Уточнення до розрахунку колодкових гальм

типу ТКТ та ТКП

Бондаренко Л.М., Яковлев С.О., Шаптала О.І.(Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім акад.. В.Лазаряна); Шаптала О.О.(військова частина Т-0310).

Силу натиснення гальмівної колодки на шків в довідковій літературі рекомендується визначати за виразом [1]

, (1)

де F_тр – сила тертя між колодками і гальмівним шківом;

f – ккоефіцієнт тертя.

Сила тертя між колодкою і шківом у цьому випадку дорівнює

, (2)

де M_r – гальмівний момент; D – діаметр шківа.

Нагадаємо, що сила N [1] необхідна для визначення таких параметрів колодкових гальм як зусилля на штоці, хід штока та ін.

Рис. 1. До визначення нормального тиску колодок на гальмівний шків.

Із рис. 1 очевидно, що сила N не дорівнює сумі нормальних тисків колодки на шків і складає [2]:

(3)

де β – кут обхвату колодкою шківа.

Таким чином, щоб колодкове гальмо розвивало гальмівний момент, що визначається за існуючою формулою, силу притиснення колодки необхідно прийняти слідуючою:

. (4)

Залежність N від кута обхвату колодкою шківа при f=0.35; D=300 мм; Mr=373 мм показана на рис. 2; тут ж показана залежність діаметра гальмівного шківа від β при ширині накладок В=140 мм і допустимому тиску [р]=0,3 МПа.

Рис. 2. Залежність від кута обхвату колодок гальмівного шківа:

1– необхідного зусилля притиснення колодки;

2– діаметра шківа (1’,2’ – при β=70° відповідно).

Знайдемо залежність головних параметрів гальм типу ТКТ та ТКП в за-лежності від кута обхвату β.

Дійсна робота розгальмування при відході колодок:

, (5)

де ξ – радіальний зазор між колодкою та шківом, який залежить від діа-метра шківа; η – 0.9..0.95 – ККД важільної системи.

Залежність А від β при ξ =1,6 мм; η=0.95 показана на рис. 3.

Передаточне число важільної системи буде залежати від кута β і дорівнює:

. (6)

Рис. 3. Залежність від обхвату колодкою гальмівного шківа:

1 – роботи розгальмування при відході колодок;

2 – необхідне передаточне число важільної системи

(1’, 2’ – процентне розходження з β=70° відповідно)

Знайдемо дійсний час гальмування механізму підйому у залежності від β.

, (7)

де J_np.r – момент інерції рухомих мас механізму, приведений до вала гальма,

; m – маса вантажу; R – pадіус барабана по осях

каната; um – передаточне число механізму; ώ – кутова швидкість дви-

гуна; знак „плюс” відноситься до підйому, а „мінус” до опускання ван-

тажу.

Залежність дійсного часу гальмування механізму підйому при підніманні і опусканні вантажу в залежності від кута обхвату колодкою гальмівного шківа показана на рис. 4. Данні отримані при m=12500 кг; R=0.2087 м; u_m=101.88; ώ=74.3c^-1.

Аналіз отриманих формул та графіків дозволяє зробити такі висновки:

- нормативна формула по визначенню гальмівного моменту колодковими гальмами отримана з порушенням закону тертя ковзання, оскільки сила

Рис. 4. Залежність від кута обхвату колодкою гальмівного шківа:

1– часу гальмування при підніманні ваннтажу за запро-

понованою формулою; 2– за нормативною формулою;

3– процентне розходження між 1 та 2 (а); (б) – теж при

опусканні вантажу.

Аналіз отриманих формул та графіків дозволяє зробити такі висновки:

- нормативна формула по визначенню гальмівного моменту колодковими гальмами отримана з порушенням закону тертя ковзання, оскільки сила притиснення колодки не дорівнює сумі нормальних тисків;

- дійсна величина розмірів гальма, часу гальмування залежить від кута обхвату колодкою гальмівного шківа і різниця у величинах сягає недопустимих при розрахунках, особливо гальм, величин.

Література

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

2. Бондаренко Л.М. Розподіл сил по висоті гальмівної колодки і причина

нерівномірного зносу накладок / Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини №63, 2004, -с.14-18 /.