Оптимизация параметров и характеристик колесного тормоза лесотранспортной машины в целях максимизации тормозной силы

УДК

DOI:

Аннотация

Рассмотрены вопросы, связанные с нахождением оптимальных параметров и характеристик тормозной подсистемы лесотранспортной машины, которая обеспечивает подачу сжатого воздуха на фрикционные поверхности тормозного механизма в процессе торможения, для нахождения максимального значения тормозной силы. Для охлаждения тормозных механизмов барабанного типа лесотранспортных машин, выноса продуктов износа из зоны трения было рекомендовано подавать сжатый воздух на их фрикционные поверхности. Установлено, что для повышения коэффициентов эффективности и стабильности тормозного механизма сжатый воздух требуется подавать в зону трения перед процессом торможения, т. е. перед тем, как тормозные колодки соприкоснуться с тормозным барабаном. В этом случае процесс торможения будет происходить более очищенными фрикционными поверхностями. Установлено, что подача сжатого воздуха перед процессом торможения повышает тормозную силу на 14 %. Это было определено на экспериментальном колесе автомобиля ЗИЛ ММЗ-554 при проведении эксперимента на компьютеризированном однорамном тормозном стенде с экраном «люкс» 28", 15Т / 2^* 11кW /44803, модель 7515-М 11FP NORD + 102561, серия № 330 (фирма «Muller-BEN»). После проведения эксперимента выполнен статистический анализ полученных данных, в результате которого были определены среднее значение выходной величины, с основной ошибкой, среднее квадратичное отклонение, точность опыта, достоверность среднего значения. На основании этих данных с помощью математического пакета MathCAD выполнен регрессионный анализ. Полученное уравнение регрессии и проверка его адекватности позволили определить оптимальные значения параметров и характеристик тормозной подсистемы, при которых будет наблюдаться максимальное значение тормозной силы, и построить график зависимости тормозной силы от диаметров подводящих отверстий и давления подаваемого воздуха. Максимальное значение тормозной силы составляет 10 400 Н при диаметре подводящих отверстий 5,9 мм и давлении воздуха 0,6 МПа. Следовательно, полученные экспериментально оптимальные параметры и характеристики тормозной подсистемы можно рекомендовать в дальнейшем для усовершенствовании работы тормозного механизма барабанно-колодочного типа путем подачи сжатого воздуха на фрикционные поверхности во время процесса торможения, т. е. до соприкосновения тормозных колодок с тормозным барабаном.

Сведения об авторах

© Д.Г. Мясищев, д-р техн. наук, проф.

А.С. Вашуткин, канд. техн. наук, доц.

А.М. Швецов, асп.

Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: d.myasishchev@narfu.ru

Ключевые слова

Литература

1. Вашуткин А.С. Улучшение эксплуатационных свойств тормозной системы лесотранспортных машин: дис. … канд. техн. наук. Архангельск, 2012. 139 с.

2. Мясищев Д.Г., Вашуткин А.С., Швецов А.М. Постановка задач исследования подачи сжатого воздуха на фрикционные поверхности тормозного механизма с учетом эффекта сопла Лаваля // Лесн. журн. 2014. № 5. С. 107–112. (Изв. высш. учебн. заведений).

Ссылка на английскую версию:

Parameter Optimization of the Wheel Brake of a Timber Car with the Objective of Brake Force Maximization

D.G. Myasishchev, Doctor of Engineering, Professor

A.S. Vashutkin, Candidate of Engineering, Associate Professor

A.M. Shvetsov, Postgraduate Student

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russia; e-mail: d.myasishchev@narfu.ru

The paper treats the questions of optimization of brake subsystem of timber cars providing air pressure supply to the frictional surfaces of the brake gear in the course
of braking for finding out the maximum of brake force. For cooling of the drum type brake of timber cars, carrying out products of wear out from a friction zone, it was recommended to blow the compressed air on their frictional surfaces. It is established that for increasing of effectiveness and stability factors of the brake gear the compressed air should be blown to a friction zone before braking process that is before the brake blocks adjoin with the brake drum. In this case, the process of braking will proceed by more cleared frictional surfaces. It is established that supply of the compressed air before the braking process led to increasing of the brake force for 14 % which was determined at the experimental wheel of the track MMZ-554 ZIL during the experiment at the computerized one-framed braking stand with the luxury screen 28", 15T/2* by 11kW/44803, mod. 7515 – M 11FP NORD + 102561, of Muller-BEN company, ser. No. 330. After the experiment the statistical analysis of the obtained data was done and the next indicators were received: average value of output size, with the basic mistake; average square deviation; experience accuracy; reliability of the average value. By means of the mathematical MathCAD package the regression analysis on the obtained experimental data was made. After derivation of the regression equation and checking of its adequacy there was a problem of determination of optimum values of parameters and characteristics of a brake subsystem which provide the maximum value of brake force. The diagram of dependence of brake force on the inlets diameters and pressure of delivery air is received. The calculations showed that the maximum brake force is equal 10400 N, with the inlets diameters of 5,9 mm and pressure of delivery air – 0,6 MPas. Therefore, at the further improvement of the brake gear of the drum-block type by supplying compressed air at its frictional surfaces during the braking process, that is, before adjoining brake blocks with
a brake drum, it is possible to recommend the received optimum parameters and characteristics of a brake subsystem.

Keywords: compressed air, optimization, the regression equation, experiment.

REFERENCES

1. Vashutkin A.S. Uluchshenie jekspluatacionnyh svojstv tormoznoj sistemy lesotransportnyh mashin: dis. … kand. techn. nauk [Improvement of Operational Properties of the Brake System of Timber Cars: PhD in Techn. Sci. Diss. Abs.]. Arkhangelsk, 2012. 139 p.

2. Myasishchev D.G., Vashutkin A.S., Shvetsov A.M. Postanovka zadach issledovanija podachi szhatogo vozduha na frikcionnye poverhnosti tormoznogo mehanizma s uchetom jeffekta sopla Lavalja [The Task Definition of Researching of Air Pressure Supply to the Brake Gear Friction Surfaces with the Convergent-Divergent Nozzle Effect]. Izv. vissh. ucheb. zavedeniy. Lesnoi zhurnal, 2014, no. 5, pp. 107–112.