Силы, действующие на тормозные колодки при торможении

Рассмотрим силы в 2-х колодочном тормозе - рисунок 54:

Р₁ и Р₂ – силы с которыми кулак раздвигает колодки;

Р_т1 и Р_т2–суммарные реакции со стороны барабана;

Т₁ и Т₂ – сила трения, возникающие на левой и правой колодках;

U₁ и U₂ – реакции неподвижной колодки.

При нажатии на педаль тормозной кулак поворачивается и разжимает колодки, прижимая их к барабану. Силы трения, возникающие между барабаном и тормозными колодками, определяются:

на левой колодке – Т₁=Р_т1∙μ, (196);

на правой – Т₂=Р_т2∙μ, (197)

где μ – коэффициент трения между накладкой и тормозным барабаном.

Из уравнения моментов для левой и правой колодки относительно неподвижной опоры находим: Р_т1=Р₁∙(а+с)/(с-μ∙R) (198) Р_т2=Р₂∙(а+с)/(с+μ∙R) (199)

Из этих равенств определяем моменты трения:

на левой колодке – Т₁∙R=Р_т1∙μ∙R=P₁∙(a+c)∙μ∙R/(c-μ∙R)=M_т (200)

на правой – Т₂∙R=Р_т2∙μ∙R=P₂∙(a+c)∙μ∙R/(c+μ∙R)=M_т2, (201)

где R – радиус тормозной колодки.

Полный тормозной момент от обеих колодок: М_т=М_т1+М_т2.

Силы трения способствуют увеличению нажима левой колодки и, наоборот, уменьшению нажима правой колодки. Поэтому, если принять, что М_т1=М_т2, то между силами Р₁ и Р₂ будет следующее соотношение

Рисунок 54 Схема сил, действующих на тормозные колодки

Р₁/Р₂=(c-μ∙R)/(c+μ∙R) (202)

При этом полный тормозной момент:

М_т=2∙М_т1=2∙М_т2=2∙Р₁∙(a+c)∙μ∙R/(c-μ∙R) = =2∙Р₂∙(a+c)∙μ∙R/(c+μ∙R) (203)

Откуда сила на тормозном кулаке:

Р₁=М_т∙(с-μ∙R)/[2∙μ∙R∙(a+c)];

Р₂=М_т∙(с+μ∙R)/[2∙μ∙R∙(a+c)] (204)

Момент который должен быть приложен к тормозному кулаку для создания этих сил М_t=(Р₁+Р₂)∙d/2 , (205) где d – расстояние между линиями действия сил Р₁ и Р₂.

Из уравнения для силы Р₁ видно, что при с=μ∙R сила Р₁=0, т.е. в этом случае происходит самозатормаживание левой колодки в направлении движения. Для того, чтобы не было самозатормаживания, необходимо при проектировании тормоза расстояние С от оси подвески до центра барабана принимать равным не менее 0.3R-c≥0.3R.

Размеры тормозного барабана определяют по величине удельного давления на рабочих поверхностях, которое для тракторов допускается не менее 0.3 МПа q = Рт1 / F и q = Р_т2 / F,. или

q = Р_т1/(R∙b∙π∙α/180) = М_т/(2∙R²∙μ∙b∙π∙α/180) , (206)

где b - ширина накладки;

α - длина дуги соприкосновения накладки с поверхностью барабана;

F - площадь соприкосновения обшивки с поверхностью барабана.РАСЧЕТНЫЙ МОМЕНТ ТРЕНИЯ ТОРМОЗА

Расчет тормозов ведут из условия удержания машины в заторможенном состоянии на предельном уклоне, для чего тормозная сила Р_т на ободе колеса должна быть:

Р_т ≥ G∙Sinα_max (207)

Момент тормоза, необходимый для создания на

ведущем колесе силы:

М ≥ G∙Sinα_max∙r_к / (n∙i) (208)

где r_к – радиус ведущего колеса, м;

i - передаточное число между тормозным барабаном и ведущим колесом;

n – число тормозов.