CC BY
98
3. Analiz iznosov gilz tsilindrov avtotraktornyh dvigateley / E.V. Zubenko., Yu.I. Zhevora. N.A. Marin, E.N. Glebova, K.S. Volkova // Aktualnye problemy nauchno-tehnicheskogo progressa v APK: materialy XIVmezhdunar. nauch.-prakt. konf. 2018. S. 293-297.
4. Leonov O.A., Antonova U.Yu. Vybor universalnyh sredstv izmereniy dlya kontrolya gilz tsilindrov dvigatelyapri selektivnoy sborke // Traktory i selhozmashiny. 2017. № 6. S. 52-57.
5. Metody naplavki iznosostoykih pokrytiy na poverhnosti detaley pochvoobrabatyvayuschih mashin / D.A. Kaposhko, A.A. Voronin, V.V. Kovalev i dr. // Problemy energoobespecheniya, avtomatizatsii, informatizatsii i prirodopolzovaniya v APK: materialy mezhdunar. nauch.-tehn. konf. Bryansk: izd-vo Bryanskiy GAU, 2016 S. 96-99.
6. Metodologiya i mehanizmy sovershenstvovaniya razmescheniya i spetsializatsii ag-ropromyshlennogo proizvodstva /A.I. Altuhov, L.P. Silaeva, L.B. Vinnichek, V.A. Semykin, R. V. So-loshenko, D.S. Piriev, Z.F. Pulatov, Zh.T. Kulchikova, M.L. Yashina, N.V. Klimova, V.I. Veklenk, O. V. Svyatova, V.M. Soloshenko, O.N. Kondrashova, M.R. Kurbonov, T. Yu. Asmus, E. V. Volovaya, S.A. Izmaylova, O.I. Zhukova, I.F. Petrova i dr. Kursk, 2016.
7. Otsenka effektivnosti funktsionirovaniya sistemy podgotovki kadrov, svyazannyh s obespecheniem bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya / A.N. Novikov, A.P. Tryastsin., Yu.N. Bara-nov, V.I. Samusenko, A.M. Nikitin // Vestnik Bryanskogo GTU. 2014. № 4 (44). S. 188-195.
8. Ozherelev V.N., Nikitin V.V. Prisposoblenie k diskovomu pochvoobrabatyvayuschemu orudiyu. Patent na izobretenie RU 2344586 C1, 27.01.2009. Zayav-ka № 2007135700/12 ot 26.09.2007.
УДК 62-592
РАСЧЕТ ТОРМОЗОВ
Brake Calculation
Сакович Н.Е. д-р техн. наук, профессор, Поцепай С.Н., Васькина Т.И. старшие преподаватели
Sakovich N.Ye., Potsepai S.N., Vas'kina T.I.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. При расчете тормозов устанавливают зависимость между тормозными моментами, создаваемыми колодками, и силами, прижимающими колодки к барабану. Колодка с элементарной площадкой на фрикционной накладке прижимается к тормозному барабану силой. Со стороны барабана на площадку действуют сила давления, сила трения, момент от силы трения. Давление распределяется по длине колодки по синусоидальному закону, если фрикционный барабан и тормозные колодки абсолютно жесткие, фрикционная накладка идеально приработана к барабану, деформация фрикционной накладки подчиняется закону Гука. Синусоидальный закон распределения характерен для служебных торможений; при торможениях с большей интенсивностью из-за увеличения деформаций колодок и барабана, приобретающего овальную форму, он искажается и приближается к равномерному. При любом законе распределения давления определяем через равнодействующую силу всех элементарных сил, приложенную в точке, координаты, которые определяются приведенным радиусом и углом. При расчете барабанных тормозов следует проводить проверку на отсутствие самозаклинивания колодки графически или аналитически. При проверке графическим способом в выбранном масштабе строят все силы, действующие на колодку. Если линия равнодействующей проходит выше центра опорного пальца колодки, то возможность самозаклинивания исключена. При аналитическом способе проверки принимают создаваемый колодкой тормозной момент бесконечно большим, при этом знаменатель в формуле обращается в нуль. Тормоза рассчитывают в такой последовательности: определяют сумму тормозных моментов; определяют моменты на отдельных осях транспортного средства; выбирают схему тор-
моза и его основные размеры; определяют необходимые усилия и тормозные моменты, создаваемые каждой колодкой, реакции опор; проводят проверку на отсутствие самозаклинивания колодок по формуле; выполняют тепловой расчет тормоза; рассчитывают элементы тормоза и привода на прочность.
Abstract. When calculating the brakes a relationship between the braking moments, created by the shoes, and the forces pressing the pads to the drum is established. The shoe with the elementary platform on the friction lining is pressed to the brake drum with the force. The pressure force, the friction force, the moment from the friction force act on the platform from the drum side. The pressure is distributed along the length of the shoe according to a sinusoidal law, if the friction drum and brake shoes are absolutely rigid, the friction lining is perfectly attached to the drum, the deformation of the friction lining is subject to Hooke's law. The sinusoidal distribution law is characteristic for service braking. When braking with greater intensity due to an increase in deformations of the shoes and the drum, which takes an oval shape, it is distorted and approaches to a uniform one. At any law of pressure distribution, we define coordinates determined by the reduced radius and angle through the resultant force of all elementary forces applied at a point. When calculating drum brakes you should check that there is no self-jamming of the shoes graphically or analytically. When checking graphically in a selected scale, all the forces acting on the shoe are built. If the resultant line passes above the center of the shoe support finger, then the possibility of self-jamming is excluded. At the analytical verification method, the braking torque created by the shoe is taken to be infinitely large, while the denominator in the formula vanishes. The brakes are calculated in the following sequence: we determine the sum of the braking torques: define the torques on the individual axles of the vehicle; choose the brake circuit and its main dimensions; determine the necessary efforts and braking torques created by each shoe, the reactions of the supports; check for the absence of self-jamming shoes according to the formula; perform thermal calculation of the brake; calculate the brake and drive elements for firmness.
Ключевые слова: барабанный тормоз, колодка, фрикционная накладка, заклинивание, расчет, формула, тормозной момент, аналитический расчет.
Keywords: drum brake, shoe, friction lining, jamming, calculation, formula, braking torque, analytical calculation.
При расчете тормозных устройств в первую очередь устанавливают необходимые зависимости существующими между создаваемыми при торможении тормозными моментами, которые появляются при прижимании прижимающими колодки к тормозному барабану.
Тормозная колодка 1 с на которой находится элементарная площадка 3 расположенная на накладке 4 выполненной из фрикционного материала, прижимается к барабану 2 тормозной силой Р (рисунок 1, а) [1,3,5,].
0)
Рисунок 1 - Расчетная схема: а - колодки; б - тормоза
При этом со стороны тормозного барабана на элементарную площадку 3 действуют сила давления определяемая по формуле и сила трения которую запишем следующей формулой dF = ;
Тогда момент возникший от силы трения будет равен
<М т= г^ = /г 2Ьнр<а (1)
где р — давление на элементарную площадку, кг/м; Ьн — ширина фрикционной накладки, м.
Рассчитанное давление распределяется по всей длине тормозной колодки 1 равномерно, согласно синусоидального закона и выражается уравнением:
Р = Ршях^^ ,
где p max — максимальное давление, кг/м
Если фрикционный тормозной барабан и колодки являются абсолютно жесткими, и фрикционная тормозная накладка идеально приработана к тормозному барабану, возможная деформация фрикционной тормозной накладки будет подчиняться закону Гука. Синусоидальный закон распределения характерен только для:
- служебных всех торможений;
- если мы тормозим очень интенсивно, то в результате возможных, образующихся деформаций тормозных колодок, тормозной барабан приобретает овальную форму, синусоидальный закон искажается, он приближается к равномерному распределению, т. е.
р = const.
Тормозной момент при синусоидальном законе распределения давления равен
мт = frlkpmax (C0S «1 — C0S «2 ) (2)
при р = const
Мт = fr^pP, (3)
где р — угол обхвата фрикционной накладки, в рад.
При любом законе распределения давления определяем через равнодействующую N всех элементарных сил dN , приложенную в точке А (рисунок 1), координаты которой определяются приведенным радиусом Р и углом 8 :
м = Р (ai + c)P
Т , _ „sin8 , _ (4)
c(cos 8 + f-- ± fp
cos 0
где знак минус в формуле (4) принимают для прижимной колодки, плюс - для отжимной; Р, 8, 0 (рисунок 1,б).
При этом для синусоидального закона распределения давления
N = 1 Pmab^yj(eos^o ~ cos 2^)2 + (2fo + sin 2ttQ - sin 2«^) (5) _ 4(cos a - cos a )r0
-^/(cos 2^ cos a)2 + (20 + sin 2a - sin 2a)2
cos 2a - cos 2a
igd =-0-1—
20 + sin 2a - sin 2a
для равномерного распределения давления
N = Pmax bHr^yf(sina1-sinaQ)r+(cosa~-cosai)
P =
>Hr6y¡ (sin a- sin a0) + (cos a0- cosa) (6)
fob
-^/(sin a - sin a )2+(cos a - cos a )2
sma -sma
tgS =-1-
cosa - cosa
Одним из недостатков барабанных тормозов, является момент самозаклинивания. Проведение проверки на самозаклинивание является необходимым условием при расчете барабанных тормозов. Проверка проводится графическим и аналитическим способами.
Проведение проверки графическим способом состоит в следующем: на чертеже в определенном масштабе отображаются все силы, действующие на тело (колодку). Далее вычерчивается равнодействующая R всех сил. Самозаклинивание тормозов исключается, если
искомая линия силы R находится выше центра опорного пальца тормозной колодки ^ (рисунок 1, б).
При аналитическом способе проверке на самозаклинивание тормозной момент, создаваемый тормозной колодкой принимают абсолютно (бесконечно) большим, тогда знаменатель в формуле (1) будет равен нулю [2].
Колодка не будет самозаклиниваться, если соблюдается неравенство
, „ f sin 8
c(cos8 + —-—- fp> 0 (7)
cos0
. c cosS . _
или f <-T— c sinS (8)
pcosu
Для полной гарантии отсутствия самозаклинивания колодок значение
c cosS .
— — c sin 8 должно быть не менее 0,5.
pcosd
Зависимости тормозных моментов от сил, прижимающих колодки к барабану, и соотношения этих сил и тормозных моментов на прижимных и отжимных колодках в тормозах, выполненных по наиболее часто применяемым схемам, приведены ниже, после описания конструкции конкретного тормозного устройства.
Александров М.В. предлагает следующую методику расчета тормозных устройств [2]: 1. По заданной интенсивности торможения (т.е. по замедлению) и конструктивным параметрам транспортного средства определяют сумму тормозных моментов:
XМт 1 = (—)°ГР / срг (9)
1=\ §
где @т ~ число осей с тормозными колесами, штук;
@т ~ расчетное замедление (рекомендуется принимать ат = (1,3...1,5)ауст,м/с2; § — ускорение свободного падения, м/с ;
^тр. гр — полный вес транспортного средства, кг; Г — радиус качения колеса, м.
Для прочностного расчета тормозных механизмов суммарный тормозной момент определяют по уравнению:
4
X МТг =Ф°ТР /СРГ
(10)
г=1
где р = 0,7...0,8 — коэффициент сцепления при комфортных дорожных условиях, например дорога с сухим асфальто - бетонным покрытием.
2. Определяют моменты на отдельных осях транспортного средства. Для двух- и трехосных (с балансирной подвеской) средств тормозные моменты на передней Мп и задних Мт2 (или Мт2 + Мт3 ) осях:
Мт 1 = (^ )ОтрсрГ (-)/ Ь (11)
§ к
Мт 2 = (^ )ОтрсрГ ()/ ь (12)
§ —
где а и Ь — расстояния от центра тяжести транспортного средства соответственно до передней и задней осей;
к — высота центра тяжести транспортного средства от дороги, м;
Ь — база транспортного средства, м.
Для транспортных средств с колесной формулой 8К8, 10К10 принимаем равное распределение тормозных моментов по колесам, т.е.
2 М.
1 (13)
Мт 1 = Мт 2 = ...Мт2 =Х Мт1
г=1 22
3. Выбирают схему тормоза и его основные размеры О , Тб , ^ , 0 , у, Ьн (рисунок 1).
Схему тормоза определяют по следующим характеристикам: -необходимого тормозного момента для обеспечения его стабильности;
- вида автотранспортного средства, его параметров и конструктивных особенностей (типоразмера колеса, типа привода тормозной системы);
- необходимости совмещения рабочего и стояночного тормозов;
- эксплуатационных требований и условий движения.
Размеры а , С , 6 выбирают для каждого типа тормоза по конструктивным сообра-
жениям. Начальный угол ао и угол р обхвата фрикционной накладки обычно принимают
ц = (25...30)0; Р = (90...130)0.
4. Определяют необходимые усилия Р и р и тормозные моменты, создаваемые каждой колодкой, и реакции опор для конкретной конструкции тормоза.
5. Проводят проверку на отсутствие самозаклинивания колодок по формулам (7) и (8).
6. Выполняют тепловой расчет тормоза.
7. Рассчитывают элементы тормоза и привода на прочность [2].
На рисунке 2 представлен типовой тормоз барабанного типа [8,9,11].
! f j
Рисунок 2 - Тормоз барабанного типа: 1 - эксцентрик; 2 - колодка; 3 - гидроцилиндр;
4 - тормозной щит; 5 - опорные пальцы;
Библиографический список
1. Александров М.П. Тормоза подъемно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1976. 368 с.
2. Тормозные устройства: справ. / М.П. Александров, А.Г. Лисяков, В.Н. Федосеев, Н.В. Новожилов; под. ред. М.П. Александрова. М.: Машиностроение, 1985. 312 с.
3. Вахменцев С.В. Изменение тормозных свойств в эксплуатации и их нормирование по критерию безопасности: дис. ... канд. техн. наук. М., 1990. 196 с.
4. Вольшенко А.И., Замора Ю.С. Барабанно-колодочные тормозные устройства. Львов: Высш. шк., 1980. 191 с.
5. ГОСТ Р 41.13-Н-99. Единообразные предписания, касающиеся утверждения легковых автомобилей в отношении торможения. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 35 с.
6. Теория автомобиля: от статики к динамике. Торможение автомобиля // Автомобильная промышленность. 2008. № 4. С. 15-18.
7. Христофоров Е.Н., Сакович Н.Е. Повышение тормозных качеств транспортной сельскохозяйственной техники // Вестник МГАУ. 2011. № 2 (47). С. 44-46.
8. Христофоров Е.Н. Тормозной механизм для мобильных средств // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2006. № 9. С. 40-41.
9. Христофоров Е.Н. Тормозное устройство автотранспортных средств // Научные проблемы и перспективы развития ремонта, обслуживания машин, восстановления и упрочения деталей: науч. тр. ГОСНИТИ. М., 2004. Т. 98. С.166-170.
10. Чичинадзе А.В. Расчет и исследование внешнего трения. М.: Наука, 1967. 231 с.
11. Шкрабак В.С., Христофоров Е.Н., Шкрабак Р.В. Теоретический анализ обеспечения безопасности транспортных работ в АПК // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2009. № 5. С. 46-48.
12. Методы определения рациональной периодичности контроля технического состояния тормозной системы мобильной сельскохозяйственной техники / Н.В. Бышов, С.Н. Боры-чев, Г.Д. Кокорев, И.А. Успенский, И.Н. Николотов, С.Н. Гусаров, Е.А. Панкова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского ГАУ. 2013. № 86. С. 300-311.
13. Лобачевский ЯП., Старовойтов С.И., Чемисов Н.Н. Энергетическая и технологи-
ческая оценка почвообрабатывающего рабочего органа // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015. № 5. С. 10-13.
14. Прогнозирование изменения технического состояния тормозной системы образца мобильного транспорта в процессе эксплуатации / Г.Д. Кокорев, И.А. Успенский, Е.А. Панко-ва, И.Н. Николотов, С.Н. Гусаров // Переработка и управление качеством сельскохозяйственной продукции: докл. междунар. науч.-практ. конф. / М-во сел. хоз-ва и продовольствия республики Беларусь, Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный техн. ун-т", Белорусский республиканский фонд фундаментальных исслед. Мн., 2013. С. 197-200.
References
1. Aleksandrov, M.P. Tormoza pod'emno-transportnyh mashin/ M.P. Aleksandrov.- M.: Mashinostroenie, 197б. - S6S s.
2. Aleksandrov M.P. Tormoznye ustrojstva. Spravochnik/M.P. Aleksandrov, A.G. Lisyakov, V.N. Fedoseev, N.V. Novozhilov//Spravochnik. Pod. Obshch. Red. M.P. Aleksandrova. - M.: Mash-inostroenie, 19S5. - S12 s.
S. Vahmencev S.V. Izmenenie tormoznyh svojstv v ekspluatacii i ih normirovanie po kriteri-yu bezopasnosti: dis... kandidata tekhn. nauk. -M., 1990. - 19б s.
4. Vol'shenko, A.I. Barabanno-kolodochnye tormoznye ustrojstva/ A.I. Vol'shenko, YU.S. Zamora. - L'vov.: Vishcha shkola, 19S0. - 191 s.
5. GOST R 41.1S-N-99. Edinoobraznye predpisaniya, kasayushchiesya utverzhdeniya legkovyh avtomobilej v otnoshenii tormozheniya. - M.: IPK Izdatel'stvo standartov, 1999. - S5 s.
6. Teoriya avtomobilya: ot statiki k dinamike. Tormozhenie avtomobilya/ E.I. Blinov.// Avtomobil'nayapromyshlennost'. - №4, 2008. - S. 15 - 1S.
7. Hristoforov E.N., Sakovich N.E. Povyshenie tormoznyh kachestv transportnoj sel'sko-hozyajstvennoj tekhniki // VestnikMGAU. 2011. № 2 (47). S. 44-4б.
S. Hristoforov E.N. Tormoznoj mekhanizm dlya mobil'nyh sredstv // Traktory i sel'sko-hozyajstvennye mashiny. 2006. № 9. S. 40-41.
9. Hristoforov E.N. Tormoznoe ustrojstvo avtotransportnyh sredstv //Nauchnye problemy i perspektivy razvitiya remonta, obsluzhivaniya mashin, vosstanovleniya i uprocheniya detalej: mate-rialy mezhdunar. nauch.-prakt. konf. M.: GNUGOSNITI, 2004.
10. Chichinadze A.V. Raschet i issledovanie vneshnego treniya. M.: Nauk., 19б7. 2S1 s.
11. Shkrabak V.S., Hristoforov E.N., Shkrabak R.V. Teoreticheskij analiz obespecheniya bezopasnosti transportnyh rabot v APK //Traktory i sel'skohozyajstvennye mashiny. 2009. № 5. S. 46-4S.
12. Metodyi opredeleniya ratsionalnoy periodichnosti kontrolya tehnicheskogo sostoyaniya tormoznoy sistemyi mobilnoy selskohozyaystvennoy tehniki /Byishov N. V., Boryichev S.N., Kokorev G.D., Uspenskiy I.A., Nikolotov I.N., Gusarov S.N., Pankova E.A. // Politematicheskiy setevoy el-ektronnyiy nauchnyiy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. №86. S. S00-S11.
УДК 631.365.22
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРАВМИРОВАНИЯ ЗЕРНА ПРИ СУШКЕ
Modelling the Grain Damaging During Drying
Панова Т.В., канд. техн. наук, доцент, [email protected] Панов М.В., канд. техн. наук, доцент, [email protected] Panova T. V., Panov M. V.
ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» Bryansk State Agrarian University
Реферат. Первостепенное значение производства зерна в Российской Федерации определяет его социальное значение в решении проблемы постоянного и беспрерывного обеспечения населения продовольственными товарами, а животноводства - кормами. Зерно-
