RU2522663C1 - Method for disc braking device parameters optimisation - Google Patents
Method for disc braking device parameters optimisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522663C1 RU2522663C1 RU2012154232/11A RU2012154232A RU2522663C1 RU 2522663 C1 RU2522663 C1 RU 2522663C1 RU 2012154232/11 A RU2012154232/11 A RU 2012154232/11A RU 2012154232 A RU2012154232 A RU 2012154232A RU 2522663 C1 RU2522663 C1 RU 2522663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction lining
- friction
- determined
- resource
- length
- Prior art date
Links
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к области автомобилестроения, и предназначено для поиска оптимальных параметров дисковых тормозных устройств.The invention relates to the field of mechanical engineering, mainly to the field of automotive industry, and is intended to search for optimal parameters of disk brake devices.
Известен способ оптимизации параметров дискового тормозного устройства путем определения геометрических параметров фрикционной накладки тормозных колодок, основанный на расчете площади поверхности фрикционной накладки путем получения отношения полной работы трения к произведению продолжительности единичного торможения и допустимой удельной мощности трения и длины фрикционной накладки путем получения произведения среднего радиуса фрикционной накладки на центральный угол, выраженный в радианах.A known method of optimizing the parameters of a disk brake device by determining the geometric parameters of the friction lining of brake pads, based on the calculation of the surface area of the friction lining by obtaining the ratio of the total friction work to the product of the duration of a single braking and the allowable specific friction power and the length of the friction lining by obtaining the product of the average radius of the friction lining at the central angle, expressed in radians.
[Александров М.П., Лысяков А.Г., Федосеев В.Н., Новожилов М.В. Тормозные устройства, М.: Машиностроение, 1985, с.298 - 312].[Alexandrov M.P., Lysyakov A.G., Fedoseyev V.N., Novozhilov M.V. Braking devices, M.: Mechanical Engineering, 1985, S. 298 - 312].
Указанный способ не позволяет определять срок службы тормозного устройства и получать рациональные значения геометрических параметров тормозных колодок, которые обеспечивают повышение ресурса фрикционной накладки тормозного устройства.The specified method does not allow to determine the service life of the brake device and to obtain rational values of the geometric parameters of the brake pads, which provide an increase in the resource of the friction lining of the brake device.
Известен также способ оптимизации ширины фрикционной накладки тормозного устройства, который заключается в определении эффективной площади трения фрикционной колодки по отношению тормозного момента к произведению радиуса, коэффициента трения и удельной нагрузки и затем определении ширины фрикционной колодки по отношению найденного значения эффективной площади трения фрикционной колодки на произведение коэффициента взаимного перекрытия и периметра центральной линии фрикционной накладки [Трение, изнашивание и смазка. Справочник в 2-х томах, том 2, под редакцией И.В.Крагельского и В.В.Алисина, 1979. М.: Машиностроение, с.253].There is also a method for optimizing the width of the friction lining of the brake device, which consists in determining the effective friction area of the friction pad in relation to the braking torque to the product of the radius, friction coefficient and specific load and then determining the width of the friction pad in relation to the found value of the effective friction area of the friction pad to the product of the coefficient mutual overlap and the perimeter of the center line of the friction lining [Friction, wear and lubrication. Handbook in 2 volumes, volume 2, edited by I.V. Kragelsky and V.V. Alisin, 1979. M.: Mechanical Engineering, p.253].
Недостатком указанного способа является также невозможность получения рациональных значений геометрических параметров тормозных колодок, обеспечивающих повышение ресурса фрикционной накладки тормозного устройства.The disadvantage of this method is the inability to obtain rational values of the geometric parameters of the brake pads, providing increased resource friction lining brake device.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа оптимизации параметров дискового тормозного устройства, обеспечивающего повышение ресурса фрикционной накладки за счет учета влияния геометрических параметров фрикционной накладки и тормозного диска на величину механической составляющей мощности трения и выбора рационального соотношения их геометрических параметров.The objective of the present invention is to develop a method for optimizing the parameters of a disk brake device, providing an increase in the friction lining resource by taking into account the influence of the geometric parameters of the friction lining and the brake disk on the value of the mechanical component of the friction power and choosing a rational ratio of their geometric parameters.
Поставленная задача достигается тем, что определяют механическую составляющую мощности трения при исходных параметрах фрикционной накладки, по которой находят ее объемную интенсивность изнашивания, по найденной величине интенсивности изнашивания определяют фактический ресурс фрикционной накладки, затем задают величину приращения ресурса и определяют оптимальные значения площади, длины фрикционной накладки и радиуса шероховатости тормозного диска по следующим зависимостямThe task is achieved in that they determine the mechanical component of the friction power with the initial parameters of the friction lining, by which its volume wear rate is found, the actual friction lining life is determined from the found wear intensity, then the increment of the resource is set and the optimal values of the area and length of the friction lining are determined and radius of roughness of the brake disc according to the following relationships
где F - площадь фрикционной накладки, м2; Iw - энергетическая интенсивность изнашивания, R - радиус микронеровности поверхности тормозного диска, м; ν - скорость скольжения, м/с; N - нормально направленная прижимная нагрузка, Н; n(t) - коэффициент требуемого приращения ресурса; t - фактический ресурс фрикционной накладки, с; S - высота фрикционной накладки, м; Н - длина фрикционной накладки, м.where F is the area of the friction lining, m 2 ; I w is the energy intensity of wear, R is the radius of microroughness of the surface of the brake disc, m; ν is the sliding velocity, m / s; N - normally directed clamping load, N; n (t) is the coefficient of the required increment of the resource; t is the actual resource of the friction lining, s; S is the height of the friction lining, m; N - the length of the friction lining, m
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что повышение ресурса тормозного устройства обеспечивается посредством снижения величины механической составляющей мощности трения, идущей на разрушение фрикционной накладки, при сохранении неизменными таких характеристик тормозного устройства, как прижимная нагрузка и скорость скольжения.The essence of the proposed method lies in the fact that the increase in the resource of the brake device is achieved by reducing the value of the mechanical component of the friction power, which goes to the destruction of the friction lining, while maintaining such characteristics of the brake device as the clamping load and sliding speed.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Определяют механическую составляющую мощности трения при исходных параметрах фрикционной накладки по следующей зависимостиThe mechanical component of the friction power is determined at the initial parameters of the friction lining according to the following dependence
где R - радиус микронеровности поверхности тормозного диска, м;where R is the radius of microroughness of the surface of the brake disc, m;
ν - скорость скольжения, м/с;ν is the sliding velocity, m / s;
N - нормально направленная прижимная нагрузка, Н;N - normally directed clamping load, N;
F - площадь фрикционной накладки, м2;F is the area of the friction lining, m 2 ;
Н - длина фрикционной накладки, м.N - the length of the friction lining, m
По найденной величине механической составляющей энергетического баланса определяют объемную интенсивность изнашивания фрикционной накладки по формулеBy the found value of the mechanical component of the energy balance, the volumetric wear rate of the friction lining is determined by the formula
где Iw - энергетическая интенсивность изнашивания Дж/м3,where I w is the energy intensity of wear J / m 3 ,
Wмех - механическая составляющая энергетического баланса, Дж/сW fur - mechanical component of the energy balance, J / s
ih - удельная линейная интенсивность изнашивания, м/м;i h is the specific linear wear rate, m / m;
f - коэффициент трения;f is the coefficient of friction;
НВ - твердость, МПа.HB - hardness, MPa.
Затем по величине объемной интенсивности изнашивания определяют фактический ресурс фрикционной накладки по следующей формулеThen, by the value of the volumetric wear rate, the actual friction lining life is determined by the following formula
где B - ширина фрикционной накладки; where B is the width of the friction lining;
H - длина фрикционной накладки;H is the length of the friction lining;
S - высота фрикционной накладки, м.S - the height of the friction lining, m
Определение механической составляющей мощности трения, объемной интенсивности изнашивания фрикционной накладки и фактического ресурса фрикционной накладки может быть осуществлено по любой известной аналитической зависимости.The determination of the mechanical component of the friction power, volumetric wear rate of the friction lining and the actual resource of the friction lining can be carried out by any known analytical dependence.
Затем в зависимости от планируемой продолжительности межремонтного пробега тормозного устройства задают величину требуемого приращения ресурса фрикционной накладки n(t).Then, depending on the planned duration of the overhaul run of the brake device, the value of the required increment of the friction lining resource n (t) is set.
Так, например, согласно Регламенту Открытого Чемпионата и Кубка России 2012 года по ралли протяженность единичного участка ралли по специальным трассам изменяется от 10 до 50 км и может быть пройдена от 1 часа 30 минут до 2 часов 30 минут, что определяет разную продолжительность межремонтного пробега тормозного устройства на каждом этапе. Например, для этапа с максимальной продолжительностью необходимо увеличить ресурс фрикционной накладки до 1,5 раз по сравнению с коротким этапом.So, for example, according to the Rules of the Russian Open Championship and Cup of 2012 for rally, the length of a single section of the rally along special routes varies from 10 to 50 km and can be covered from 1 hour 30 minutes to 2 hours 30 minutes, which determines the different duration of the overhaul distance of the brake devices at every stage. For example, for a stage with a maximum duration, it is necessary to increase the friction lining resource up to 1.5 times in comparison with a short stage.
Определение оптимальных значений площади, длины фрикционной накладки и радиуса шероховатости тормозного диска осуществляют по эмпирическим формулам, полученным в ходе экспериментальных исследований дисковых тормозных устройств.The determination of the optimal values of the area, length of the friction lining and the radius of roughness of the brake disc is carried out according to empirical formulas obtained in the course of experimental studies of disc brake devices.
Площадь фрикционной накладки, обеспечивающую планируемый ресурс, определяют по следующей формулеThe area of the friction lining, providing the planned resource, is determined by the following formula
Шероховатость тормозного диска, обеспечивающую планируемый ресурс фрикционной накладки определяют следующим образом:The roughness of the brake disc, providing the planned life of the friction lining is determined as follows:
Длину фрикционной накладки, обеспечивающую планируемый ресурс определяют по следующей зависимостиThe length of the friction lining that provides the planned resource is determined by the following relationship
где F - площадь фрикционной накладки, м2; Iw - энергетическая интенсивность изнашивания, R - радиус микронеровности поверхности тормозного диска, м; ν - скорость скольжения, м/с; N - нормально направленная прижимная нагрузка, H; t - фактический ресурс фрикционной накладки, с; S - высота фрикционной накладки, м; H - длина фрикционной накладки, м.where F is the area of the friction lining, m 2 ; I w is the energy intensity of wear, R is the radius of microroughness of the surface of the brake disc, m; ν is the sliding velocity, m / s; N - normally directed clamping load, H; t is the actual resource of the friction lining, s; S is the height of the friction lining, m; H - the length of the friction lining, m
Ниже приведен пример реализации предлагаемого способа для тормозного устройства со следующими исходными характеристиками:The following is an example implementation of the proposed method for a brake device with the following initial characteristics:
радиус микронеровности поверхности тормозного диска - 0,0000001 м;radius of microroughness of the surface of the brake disc - 0.0000001 m;
скорость скольжения - 100 м/с;sliding speed - 100 m / s;
нормально направленная прижимная нагрузка - 300 H;normally directed clamping load - 300 H;
площадь фрикционной накладки - 0,005 м2;the friction lining area is 0.005 m 2 ;
длина фрикционной накладки - 0,1 м;friction lining length - 0.1 m;
удельная линейная интенсивность изнашивания - 10-7;specific linear wear rate - 10 -7 ;
коэффициент трения - 0,4;coefficient of friction - 0.4;
твердость - 400 МПа;hardness - 400 MPa;
ширина фрикционной накладки - 0,05 м;friction lining width - 0.05 m;
высота фрикционной накладки - 0,01 м.friction lining height - 0.01 m.
По заданным значениям были определены следующие фактические характеристики тормозного устройства:Based on the given values, the following actual characteristics of the brake device were determined:
1) механическая составляющая мощности трения - 1,08 Дж/с:1) the mechanical component of the friction power is 1.08 J / s:
2) объемная интенсивность изнашивания фрикционной накладки - 6,75*10-11 м3/с;2) the volumetric intensity of wear of the friction lining - 6.75 * 10 -11 m 3 / s;
3) фактический ресурс - 205,76 ч;3) actual resource - 205.76 hours;
4) для увеличения в 1,5 раза ресурса фрикционной накладки необходимо выполнить одно из перечисленных ниже действий:4) to increase the friction lining life by 1.5 times, one of the following actions must be performed:
- в 1,22 раза увеличить площадь фрикционной накладки при сохранении неизменным отношения ее длины к ширине. При этом она составит 0,0061 м2;- 1.22 times increase the area of the friction lining while maintaining the ratio of its length to width unchanged. In this case, it will be 0.0061 m 2 ;
- в 1,5 раза увеличить длину фрикционной накладки за счет уменьшения ее ширины при сохранении площади на прежнем уровне. Новые геометрические параметры составят: длина 0,15 м, ширина 0,033 м;- 1.5 times increase the length of the friction lining by reducing its width while maintaining the area at the same level. The new geometric parameters will be: length 0.15 m, width 0.033 m;
- в 0,67 раза уменьшить радиус выступов шероховатостей тормозного диска за счет повышения чистоты его обработки.- 0.67 times reduce the radius of the protrusions of the roughness of the brake disc by increasing the purity of its processing.
Таким образом, предлагаемый способ определения параметров дискового тормозного устройства позволяет определить по механической составляющей мощности трения и объемной интенсивности изнашивания существующий ресурс фрикционной накладки, а затем путем изменения радиуса шероховатостей тормозного диска, площади фрикционной накладки и ее длины обеспечить повышение этого показателя до требуемого значения.Thus, the proposed method for determining the parameters of a disk brake device allows one to determine the existing friction lining resource by the mechanical component of the friction power and volumetric wear rate, and then by changing the radius of the roughness of the brake disc, the area of the friction lining and its length, increase this indicator to the required value.
Claims (1)
где F - площадь фрикционной накладки, м2; I w - энергетическая интенсивность изнашивания, R - радиус микронеровности поверхности тормозного диска, м; ν - скорость скольжения, м/с; N - нормально направленная прижимная нагрузка, H; n(t) - коэффициент требуемого приращения ресурса; t - фактический ресурс фрикционной накладки, с; S - высота фрикционной накладки, м; H - длина фрикционной накладки, м. A method for optimizing the parameters of a disk braking device, namely, that the mechanical component of the friction power is determined at the initial parameters of the friction lining, by which its volume wear rate is found, the actual wear life of the friction lining is determined by the found wear intensity, then the resource increment is set and the resource increment is determined and determined the optimal values of the area, length of the friction lining and the radius of roughness of the brake disc according to the following relationships:
where F is the area of the friction lining, m 2 ; I w is the energy intensity of wear, R is the radius of microroughness of the surface of the brake disc, m; ν is the sliding velocity, m / s; N - normally directed clamping load, H; n (t) is the coefficient of the required increment of the resource; t is the actual resource of the friction lining, s; S is the height of the friction lining, m; H - the length of the friction lining, m
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154232/11A RU2522663C1 (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Method for disc braking device parameters optimisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012154232/11A RU2522663C1 (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Method for disc braking device parameters optimisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2522663C1 true RU2522663C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012154232/11A RU2522663C1 (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | Method for disc braking device parameters optimisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522663C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227195A1 (en) * | 1982-07-21 | 1984-01-26 | Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt | Brake shoe for a spot-type disc brake |
WO2006077227A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Partially lined disk brake |
RU2454577C1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-06-27 | Александр Юрьевич Романов | Motorcycle brake disc rotor |
-
2012
- 2012-12-14 RU RU2012154232/11A patent/RU2522663C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227195A1 (en) * | 1982-07-21 | 1984-01-26 | Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt | Brake shoe for a spot-type disc brake |
WO2006077227A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Partially lined disk brake |
RU2454577C1 (en) * | 2010-12-30 | 2012-06-27 | Александр Юрьевич Романов | Motorcycle brake disc rotor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник в 2-х томах, "Трение, изнашивание и смазка", том 2, под редакцией И.В.Крагельского и В.В.Алисина, 1979. М.: Машиностроение, с. 253. Александров М.П. и др., "Тормозные устройства", Справочник, М.: Машиностроение, 1985, с. 298 - 312. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Seo et al. | Rolling contact fatigue and wear of two different rail steels under rolling–sliding contact | |
RU2522663C1 (en) | Method for disc braking device parameters optimisation | |
RU2013147623A (en) | METHOD FOR DAMAGE MONITORING IN FAN CASES | |
RU2017112699A (en) | DIAGNOSTIC OF THE STATE OF THE WHEELS OF THE RAIL VEHICLE | |
RU2011125350A (en) | SLOPE FEEDBACK DEVICE | |
JP5884121B2 (en) | Factor analysis method for outer-rail derailment coefficient | |
RU2561400C2 (en) | Method and system for assessment of behaviour of driver's braking | |
CN104751534B (en) | A kind of road based on GPS and vehicle use information acquisition method | |
CN107677488A (en) | The system and traction power method of testing loaded using fixed loading device to tested vehicle | |
RU154624U1 (en) | SNOWMOBILE WHEEL | |
CN207923057U (en) | A kind of automobile brake drum detection instrument | |
Chunkawan et al. | Static structural analysis of crane hook | |
RU2017128819A (en) | METHOD FOR CONTROL OF THE CROSS-CUT RESONANCE IN THE CATENARIC PART, THE DRUM CONTROL SYSTEM OF THE LIFTING WINCH AND THE DRUM SYSTEM OF THE SHAFT DRUM LIFTING WINCH | |
BR112023020092A2 (en) | PLANT AND PROCESS FOR REMOVING SUSPENDED SOLIDS, OILS AND GREASES FROM COOLING WATER IN THE STEEL AND METALLURGICAL SECTOR. | |
Zhou et al. | Application of the nonlinear fatigue damage cumulative on the prediction for rail head checks initiation and wear growth | |
Al-Grafi et al. | Analysis of Vehicle Friction Coefficient by Simulink/Matlab | |
Dąbski | Determining rock surface micro-roughness and search for new method of relative dating of glacial landforms: A case study from Fláajökull (SE Iceland) and Biferten glacier (Swiss Alps) forefields | |
RU40085U1 (en) | BRAKE SHOE | |
RU2012146229A (en) | METHOD FOR DETERMINING TURNING MATTER OF HYDROMECHANICAL TRANSMISSION | |
CN108507770A (en) | A kind of SC building hoists driving mechanism testboard | |
RO131236A2 (en) | Method of calculating real skidding coefficient in braking systems test stands | |
RU2594044C1 (en) | Method of determining surface areas of metal discs of various power consumption in disc-drum brakes | |
RU2451267C1 (en) | Method of determining weight of cargo carried by wheeled vehicle | |
CN103466403B (en) | Elevator height automatic determining device | |
RU28212U1 (en) | BRAKE SHOE |