичным режимом работы тормозных систем подъемно-транспортных машин (ПТМ) является повторно-кратковременный режим, напряженность которого зависит от условий эксплуатаций [1,2]. Для данного режима работы энергии, преобразуемые тормозными устройствами и механизмами в тепло на единице пути и в единицу времени , определяются следующими выражениями:

и (1)

где п и m – количество торможений соответственно на единице пути и в единицу времени.

Энергии, преобразуемые в тепло тормозными устройствами и механизмами передних и задних колес автомобильного (башенного) крана, необходимо определять из следующих выражений:

и (2)

где - коэффициент распределение тормозного момента между передними и задними колесами.

Анализ выражений (1) и (2) позволяет оценить как общую энергонагруженность тормозной системы, так и энергонагруженности тормозных механизмов колес разных осей автомобильного (башенного) кранов. Следует отметить, что сравнение автомобильных кранов по энергонагруженности тормозных устройств и систем в различных условиях эксплуатации, а также по степени равнонагруженности тормозных устройств и механизмов колес разных осей автомобильных кранов желательно производить по удельным величинам показателей. Следует также отметить, что в авиастроении в качестве показателя удельной энергонагруженности колеса принято отношение преобразуемой энергии к объему колеса, что объясняется тенденцией к снижению указанного и занимаемого тормозным устройством объемов, а площадь фрикционных накладок регламентируется.

Следовательно, целесообразно в качестве показателей удельной энергонагруженности тормозного устройства принять энергию, преобразуемую в тепло на единице пути, то средняя удельная энергонагруженность тормозных механизмов определяется выражением:

(3)

где - общая площадь фрикционных накладок, .

Удельные энергонагруженности передних и задних тормозных устройств, а также их отношение необходимо определять из следующих выражений:

(4)

(5)

где - удельная энергонагруженность задних тормозных устройств, ; - - удельная энергонагруженность передних тормозных устройств, ; - коэффициент распределения площади фрикционных накладок, равный отношению площади фрикционных накладок передних тормозных устройств к общей площади.

В случае постоянного значения величины коэффициента распределения суммарной тормозной силы и учета зависимости (2), получим сведущее:

(6)

Отношение удельных значений энергонагруженностей пар трения данного тормозного устройства определяется следующим образом:

(7)

где и - тормозные моменты соответственно, создаваемые парами трения; и - площади фрикционных накладок соответственно первого и второго колодок.

Удельные значения энергонагруженности тормозных устройств ПТМ и их отношение в значительной мере определяют значения и отношение температур поверхностей трения тормозных механизмов, то есть параметры, оказывающие большое влияние на стабильность выходных показателей тормозной системы. Если отношение значительно отличается от единицы, то в силу чрезмерно высокого температурного режима перегруженных тормозных механизмов имеет место недопустимое изменение коэффициента распределения суммарной тормозной силы. Следует также отметить, что определенное дестабилизирующее влияние оказывает также неодинаковая удельная энергонагруженность пар трения данного тормозного устройства. В качестве измерителей энергонагруженности тормозной системы ПТМ необходимо рекомендовать: общие и удельные энергонагруженности тормозных устройств колес разных осей автомобильных (башенных) кранов; отношения удельных энергонагруженностей тормозных устройств и пар трения данного тормозного устройства; абсолютные значения и отношение температур поверхностей трения тормозных устройств.

Как установлено, для выполнения расчетов, состояния программ экспериментальных исследований и математического моделирования необходимо располагать данными о режимах работы, при которых были получены те или иные значения измерителей энергонагруженности тормозных устройств.

При проведении экспериментальных исследований необходимо располагать данными, позволяющими оценить частоту и эффективности торможений, скорости в начале и в конце торможений; скорости движения на участках пути, имеющих подъемы и спуски, а также реализуемые при этом удельные тормозные силы.

Выводы.

На основе рассмотрения повторно-кратковременного режима работы ПТМ была разработана аналитическая модель энергонагруженности и энергоемкости тормозных устройств ПТМ.

Для тормозных устройств автомобильных кранов были получены аналитические зависимости для определения удельных энергонагруженности тормозных механизмов передних и задних колес.

Литература

1. Александров М.П. Тормоза подъемно-транспортных машин. – М.: Машиностроение, 1976-383 с.

2. Чиналиев О.К. Исследование формирования контурной площади контакта в процессе работы фрикционных пар тормозов подъемно-транспортных машин. – Диссертация кандидата технических наук. – М., 1980-150с.