Дослідження теплового стану поверхонь тертя гальмівного пристрою вантажопідйомної машини при повторно-короткочасному режимі роботи. Модель теплового стану фрикційних матеріалів гальма. Роботоздатність гальмівних пристроїв піднімально-транспортних машин.
Аннотация к работе
На підставі фундаментальних досліджень гальмівних пристроїв механізмів і машин, проведених багатьма вченими аж до нашого часу, можна зробити висновок, що вирішення проблеми створення надійної фрикційної пари сучасних високонавантажених гальм механізмів і машин можливе тільки при застосуванні більш теплостійких матеріалів і при одночасній розробці конструкцій гальм, що забезпечують утворення найменших температур нагріву поверхонь тертя. Проте, до сьогодні не досягнуто задовільних практичних результатів з поліпшення стабільності роботи і довговічності фрикційних елементів гальмівних пристроїв шляхом створення нових високоефективних фрикційних матеріалів, а також відсутні методи розрахунку теплової навантаженості гальмівних пристроїв, що працюють у повторно-короткочасному режимі роботи. Теоретичні завдання: аналіз і оцінка роботоздатності гальмівних пристроїв піднімально-транспортних машин і виявлення шляхів підвищення ефективності їхньої роботи; аналіз існуючих математичних моделей розрахунку теплового стану фрикційних поверхонь гальмівних пристроїв; дослідження впливу теплової навантаженості вузла тертя гальмівного пристрою на зміну коефіцієнта тертя; розробка математичної моделі обємного температурного стану фрикційного матеріалу гальмівного пристрою, що працює у повторно-короткочасному режимі роботи. Практичні завдання: визначення раціональних теплофізичних показників фрикційних матеріалів що розробляються; розробка та виготовлення фрикційного матеріалу на основі вуглець-вуглецю; проведення експериментальних досліджень з метою перевірки адекватності моделі і визначення закономірностей зміни коефіцієнту тертя запропонованих фрикційних матеріалів на основі вуглець-вуглецю; проведення порівняльного аналізу фрикційних матеріалів, які застосовуються в сучасних гальмівних пристроях піднімально-транспортних машин, у тому числі і запропонованих фрикційних матеріалів на основі вуглець-вуглецю; проведення натурних експериментальних досліджень пропонованих фрикційних матеріалів з поліпшеними триботехнічними показниками; визначення впливу зміни коефіцієнта тертя запропонованих фрикційних матеріалів на динаміку роботи вантажопідйомних машин. Практичне значення роботи становлять: математична модель обємного температурного стану фрикційного матеріалу гальмівних пристроїв піднімально-транспортних машин, що працюють у повторно-короткочасному режимі роботи, що дозволяє оцінити теплову навантаженість фрикційного вузла гальмівного пристрою; фрикційний матеріал з покращеними триботехнічними показниками на основі вуглець-вуглецю; порівняльний аналіз фрикційних матеріалів, застосовуваних в сучасних гальмівних пристроях піднімально-транспортних машин, у тому числі і розроблених фрикційних матеріалів на основі вуглець-вуглецю, що дозволяє рекомендувати новий матеріал до застосування у високонавантажених гальмівних пристроях; розроблено технологію отримання нових фрикційних матеріалів на основі вуглець-вуглецевих волокон з піровуглецевою матрицею.У першому розділі проведено огляд існуючих режимів і умов роботи гальмівних пристроїв, виявлено найбільш важкі умови роботи гальма, розглянуто основні напрями розвитку гальмівних пристроїв, визначено вплив температури поверхонь тертя на роботоздатність гальмівного пристрою, розглянуто існуючі методи теплового розрахунку фрикційних пар гальмівного пристрою, виявлено допущення і недоліки, наведено загальні відомості щодо існуючих найбільш поширених фрикційних матеріалів, розглянуто питання підвищення довговічності фрикційних елементів і загальний аналітичний опис нестаціонарних процесів нагріву і охолодження твердих тіл. Аналіз робіт, присвячених підвищенню роботоздатності гальмівних пристроїв і дослідженню теплової навантаженості фрикційних пар гальм, показав велику різноманітність методів розрахунку теплового стану поверхонь тертя. Другий розділ присвячений математичному моделюванню тривимірного температурного стану фрикційного матеріалу гальмівного пристрою, що працює у повторно-короткочасному режимі, залежно від теплофізичних параметрів фрикційного матеріалу і умов роботи гальма. Це, у свою чергу, дає можливість зробити висновки про придатність того або іншого фрикційного матеріалу для застосування в новому проектованому або у вже існуючому гальмівному пристрої і визначити раціональні теплофізичні параметри нових фрикційних матеріалів, що розробляються. Відповідно до прийнятих в роботі допущень, розподіл температурних полів за обємом фрикційного матеріалу, що виникає на різних етапах роботи гальма за один цикл при дії нерівномірно розподіленого питомого тиску між фрикційними поверхнями, вектора приросту температури уздовж поверхні тертя і з урахуванням приведеної на рис.В дисертаційній роботі вирішено науково-технічне завдання підвищення ефективності гальмування піднімально-транспортних машин застосуванням нових фрикційних композитних матеріалів на основі вуглець-вуглецю з піровуглецевою матрицею. Розроблено математичну модель обємного теплового стану фрикційного матеріалу гальмівних при