Вибір та обґрунтування параметрів багатодискових тракторних гальм, що працюють у мастилі - Автореферат

Відомо, що з підвищенням швидкості трактора зростають вимоги до забезпечення безпеки руху і, відповідно, стають більш жорсткими вимоги до гальмівної системи, оскільки гальмівний шлях трактора та енергія, що поглинається гальмами, за інших рівних умов зростають пропорційно квадрату його швидкості. Це знаходить відображення в конструкції тракторів та їх агрегатів. багатодисковий гальмо мастило трактор Наукова новизна отриманих результатів: вперше проведено теоретичні дослідження, що дозволили визначити вплив рівня охолоджувального мастила в гальмівному механізмі на величину втрат потужності в трансмісії трактора при розімкнутому стані гальмівних дисків; виявити вплив параметрів фрикційних дисків, властивостей мастила й інтенсивності наростання тиску в приводі гальмівного механізму на час його включення; уточнити вимоги до мастил, що застосовуються у багатодискових гальмівних механізмах, з урахуванням їх сумісності з іншими механізмами трансмісії; визначити вплив зміни вагових параметрів і параметрів потужності колісних тракторів, що входять у модельний ряд, на необхідну зміну геометричних розмірів і число фрикційних пар багатодискових гальмівних механізмів за умови їх максимальної уніфікації. розроблено методику вибору параметрів фрикційних пар багатодискових гальм, що працюють у мастилі, розроблено методику, а на її основі програму для ЕОМ, побудови типорозмірного ряду фрикційних дисків для колісних тракторів, що входять у модельний ряд; Проведений аналіз (за результатами Ганноверської виставки AGRITECHNICA’99) використання різних конструкцій гальмівних механізмів на сільськогосподарських колісних тракторах показав, що в порівнянні з 1985 роком, у 1999 році застосування багатодискових “мокрих” (що працюють у масляній ванні) гальмівних механізмів збільшилося в 1,8 разів, дискових “сухих” (що працюють без занурення в масляну ванну) зменшилося в 4,2 рази, барабанних зменшилося в 2,5 рази, а стрічкові гальмівні механізми не використовуються взагалі.Багатодискові гальмівні механізми, що працюють в мастилі, одержали широке поширення у світовому тракторобудуванні. Цими гальмівними механізмами обладнуються до 87% моделей колісних тракторів різних класів, що дозволяє забезпечити більш інтенсивне розсіювання виділюваного при гальмуванні тепла і, отже, підвищити стабільність роботи гальмівного керування. У звязку з тим, що при використанні багатодискових гальмівних механізмів, що працюють в мастилі, відбувається зниження КПД трансмісії за рахунок сил тертя, що виникають при обертанні дисків у масляній ванні, нами розроблена методика визначення втрат потужності в трансмісії трактора. Проведені експериментальні дослідження показали, що для “мокрого” багатодискового гальмівного механізму самохідного шасі СШ25 максимальний момент опору при обертанні пакета фрикційних дисків у масляній ванні склав 8,59 Н·м. При такій конструкції можливе використання мастила з властивостями, що забезпечують мінімальний час включення гальма, мінімальні втрати на вязкісне тертя при обертанні пакета фрикційних дисків у розімкнутому стані і максимальний коефіцієнт тертя в процесі гальмування.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

1. Багатодискові гальмівні механізми, що працюють в мастилі, одержали широке поширення у світовому тракторобудуванні. Цими гальмівними механізмами обладнуються до 87% моделей колісних тракторів різних класів, що дозволяє забезпечити більш інтенсивне розсіювання виділюваного при гальмуванні тепла і, отже, підвищити стабільність роботи гальмівного керування. На вітчизняних колісних тракторах гальмівні механізми такого типу не застосовувалися. У звязку з цим відсутні методики вибору їхніх основних параметрів. Розробка зазначеної методики дозволить забезпечити впровадження таких гальмівних механізмів на перспективних моделях вітчизняних колісних тракторів, що входять у модельні ряди.

2. У звязку з тим, що при використанні багатодискових гальмівних механізмів, що працюють в мастилі, відбувається зниження КПД трансмісії за рахунок сил тертя, що виникають при обертанні дисків у масляній ванні, нами розроблена методика визначення втрат потужності в трансмісії трактора. Методика дозволяє врахувати вплив розмірів гальмівних дисків, їхньої кількості, окружної швидкості обертання, зазору у фрикційній парі, рівня мастила в корпусі гальмівного механізму і властивостей мастила на зазначені втрати. Проведені експериментальні дослідження показали, що для “мокрого” багатодискового гальмівного механізму самохідного шасі СШ25 максимальний момент опору при обертанні пакета фрикційних дисків у масляній ванні склав 8,59 Н·м. При максимальній потужності двигуна самохідного шасі 18,4 КВТ втрати енергії складають 1,072 КВТ, тобто 5,8% (при установці двох гальмівних механізмів, частоті обертання вала гальма 600 хв-1 і температурі мастила 400С). Розбіжність між теоретичними й експериментальними даними склала 10,8%. Також встановлено, що час включення експериментального гальмівного механізму залежить від інтенсивності наростання тиску в приводі, і не збільшується через необхідність видавлювання мастила із зазору між фрикційними дисками.

3. Мастила, застосовувані у фрикційних вузлах, повинні мати комплекс суперечливих трибологічних властивостей. В даний час вітчизняні мастила не повною мірою відповідають викладеним вище вимогам. Експериментальне дослідження вітчизняних і закордонних мастильних матеріалів показали, що одержати такі мастила для роботи у фрикційних вузлах, можна на основі моторного мастила М10Г2К, поліпшивши його протизадирні властивості (підвищивши навантаження зварювання до Рс=9000…9800Н) і збільшивши індекс вязкості шляхом уведення пакета відповідних присадок. Зниження вязкості мастила дозволяє знизити втрати енергії при обертанні пакета фрикційних дисків у розімкнутому стані. Рекомендується застосовувати мастила з показниками вязкості, близькими до показників спеціальної рідини ARAL ATF-22. Максимальна ефективність роботи гальмівного механізму досягається при повній герметизації масляної ванни гальма. При такій конструкції можливе використання мастила з властивостями, що забезпечують мінімальний час включення гальма, мінімальні втрати на вязкісне тертя при обертанні пакета фрикційних дисків у розімкнутому стані і максимальний коефіцієнт тертя в процесі гальмування.

4. При побудові типорозмірного ряду уніфікованих фрикційних пар багатодискових гальмівних механізмів, що охолоджуються мастилом, для сімейства колісних тракторів необхідно використовувати однакові фрикційні диски, число яких залежить від маси трактора й енергії, що розсіюється при гальмуванні. Для розглянутого нами варіанта побудови модельного ряду колісних тракторів використовуються диски трьох типорозмірів, число яких варіюється від 3-х до 10-ти.

5. Запропонована методика визначення основних параметрів дозволила розробити гальмівний механізм з уніфікованими парами тертя, що працює зі змащенням, для модельного ряду колісних тракторів. Розроблений базовий гальмівний механізм має 3 фрикційних диски з металокерамічними накладками і використовується на тракторі, що є першим у модельному ряді.

6. Проведений експеримент дозволив визначити теплові і температурні характеристики розробленого гальмівного механізму. При режимах гальмування на стенді, що відповідають реальним екстреним гальмуванням самохідного шасі, визначено, що стала температура мастила при циклічних гальмуваннях складає 83 ОС. При цьому величина фактора охолодження складає 11,9 Вт/ОС, що в 3,85 рази вище, ніж для відкритого дискового “сухого” гальмівного механізму, а загальна теплоємність гальма змінюється в межах 2518…3886 Дж/ОС.

7. Довговічність фрикційних дисків експериментального багатодискового гальмівного механізму для самохідного шасі СШ25 складає не менш 11000 годин експлуатації. Максимальний знос мають диски, розташовані першими від розтискного механізму. На фрикційних поверхнях дисків, розташованих далі від розтискного механізму, знос нелінійно зменшується. У випадку відсутності канавок на поверхні, знос фрикційних дисків нерівномірний у радіальному напрямку. Максимальний знос зареєстрований на середньому радіусі дисків, мінімальний на внутрішньому радіусі.

1. Абрамов Д.В. Методика выбора тракторов для установки унифицированных многодисковых тормозных механизмов // Автомобильный транспорт. Сб. науч. тр. - ХНАДУ. - Вып. 9. - 2002. - С. 48-50.

2. Подригало М.А., Абрамов Д.В. Использование многодискового тормозного механизма, охлаждаемого маслом, в автомобильной и тракторной технике // Автомобильный транспорт. Сб. науч. тр. - ХНАДУ. - Вып. 7-8. - 2001. - С. 75-77. (Автором розроблено конструкцію багатодискового гальмівного механізму, охолоджуваного мастилом, для самохідного шасі СШ 25).

3. Подригало М.А., Абрамов Д.В., Бобров Я.А., Ковтун С.В. Использование “мокрых” многодисковых тормозных механизмов на колесных тракторах // Вестник ХГАДТУ. Сб. науч. трудов. - ХГАДТУ. - Вып. 14. - 2001. - С. 22-24. (Автором виявлено тенденції в зміні конструкцій гальмівних механізмів колісних тракторів. Зроблено аналіз застосовності різних конструкцій гальмівних механізмів за тяговими класами колісних тракторів вітчизняного і закордонного виробництва).

4. Подригало М.А., Абрамов Д.В., Анализ применяемости различных тормозных механизмов на сельскохозяйственных колесных тракторах // Вестник ХГАДТУ. Сб. науч. тр. - ХГАДТУ. - Вып. 15-16.- 2001. - С. 21-23. (Автором отримано гістограми розподілу варіантів конструкцій гальмівних механізмів у функції основних параметрів колісних тракторів за результатами Ганноверської виставки AGRITECHNICA’99).

5. Кухтов В.Г., Подригало М.А., Абрамов Д.В., Бондаренко Г.П. Повышение надежности гидроподжимных муфт коробок перемены передач // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України. Зб. наук. пр.- смт. Дослідницьке. - УКРНДІПВТ. - Вип.4.- 2001.- С. 39-48. (Автором зроблено аналіз дефектів гідропідтискної муфти коробки передач трактора Т-150К, що виникають у процесі експлуатації, отримано графіки і рівняння регресії залежності зносу поверхонь деталей муфти від напрацювання. Запропоновано заходи для підвищення довговічності деталей муфти).

6. Подригало М.А., Абрамов Д.В. Оценка потерь энергии при работе многодискового тормозного механизма, охлаждаемого маслом // Вестник СЕВГТУ. Автоматизация процессов и управление.- Вып.36.- 2002.- С. 99-103. (Автором розроблено методику визначення втрат енергії при обертанні пакета фрикційних дисків у мастилі).

7. Подригало М.А., Степанов В.Ю., Абрамов Д.В. Повышение стабильности дискового тормозного механизма открытого типа // Сборник докладов международной научно-технической конференции “Транспорт, экология - устойчивое развитие”.- Варна: Технический университет.- 2001.- С. 25-30. (Автором визначено вихідні характеристики запропонованого гальма, що має відємний зворотній звязок).