RU2525347C2 - Method of heating and cooling of brake drums of carrier drum-shoe brake for evaluation of their thermal balance - Google Patents
Method of heating and cooling of brake drums of carrier drum-shoe brake for evaluation of their thermal balance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525347C2 RU2525347C2 RU2012110869/11A RU2012110869A RU2525347C2 RU 2525347 C2 RU2525347 C2 RU 2525347C2 RU 2012110869/11 A RU2012110869/11 A RU 2012110869/11A RU 2012110869 A RU2012110869 A RU 2012110869A RU 2525347 C2 RU2525347 C2 RU 2525347C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brake
- drum
- drums
- heat
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тяжелонагруженных барабанно-колодочных тормозах, например, транспортных средств.The invention relates to mechanical engineering and can be used in heavily loaded drum-shoe brakes, for example, vehicles.
Известны способы определения количества теплоты (так называемой калометрией), заключающиеся в использовании различных типов калориметров, а именно:Known methods for determining the amount of heat (the so-called calometry), consisting in the use of various types of calorimeters, namely:
- обыкновенный калориметр переменной температуры с изотермической оболочкой;- an ordinary variable temperature calorimeter with an isothermal shell;
- массивный калориметр переменной температуры с изотермической оболочкой;- a massive variable temperature calorimeter with an isothermal shell;
- калориметр переменной температуры с адиабатической оболочкой;- a variable temperature calorimeter with an adiabatic shell;
- дифференциальный калориметр с переменной температурой;- differential calorimeter with variable temperature;
- калориметр постоянной температуры [1, прототип].- constant temperature calorimeter [1, prototype].
Однако представленные способы определения доли генерируемой, аккумулируемой и рассеиваемой теплоты в окружающую среду поверхностями тормозного барабана транспортного средства не могут быть использованы по следующим причинам:However, the presented methods for determining the fraction of generated, accumulated and dissipated heat in the environment by the surfaces of the brake drum of a vehicle cannot be used for the following reasons:
- из-за сложной конфигурации поверхностей тормозного барабана;- due to the complex configuration of the surfaces of the brake drum;
- нельзя точно оценить потери теплоты от радиационного теплообмена и отдельно взятым естественным и вынужденным конвективным теплообменом поверхностей тормозного барабана; не представляется возможным учесть потери теплоты от тормозного барабана кондуктивным теплообменом.- it is impossible to accurately assess the heat loss from radiation heat transfer and separately taken natural and forced convective heat transfer of the surfaces of the brake drum; it is not possible to take into account the heat loss from the brake drum by conductive heat transfer.
Известны методы решения задач теплопроводности, к которым относятся: аналитический, численный, аналоговый, графический и экспериментальный [2, аналог]. С помощью предложенных методов определяют значения температур в исследуемых объектах расчетным или экспериментальным путем. В используемых зависимостях для расчета количества теплоты, которое отводится от тормозного барабана колодочного тормозного устройства, необходимо знать не только разность температур (tH-t0), где tH, t0 - температуры: нагревания поверхности тормозного барабана и окружающей среды, но и коэффициенты интенсивности процессов, т.е. теплоотдачи при естественной и вынужденной конвекции, а также при радиационном теплообмене. Что касается определения потерь теплоты от тормозного барабана кондуктивным теплообменом, то она почти никогда не определяется. Это вызвано тем, что ее просто никто не учитывает. Знание поверхностных температур пар трения тормоза в процессе его эксплуатации позволяет производить правильный выбор материала для фрикционных накладок, как для самого слабого звена фрикционного узла.Known methods for solving problems of thermal conductivity, which include: analytical, numerical, analog, graphic and experimental [2, analog]. Using the proposed methods, the temperature values in the studied objects are determined by calculation or experimentally. In the dependencies used, in order to calculate the amount of heat that is removed from the brake drum of the shoe brake device, it is necessary to know not only the temperature difference (t H -t 0 ), where t H , t 0 are the temperatures: heating the surface of the brake drum and the environment, but also process intensity factors, i.e. heat transfer during natural and forced convection, as well as during radiation heat transfer. As for the determination of heat loss from the brake drum by conductive heat transfer, it is almost never determined. This is because no one simply takes it into account. Knowing the surface temperatures of the friction pairs of the brake during its operation allows you to make the right choice of material for friction linings, as for the weakest link in the friction unit.
Недостаток методов расчета в том, что при определении потерь теплоты в исследуемом объекте обязательно необходимо знать два параметра: температуры поверхности и коэффициенты теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием. Первые рассчитываются, а вторые принимаются из справочной литературы как некоторые усредненные величины.The disadvantage of calculation methods is that when determining heat losses in the studied object, it is necessary to know two parameters: surface temperatures and heat transfer coefficients by convection and radiation. The former are calculated, and the latter are accepted from the reference literature as some averaged values.
Известен способ нагревания и охлаждения тормозных шкивов ленточно-колодочного тормоза буровой лебедки при оценке их теплового баланса [3, аналог].A known method of heating and cooling the brake pulleys of the tape-shoe brake of a drawworks when evaluating their heat balance [3, analogue].
Ленточно-колодочный тормоз содержит полые, герметизированные тормозные шкивы, заполненные легкоплавким металлом (калием, натрием, литием), в которых находятся по периметру полости нагревательные устройства. К наружным поверхностям тормозных шкивов подключены термоэлектроды термопар. Поверхности первого тормозного шкива полностью теплоизолированы от окружающей среды, а поверхности второго тормозного шкива взаимодействуют с ней при раздельно подключенных на одинаковый промежуток времени нагревательных устройствах к внешнему источнику электрического тока, обеспечивающих нагревание тела тормозных шкивов посредством расплавленного легкоплавкого металла. Отключают нагревательные устройства от внешнего источника электрического тока и по соотношению измеренных поверхностных температур первого (t1) и второго (t2-t0) тормозных шкивов определяют долю теплоты, которая рассеивается в окружающую среду радиационным теплообменом. По второму варианту ленточно-колодочный тормоз содержит фрикционные накладки, которые расположены на дуге обхвата тормозной ленты, через тело которых пропущены термоэлектроды термопар. Выступ первого тормозного шкива теплоизолируют от фланца барабана, а выступ второго тормозного шкива не теплоизолируют. Путем циклических торможений, обеспечивающих взаимодействие фрикционных узлов тормоза, нагревают тормозные шкивы с легкоплавким металлом до его расплавленного состояния, и по соотношению измеренных поверхностных температур (t1-t0/(t2-t0)) первого и второго тормозных шкивов при разной интенсивности радиационного и конвективного теплообмена от их поверхностей судят о доле теплоты от общего ее количества, которая отводится во фланец барабана, т.е. кондуктивным теплообменом. Техническим результатом является возможность определения потерь теплоты в тормозном шкиве ленточно-колодочного тормоза температурным способом для определения коэффициентов теплоотдачи при естественной и вынужденной конвекции и лучеиспусканием, а также кондуктивным теплообменом для правильного выбора материалов фрикционных накладок и работы в интервалах поверхностных температур ниже допустимых.The band brake contains hollow, sealed brake pulleys filled with fusible metal (potassium, sodium, lithium), in which heating devices are located around the perimeter of the cavity. Thermocouple thermoelectrodes are connected to the outer surfaces of the brake pulleys. The surfaces of the first brake pulley are completely insulated from the environment, and the surfaces of the second brake pulley interact with it when the heating devices are separately connected for the same period of time to an external electric current source, which ensures heating of the brake pulley body by means of molten low-melting metal. The heating devices are disconnected from an external source of electric current and the proportion of heat that is dissipated into the environment by radiation heat exchange is determined by the ratio of the measured surface temperatures of the first (t 1 ) and second (t 2 -t 0 ) brake pulleys. According to the second variant, the tape-shoe brake contains friction pads, which are located on the arc of the brake band, through which thermocouple thermoelectrodes are passed. The protrusion of the first brake pulley is thermally insulated from the drum flange, and the protrusion of the second brake pulley is not thermally insulated. By cyclic braking, ensuring the interaction of friction brake assemblies, brake pulleys with low-melting metal are heated to its molten state, and by the ratio of measured surface temperatures (t 1 -t 0 / (t 2 -t 0 )) of the first and second brake pulleys at different intensities radiation and convective heat transfer from their surfaces judge the fraction of heat from its total amount, which is removed to the drum flange, i.e. conductive heat transfer. The technical result is the ability to determine heat loss in the brake pulley of the tape-shoe brake by the temperature method for determining the heat transfer coefficients for natural and forced convection and radiation, as well as conductive heat transfer for the correct choice of materials of friction linings and work in the surface temperature ranges below acceptable.
Однако представленный способ определения доли генерируемой, аккумулируемой и рассеиваемой теплоты в окружающую среду тормозным шкивов ленточно-колодочного тормоза не могут быть использованы по следующим причинам: из-за большого веса тормозного шкива; из-за наличия в полостях шкива легкоплавких металлов, что сказывается на точности определения количества теплоты, которая затрачивается на нагревание тормозного шкива.However, the presented method for determining the fraction of generated, accumulated and dissipated heat into the environment by the brake pulleys of the band brake cannot be used for the following reasons: due to the large weight of the brake pulley; due to the presence of fusible metals in the pulley cavities, which affects the accuracy of determining the amount of heat spent on heating the brake pulley.
Цель изобретения - определение потерь теплоты в тормозном барабане барабанно-колодочного тормоза транспортного средства температурным способом для определения коэффициентов теплоотдачи при естественной и вынужденной конвекции и лучеиспусканием, а также кондуктивным теплообменом для правильного выбора материалов фрикционных накладок и работы в интервалах поверхностных температур ниже допустимых.The purpose of the invention is the determination of heat loss in the brake drum of a drum-shoe brake of a vehicle by the temperature method for determining heat transfer coefficients during natural and forced convection and radiation, as well as conductive heat transfer for the correct choice of materials of friction linings and work in the surface temperature ranges below acceptable.
Поставленная цель достигается тем, что на первом этапе поверхности первого тормозного барабана полностью теплоизолированы от окружающей среды, а поверхности второго тормозного барабана взаимодействуют с ней при раздельно подключенных на одинаковый промежуток времени внутренних нагревательных устройствах, охватывающих рабочую поверхность ободов барабанов, к внешнему источнику электрического тока, после чего отключают нагревательные устройства от барабанов и по соотношению измеренных поверхностных температур первого (t1) и второго (t2-t1) тормозных барабанов определяют долю теплоты, которая рассеивается в окружающую среду конвективным и радиационным теплообменом. На втором этапе фиксируют промежуток времени естественного конвективного и радиационного охлаждения поверхностей второго тормозного барабана от полученного теплового состояния в результате электрического нагревания до температуры окружающей среды и определяют интенсивность конвективного и радиационного теплообмена поверхностей второго тормозного барабана в заданных интервалах температур. На третьем этапе эксплуатационных испытаний выполняют циклические торможения транспортного средства, нагревая при этом пары трения тормоза, и по соотношению измеренных поверхностных температур (t1-t0(t2-t0)) первого и второго барабанов при разной интенсивности радиационного и вынужденного конвективного теплообмена от их поверхностей судят о доле теплоты от общего ее количества, которое отводится в фланец ступицы заднего моста, т.е. кондуктивным теплообменом.This goal is achieved by the fact that at the first stage, the surfaces of the first brake drum are completely insulated from the environment, and the surfaces of the second brake drum interact with it when the internal heating devices covering the working surface of the drum rims are separately connected to an external electric current source, then disconnect the heating device from the drums and the ratio of the measured surface temperatures of the first (t 1 ) and second (t 2 -t 1 ) brake drums determine the fraction of heat that is dissipated into the environment by convective and radiative heat transfer. At the second stage, the time interval of natural convective and radiation cooling of the surfaces of the second brake drum from the obtained thermal state as a result of electric heating to ambient temperature is recorded and the intensity of convective and radiation heat transfer of the surfaces of the second brake drum in predetermined temperature ranges is determined. At the third stage of operational tests, cyclic braking of the vehicle is performed, heating the brake friction pairs, and according to the ratio of measured surface temperatures (t 1 -t 0 (t 2 -t 0 )) of the first and second drums at different intensities of radiation and forced convective heat transfer from their surfaces judge the fraction of heat from its total amount, which is removed to the rear axle hub flange, i.e. conductive heat transfer.
На четвертом этапе эксплуатационных испытаний при различных постоянных скоростях движения транспортного средства, и, следовательно, при различных постоянных частотах вращения тормозных барабанов за одинаковые промежутки времени фиксируют температуры термопарами, установленными на наружной поверхности их ободов, а затем определяют интенсивность радиационного и вынужденного конвективного теплообмена поверхностей барабана в заданных интервалах его поверхностных температур.At the fourth stage of operational tests at various constant speeds of the vehicle, and therefore, at different constant speeds of rotation of the brake drums for the same periods of time, the temperatures are fixed with thermocouples installed on the outer surface of their rims, and then the intensity of radiation and forced convective heat transfer of the drum surfaces is determined in given intervals of its surface temperatures.
Сравнительный анализ способов оценки тепловых потерь в барабанах барабанно-колодочных тормозов, исходя из прототипа и аналогов, показал следующие преимущества предложенного температурного способа:A comparative analysis of methods for assessing heat loss in drums of drum-drum brakes, based on the prototype and analogues, showed the following advantages of the proposed temperature method:
- возможность поэтапного определения тепловых потерь тормозного барабана в лабораторных и эксплуатационных условиях;- the possibility of a phased determination of the heat loss of the brake drum in laboratory and operating conditions;
- теплота, вносимая в тормозной барабан, достигается нагреванием с помощью электрического тока сплошным и отдельным кольцевыми устройствами, установленными на рабочей поверхности ободов тормозных барабанов;- the heat introduced into the brake drum is achieved by heating with the help of electric current continuous and separate ring devices mounted on the working surface of the rims of the brake drums;
- определение потерь теплоты, вызванное естественным конвективным и радиационным теплообменом, производится за одинаковое время путем сравнения нагретого нетеплоизолированного и теплоизолированного от окружающей среды тормозного барабана в лабораторных условиях;- determination of heat loss caused by natural convective and radiative heat transfer is carried out for the same time by comparing the heated non-heat-insulated and heat-insulated brake drum in the laboratory;
- определение интенсивности теплообмена естественной конвекции и лучеиспусканием тормозного барабана производится при его охлаждении от заданного теплового состояния до температур окружающей среды в лабораторных условиях;- determination of the intensity of heat exchange of natural convection and radiation of the brake drum is performed when it is cooled from a given thermal state to ambient temperatures in laboratory conditions;
- определение потерь теплоты, вызванных кондуктивным теплообменом, производится за одинаковое время путем сравнения нагретого тормозного барабана и тормозного барабана с участка теплоизолированного фланца в эксплуатационных условиях;- the determination of heat loss caused by conductive heat transfer is performed for the same time by comparing the heated brake drum and brake drum from a portion of a thermally insulated flange under operating conditions;
- определение интенсивности теплообмена вынужденной конвекцией и лучеиспусканием нагретого тормозного барабана производится за одинаковое время при различных постоянных частотах его вращения в эксплуатационных условиях.- determination of the intensity of heat transfer by forced convection and radiation of a heated brake drum is made for the same time at different constant frequencies of its rotation under operating conditions.
На фиг.1 показана конструкция теплоизолированного тормозного барабана со сплошным кольцевым электрическим нагревательным устройством; на фиг.2 приведена конструкция нетеплоизолированного тормозного барабана с отдельными кольцевыми электрическими нагревательными устройствами, моделируя таким образом реальный коэффициент взаимного перекрытия пар трения в барабанно-колодочном тормозе; на фиг.3 изображен общий вид барабанно-колодочного тормоза с участком теплоизолированного фланца; на фиг.4 показан вид А на фиг.3 - установка термопары с электродами в детали фрикционного узла; на фиг.5 изображен общий вид барабанно-колодочного тормоза с участком нетеплоизолированного фланца. Условные обозначения: I и II - первый и второй тормозные барабаны и, соответственно, первый и второй тормозные механизмы.Figure 1 shows the construction of a thermally insulated brake drum with a continuous annular electric heating device; figure 2 shows the design of a non-insulated brake drum with separate annular electric heating devices, thereby simulating the real coefficient of mutual overlap of friction pairs in the drum-shoe brake; figure 3 shows a General view of the drum-shoe brake with a plot of insulated flange; figure 4 shows a view of figure 3 - installation of a thermocouple with electrodes in the details of the friction unit; figure 5 shows a General view of the drum-shoe brake with a plot of non-insulated flange. Legend: I and II - the first and second brake drums and, accordingly, the first and second brake mechanisms.
Способ нагревания и охлаждения тормозных барабанов транспортного средства при оценке их теплового баланса заключаются в определении потерь теплоты от поверхностей тормозного барабана радиационным теплообменом, естественной и вынужденной конвекцией, а также путем передачи теплоты теплопроводностью (кондуктивным теплообменом) от участка фланца тормозного барабана, взаимодействующего с фланцем ступицы заднего моста транспортного средства.The method of heating and cooling the brake drums of a vehicle when assessing their heat balance is to determine the heat loss from the surfaces of the brake drum by radiation heat exchange, natural and forced convection, and also by transferring heat to the heat conduction (conductive heat transfer) from the portion of the brake drum flange interacting with the hub flange rear axle of a vehicle.
Способ нагревания и охлаждения тормозных барабанов заднего моста (как наиболее тяжелонагруженных) транспортного средства осуществляется в лабораторных и эксплуатационных условиях в четыре этапа.The method of heating and cooling the brake drums of the rear axle (as the most heavily loaded) of the vehicle is carried out in laboratory and operational conditions in four stages.
Первый этап. В лабораторных условиях определяются потери теплоты радиационным и естественным конвективным теплообменом от нагретого тормозного барабана (фиг.1 и 2). Для этого берут два серийных тормозных барабана 1, имеющих рабочую поверхность 2 и фланец 3. По периметру рабочей поверхности 2 барабанов устанавливают кольцевые электрические нагревательные устройства 4 и подключают их к клеммам 5 электрической цепи. В первом тормозном барабане 1 кольцевые электрические нагревательные устройства 4 закрыты с их наружной стороны термоизоляционным кольцом 5. Кроме того, поверхность первого из тормозных барабанов 1 полностью покрыта теплоизоляцией. Такой же теплоизоляцией покрыты кольцевые электрические нагревательные устройства 4 со стороны их наружных поверхностей. При этом коэффициент взаимного перекрытия кольцевых электрических нагревательных устройств 4 по отношению к рабочей поверхности обода тормозного барабана равен коэффициенту взаимного перекрытия рабочими поверхностями фрикционных накладок тормозных колодок обода барабана. Это позволяет учесть потери теплоты от внутренней поверхности обода тормозного барабана естественным конвективным и радиационным теплообменом. На наружной поверхности каждого из тормозных барабанов 1 установлены термопары 8 с термоэлектродами 9, подключенными к регистрирующей аппаратуре (на фиг.1 и 2 не показаны) для фиксации термо-эдс, которая по тарировочному графику переводится в температуру.First step. In laboratory conditions, heat losses are determined by radiation and natural convective heat transfer from a heated brake drum (Figs. 1 and 2). To do this, take two serial brake drums 1 having a working surface 2 and a flange 3. Along the perimeter of the working surface of the 2 drums, ring electric heating devices 4 are installed and connected to the
Перед нагреванием тормозных барабанов 1 их устанавливают на подставки, изготовленные из материала с низкой теплопроводностью, например эбонита или текстолита.Before heating the brake drums 1, they are mounted on supports made of a material with low thermal conductivity, for example hard rubber or textolite.
После чего одновременно подключают нагревательные устройства 4 в двух барабанах 1 с помощью клемм 5 в электрическую сеть. Нагревательные устройства 4 включают на одинаковое время для того, чтобы температура рабочей поверхности второго тормозного барабана 1 достигала не ниже 350°C.Then, at the same time, the heating devices 4 in two drums 1 are connected via
В дальнейшем отключают нагревательные устройства 4 от электрической сети и после усреднения замеренных температур на поверхностях тормозных барабанов 1 устанавливают их соотношение. Последние характеризуют отношение поверхностной температуры первого (t1) к второму (t2-t0) тормозных барабанов, которое и определяет долю теплоты, рассеиваемой в окружающую среду радиационным и естественным конвективным теплообменом. Так, например, при соотношении указанных температур
Второй этап. В лабораторных условиях определяются потери теплоты радиационным и естественным конвективным теплообменом от поверхностей нагретого первого тормозного барабана.Second phase. In laboratory conditions, heat losses are determined by radiation and natural convective heat transfer from the surfaces of the heated first brake drum.
В результате установившегося теплового состояния тормозного барабана 1, полученного на первом этапе, фиксируют промежуток времени радиационного и естественного конвективного охлаждения. После чего определяют интенсивность радиационного и естественного конвективного теплообмена, т.е. коэффициенты теплоотдачи от поверхностей тормозного барабана 1 в заданных интервалах температур.As a result of the steady-state thermal state of the brake drum 1 obtained in the first stage, the time interval of radiation and natural convective cooling is fixed. Then determine the intensity of radiation and natural convective heat transfer, i.e. heat transfer coefficients from the surfaces of the brake drum 1 in predetermined temperature ranges.
Так, например, Q=IUτ, кДж (количество теплоты, затраченное на нагревание первого тормозного барабана); I - сила тока, A; U - напряжение, В; τ - время, с. С другой стороны, данное количество теплоты (Q) рассеивается с поверхностей (F) тормозного барабана 1 за время (τ) при разности температур (tH-t0) (tH, t0 - начальная температура поверхности нагретого тормозного барабана и окружающей среды,°C). В этом случае коэффициент теплоотдачи будет равенSo, for example, Q = IUτ, kJ (the amount of heat spent on heating the first brake drum); I is the current strength, A; U is the voltage, V; τ is the time, s. On the other hand, this amount of heat (Q) is dissipated from the surfaces (F) of the brake drum 1 in time (τ) at a temperature difference (t H -t 0 ) (t H , t 0 is the initial surface temperature of the heated brake drum and the environment , ° C). In this case, the heat transfer coefficient will be equal to
Третий этап. В эксплуатационных условиях определяются потери теплоты кондуктивным теплообменом от частей поверхностей фланцев тормозных барабанов при их взаимодействии с поверхностями фланцев ступиц заднего моста транспортного средства (фиг.3 и 5).The third stage. In operating conditions, heat losses are determined by conductive heat transfer from parts of the surfaces of the flanges of the brake drums during their interaction with the surfaces of the flanges of the hubs of the rear axle of the vehicle (FIGS. 3 and 5).
Для реализации третьего этапа от тормозных барабанов 1 отсоединяют термоэлектроды 9 термопар 8, а также электропровода, идущие от нагревательных устройств 4 к клеммам 5. Кроме того, снимают с первого тормозного барабана 1 теплоизоляцию 7, оставив ее только на участке теплоизолированного фланца 21 барабана 1. После чего тормозные барабаны 1 устанавливают в тормозные механизмы заднего моста транспортного средства, прикрепляя их к его фланцу ступицы 25 крепежными болтами 23 с шайбами 24.To implement the third stage, thermoelectrodes 9 of thermocouples 8 are disconnected from the brake drums 1, as well as the electric wires coming from the heating devices 4 to the
Для измерения поверхностных температур пар трения барабанно-колодочного тормоза заднего моста транспортного средства в его фрикционных накладках 12 размещают термоэлектроды 17 термопар 18 (фиг.4). Двухканальная керамическая трубка 16 устанавливается в отверстие 14 фрикционной накладки 12 и выводится почти заподлицо ее рабочей поверхности 13. В трубе 16 диаметром 4,0 мм заложены термоэлектроды 17 термопары 18, изготовленной из хромель-копелевой проволоки диаметром 0,4 мм. Положительным термоэлектродом 17 является хромелевая проволока, а отрицательным - копелевая проволока. Головка термопары 18 (в виде сферы), которая взаимодействует с рабочей поверхностью 2 тормозного барабана 1, сформирована из высокотемпературного медного припоя в виде спая диаметром 3,0 мм и установлена в ограничительное кольцо 19. Последнее препятствует выходу из строя головки термопары 18 и способствует ее работе до полного износа. Двухканальная керамическая трубка 16 (керамическая трубка состоит из двух частей) установлена с изоляционными втулками 20 и 21 в отверстие 11 тормозной колодки 15. Длина термоэлектродов 9 и 18 выбирается из условия, чтобы за время экспериментов холодный спай не успел прогреться, и равняется 200-350 мм. Выводы на регистрирующую аппаратуру осуществлялись медными проводами. Термопары 8 и 18 перед их установкой тарировались вместе с соединительными проводами. После чего разгоняют транспортное средство до заданной скорости и выполняют его циклические торможения барабанно-колодочным тормозом путем прикладывания и снятия усилия с педали тормоза (на фиг.3 и 5 не показаны), прижимая с помощью тормозных колодок 15 фрикционные накладки 12 рабочими поверхностями 13 к рабочей поверхности 2 тормозных барабанов 1. После завершения циклических торможений транспортным средством снимают нагрузку с тормозной педали и с помощью оттяжной цилиндрической пружины 28, концы которой сидят на пальцах 28 и отводят тормозные колодки 15 с накладками 12 от рабочей поверхности 2 обода тормозного барабана 1. При этом во втором барабане 1 теплота от его фланца 22 передается фланцу ступицы 25 и поэтому температура рабочей поверхности 2 первого барабана 1 будет больше, чем второго. Это обстоятельство будет способствовать разной интенсивности радиационного и вынужденного конвективного теплообмена от поверхностей тормозных барабанов 1. Затем по соотношению измеренных поверхностных температур (t1-t0/(t2-t0)) первого и второго тормозных барабанов 1 тормоза и судят о доле теплоты от общего ее количества, которая передается во фланец ступицы 25 заднего моста транспортного средства, т.е. кондуктивным теплообменом. Так, например, при соотношении указанных температур
Четвертый этап. В эксплуатационных условиях определяются потери теплоты вынужденным конвективным и радиационным теплообменом от поверхностей нагретых тормозных барабанов заднего моста транспортного средства.The fourth stage. Under operating conditions, heat losses are determined by forced convective and radiation heat transfer from the surfaces of the heated brake drums of the rear axle of the vehicle.
При различных постоянных скоростях движения транспортного средства, а следовательно, при различных постоянных частотах вращения тормозных барабанов 1 за одинаковые промежутки времени фиксируют термопарами температуры наружных поверхностей их ободов. Для этого термопары установлены на наружной поверхности обода тормозного барабана 1 и подключены через токосъемное устройство к регистрирующей аппаратуре (на фиг.3 и 5 не показаны). После чего определяют интенсивность радиационного и вынужденного (коэффициент теплоотдачи) в заданных интервалах поверхностных температур. При этом необходимо выдержать условия по нагреванию барабанов 1 тормозов, отвечающие второму этапу исследований. В этом случае определяют коэффициенты теплоотдачи (радиационным теплообменом плюс вынужденной конвекцией) от поверхностей тормозного барабана 1 при его свободном вращении по зависимости аналогичной зависимости, приведенной для второго этапа исследований.At various constant speeds of the vehicle, and therefore, at various constant frequencies of rotation of the brake drums 1 for the same periods of time, thermocouples record the temperature of the outer surfaces of their rims. For this, thermocouples are installed on the outer surface of the rim of the brake drum 1 and are connected through a current collector to a recording apparatus (not shown in FIGS. 3 and 5). Then determine the intensity of radiation and stimulated (heat transfer coefficient) in the specified intervals of surface temperatures. In this case, it is necessary to withstand the conditions for heating the drums 1 brakes corresponding to the second stage of research. In this case, heat transfer coefficients are determined (by radiative heat transfer plus forced convection) from the surfaces of the brake drum 1 during its free rotation by the dependence of a similar dependence given for the second stage of research.
Таким образом, в лабораторных и эксплуатационных условиях осуществляются нагревание и охлаждение барабанов тормоза, которые позволили определить потери теплоты с радиационным, естественным и вынужденным конвективным теплообменом от их поверхностей в окружающую среду, а также кондуктивным теплообменом от фланцев барабанов к фланцам ступицы заднего моста транспортного средства.Thus, in the laboratory and operating conditions, the brake drums are heated and cooled, which made it possible to determine the heat loss with radiation, natural and forced convective heat transfer from their surfaces to the environment, as well as conductive heat transfer from the drum flanges to the flanges of the rear axle of the vehicle.
Источники информацииInformation sources
1. Кириллин В.А., Шейндлин А.Е. Основы экспериментальной термодинамики. М. - Л.: Государственное энергетическое издательство, 1950. - 310 с [прототип].1. Kirillin V.A., Sheindlin A.E. Fundamentals of experimental thermodynamics. M. - L .: State Energy Publishing House, 1950. - 310 s [prototype].
2. Вольченко А.И. Тепловой расчет тормозных устройств. Львов: Высшая школа, 1987. - 133 с [аналог].2. Volchenko A.I. Thermal calculation of brake devices. Lviv: Higher school, 1987. - 133 s [analogue].
3. Патент России 227959 С2, кл. F16D 65/813 за 2006 г [аналог].3. Patent of Russia 227959 C2, cl. F16D 65/813 for 2006 [analog].
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110869/11A RU2525347C2 (en) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | Method of heating and cooling of brake drums of carrier drum-shoe brake for evaluation of their thermal balance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110869/11A RU2525347C2 (en) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | Method of heating and cooling of brake drums of carrier drum-shoe brake for evaluation of their thermal balance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012110869A RU2012110869A (en) | 2013-09-27 |
RU2525347C2 true RU2525347C2 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=49253692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012110869/11A RU2525347C2 (en) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | Method of heating and cooling of brake drums of carrier drum-shoe brake for evaluation of their thermal balance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525347C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3610377A (en) * | 1969-10-29 | 1971-10-05 | Gen Motors Corp | Drum brake heat pipe cooling |
WO2005021993A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Safe Effect Pty Ltd | Fluid cooled drum brake system |
RU2272192C2 (en) * | 2003-10-24 | 2006-03-20 | Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа | Method and device for cooling drum-block brake |
RU2279579C2 (en) * | 2004-08-30 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Method of heating and cooling brake pulleys of belt-block brake of draw-works at estimation of their thermal balance |
-
2012
- 2012-03-21 RU RU2012110869/11A patent/RU2525347C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3610377A (en) * | 1969-10-29 | 1971-10-05 | Gen Motors Corp | Drum brake heat pipe cooling |
WO2005021993A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-10 | Safe Effect Pty Ltd | Fluid cooled drum brake system |
RU2272192C2 (en) * | 2003-10-24 | 2006-03-20 | Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа | Method and device for cooling drum-block brake |
RU2279579C2 (en) * | 2004-08-30 | 2006-07-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Method of heating and cooling brake pulleys of belt-block brake of draw-works at estimation of their thermal balance |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кириллин В.А., Шейндлин А.Е. "Основы экспериментальной термодинамики." - М. -Л.: Государственное энергетическое издательство, 1950, 310 с. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012110869A (en) | 2013-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhu et al. | A new lithium-ion battery internal temperature on-line estimate method based on electrochemical impedance spectroscopy measurement | |
CN102621022B (en) | Thermal-force coupling fatigue test device and method | |
US10094418B2 (en) | Wheel bearing assembly having a temperature-measuring device | |
Abbasi et al. | Temperature and thermoelastic instability at tread braking using cast iron friction material | |
Méresse et al. | Experimental disc heat flux identification on a reduced scale braking system using the inverse heat conduction method | |
Yu et al. | Distributed thermal monitoring of lithium ion batteries with optical fibre sensors | |
Limpert | The thermal performance of automotive disc brakes | |
RU2279579C2 (en) | Method of heating and cooling brake pulleys of belt-block brake of draw-works at estimation of their thermal balance | |
CN108008303A (en) | The method for testing security of critical battery status is determined by internal short-circuit challenge | |
Gallardo-Hernandez et al. | Temperature in a twin-disc wheel/rail contact simulation | |
Strezov et al. | Computer aided thermal analysis | |
RU2525347C2 (en) | Method of heating and cooling of brake drums of carrier drum-shoe brake for evaluation of their thermal balance | |
Bauzin et al. | Identification of the heat flux generated by friction in an aircraft braking system | |
He et al. | A novel methodology to determine the specific heat capacity of lithium-ion batteries | |
Meunier et al. | Thermal characterization of the braking and cooling stages of an aircraft brake using identification techniques and a life-size experimental test bench | |
Nosko et al. | Inverse determination of sliding surface temperature based on measurements by thermocouples with account of their thermal inertia | |
Qin et al. | A novel algorithm for heat generation and core temperature based on single-temperature in-situ measurement of lithium ion cells | |
Wawrzonek et al. | Temperature in a disk brake, simulation and experimental verification | |
RU2010107170A (en) | METHOD FOR DETERMINING DIRECTIONS OF COMPONENTS OF ELECTRIC CURRENTS IN POLYMER-METAL FRICTION COUPLES OF DRUM-SHAFT BRAKE WHEN HEATING UNDER STAND CONDITIONS (OPTIONS) | |
Siroux et al. | Thermal analysis of periodic sliding contact on a braking tribometer | |
Sequino et al. | An empirical study for the correction of the thermal parameters of a Li–Po battery with carbon-graphene-silicone coatings | |
CN2938049Y (en) | Cotact surface temp measuring device | |
Loizou | Modelling and simulation of themo-mechanical phenomena at the friction interface of a disc brake. An empirically-based finite element model for the fundamental investigation of factors that influence the interface thermal resistance at the friction interface of a high energy sliding pair in a disc brake. | |
Suresh Babu et al. | Coupled field finite element analysis of railway block brakes | |
RU2585917C1 (en) | Method of determining temperature in metal cutting zone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140725 |