Забезпечення регламентованого строку служби дискових гальм двовісних транспортних засобів

Abstract

Розглянуто напрямки щодо зниження швидкості зношування фрикційних пар дискових гальмівних механізмів двовісних транспортних засобів, для чого, з метою забезпечення ресурсу в процесі експлуатації, вводиться відносна оцінка зносу однойменних поверхонь тертя з різною площею фрикційного контакту. В основу поставлено задачу зниження швидкості зношування гальмівних механізмів в процесі експлуатації за рахунок оптимізації профілю спряжених поверхонь тертя. Мета досягається тим, що на фрикційних поверхнях спряжених тіл застосовується не плоский, як прийнято традиційно, профіль гальмівного диска і фрикційних накладок, а криволінійний, за рахунок чого збільшується фактична площа поверхонь тертя без зміни габаритних розмірів тіл тертя, що в кінцевому результаті приводить до зменшення тиску на поверхнях тертя, та, як наслідок – зниження швидкості зносу і збільшення їх ресурсу. Оскільки для дискових гальмівних механізмів ширина фрикційної поверхні тертя, обмежена внутрішнім і зовнішнім радіусами диску та є незмінною в процесі експлуатації, то при застосуванні криволінійного профілю поверхонь тертя у таких гальмівних механізмах, зростає фактична ширина фрикційного контакту. При цьому зростає фактична площа тертя, яка за рахунок більш повного прилягання поверхонь тертя, створює умови для зменшення по величині та більш рівномірного розподілу температурного градієнта, що розподіляється по площі фрикційного контакту, забезпечуючи більш стабільний коефіцієнт тертя ковзання, веде до зниження швидкості зношування поверхонь фрикційного контакту, що в кінцевому результаті забезпечує більший ресурс гальм. Встановлено, що для забезпечення регламентованого строку служби дискових гальм, площа фактичного фрикційного контакту повинна бути не менша за деяку умовну площу тертя, яка дорівнює добутку фактичної ширини фрикційної накладки і середнього радіуса тертя гальмівного диска. Теоретичні дослідження представлено у вигляді аналітичних залежностей, одержаних на основі теорії тертя І.В. Крагельського, які дозволяють прогнозувати можливу величину зносу фрикційних поверхонь дискових гальм транспортних засобів за даних умов експлуатації.

The directions for reducing the wear rate of friction pairs of disc brakes of biaxial vehicles are considered, for which, in order to ensure the resource during operation, a relative assessment of the wear of the same friction surfaces with different friction contact areas is introduced. The basis is the task of reducing the wear rate of brake mechanisms during operation by optimizing the profile of the mating friction surfaces. The goal is achieved by the fact that on the friction surfaces of mating bodies, not a flat, as is traditionally accepted, profile of the brake disc and friction linings is used, but a curvilinear one, due to which the actual area of friction surfaces increases without changing the overall dimensions of the friction bodies, which ultimately leads to a decrease pressure on the friction surfaces, and, as a consequence, to a decrease in the wear rate and an increase in their service life. Since for disc brakes, the width of the friction surface is limited by the inner and outer radii of the disc and is unchanged during operation, then when using a curved profile of friction surfaces in such brakes, the actual width of the friction contact increases. At the same time, the actual friction area increases, which, due to a more complete adhesion of the friction surfaces, creates conditions for a decrease in magnitude and a more uniform distribution of the temperature gradient, is distributed over the friction contact area, providing a more stable sliding friction coefficient, which leads to a decrease in the wear rate of the friction surfaces contact and ultimately provides a longer brake life. It has been established that to ensure the regulated service life of disc brakes, the area of the actual frictional contact must be at least the conditional friction area, which is equal to the product of the actual width of the friction pad and the average friction radius of the brake disc. Theoretical studies are presented in the form of analytical dependences obtained on the basis of the theory of friction by I.V. Kragelsky, which allow predicting the possible wear of the friction surfaces of disc brakes of vehicles under given operating conditions.