SU1337578A1

SU1337578A1 - Cooled brake disc

Info

Publication number: SU1337578A1
Application number: SU843819859A
Authority: SU
Inventors: Валерий Яковлевич Краснослободцев
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1984-12-03
Publication date: 1987-09-15

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл торможени т желонагруженных валов машин и механизмов. Целью изобретени вл етс повышение срока службы путем уменьшени нагревани жидкого теплоносител под воздействием электрического тока и усилени его циркул ции. Дл этого вращающийс корпус 4 подсоединен к одному из полюсов 7 высоковольтного источника. Другой полюс 8 подсоединен к электрически изолированной вставке 11 в виде диска с отверсти ми 12. Напротив отверстий 12 на торцах корпуса 4 выполнены остроугольные выступы . Вставка И расположена в полости корпуса 4, полностью заполненной легкорасшир ющейс диэлектрической жидкостью, например этиловым эфиром. При подаче высокого посто нного напр жени обеспечиваетс принудительна циркул ци жидкого теплоносител . Это приводит к активному отводу тепла от поверхности трени . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. &amp; (Л 00 со ел 00The invention relates to mechanical engineering and can be used for braking gravitationally loaded shafts of machines and mechanisms. The aim of the invention is to increase the service life by reducing the heating of the heat-transfer fluid under the influence of electric current and increasing its circulation. For this, the rotating body 4 is connected to one of the poles 7 of the high-voltage source. The other pole 8 is connected to an electrically insulated insert 11 in the form of a disk with holes 12. Opposite to the holes 12 at the ends of the housing 4, there are acute projections. The insert And is located in the cavity of the housing 4, completely filled with a light-expanding dielectric fluid, for example ethyl ether. When high DC voltage is applied, forced circulation of the heat transfer fluid is ensured. This leads to active heat removal from the friction surface. 1 hp f-ly, 1 ill. &amp; (L 00 ed 00

Description

1one

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства дл торможени т жело нагруженных врандающих- с валов машин и механизмов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in various parts of the national economy for braking heavily loaded engravings from the shafts of machines and mechanisms.

Цель изобретени - повышение срока службы Hy TejM уменьшени нагревани жидкого теплоносител под воздействием электрического тока и усилени циркул ции теплоносител .The purpose of the invention is to increase the life of Hy TejM by reducing the heating of the heat-transfer fluid under the influence of electric current and increasing the circulation of the heat-transfer fluid.

На чертеже схематически изображен тормозной диск.The drawing shows a schematic brake disc.

Тормоз состоит из опорного фрикционного диска 1 с элементом 2 своего включени , установленным на невращающемс валу 3 с возможностью неремешени вдоль оси в сторону вращающегос фрикционного тормозного диска, имеющего нолый корпус 4, на одном торце которого размещена (})рик- ционна поверхность, а на другом - радиаторные ребра 5. Корпус 4 установлен с возможностью вращени с валом 6. Корпус 4 подсоединен к одному из полюсов 7 высоковольтного источника (не ноказа1) посто нного нанр жени , другой полюс 8 которого подсоединен к изолированной от корпуса 4 диэлектрическими кольцами 9 и 10 вставке 1 1 со сквозными отверсти ми 12, предназначенными дл циркул ции но ним жидкогч) теплоносител 13, в качестве которого используетс легкорасщир юща с диэлектрическа жидкость, например бензол или этиловый (диэтиловый) эфир. Отверсти 12 равномерно размещены но окружности у ее внутрснпе1 о и впе1нпег о диаметров. С внутренней ст() одпого из торцов 14 корпуса 4, на вне11П1ей сторопе которого имеютс радиал1)Ные ребра 5, на его нериферии расположены заостренные выступы 15. Друга торцова поверхпость 16 корпуса 4 со своей впепн1ей стороны вл етс поверхностью 17 трени , а с внутренней стороны снабжена распо,:1оженными у оси заостренными выступами 18.The brake consists of a supporting friction disk 1 with an element 2 of its activation, mounted on a non-rotating shaft 3 with the possibility of unintervention along the axis in the direction of a rotating friction brake disk having a new body 4, on one end of which there is a critical surface, and another is radiator fins 5. Case 4 is rotatably mounted with shaft 6. Case 4 is connected to one of the poles 7 of a high-voltage source (not 1) of a constant voltage, the other pole 8 of which is connected to an isolated from The body 4 is made of dielectric rings 9 and 10 inset 1 1 with through holes 12 designed to circulate coolant coolant 13, which uses easily expanding dielectric liquid, such as benzene or ethyl (diethyl) ether. Holes 12 are evenly placed but the circumference of its inner flange and about diameters. From the internal st () of one of the ends 14 of the housing 4, on the outside of which there are radials1) There are 5 ribs, in its nerifice there are pointed protrusions 15. The other end surface 16 of the housing 4 is friction surface 17 and the sides are arranged with:, the pointed protrusions 18 that are attached to the axis.

Заостренные выстуны 15 и 18 па нериферии и у оси расноложены нанротив отверстий 12 во вставке 11, котора выполнена в виде ди.ска, раздел юн1его внутреннюю часть корпуса 4 па две зоны: охлаждени 19 и паг рева 20, нолпостью заполненные жидким теилоносителем 13.The pointed protrusions 15 and 18 of the ne-rift and at the axis are located opposite the holes 12 in the insert 11, which is made in the form of a dysk, the division of the inner part of the housing 4 is two zones: cooling 19 and roar 20, filled with liquid teal carrier 13.

Устройство работает с.;1едуюп1им образом .The device works with.; 1 in one way.

Д,л торможени вращаюп ег ос вокруг своей оси корпуса 4 нодвижпого фрикц.и- онного диска к пему вдо. Пз оси перемещают другой опорпый фрикциопный диск 1. Это перемен.ение осуществл ют до полного соприкосновени дисков 1 и 4 друг с другом.D, l deceleration rotates around the axis of the casing 4 of the friction sliding disc to the head. The pz axes move the other supporting fricciopic disk 1. This change is made until the disks 1 and 4 are completely in contact with each other.

Невращающийс фрикционный опорный диск 1 может возвратно-ностунательно перемещатьс вдоль оси вращени под действием усили прикладываемого к элементу 2 включени .The non-rotating friction bearing disc 1 can be reciprocally moved along the axis of rotation by the force applied to the element 2 of the inclusion.

13375781337578

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

При нажатии опорного фрикционного диска 1 на торцовую поверхность 17 трени корпуса 4 подвижного фрикционного диска в процессе торможени генерируетс тепло в результате трени диеков 1 и 4 друг с другом. Под воздействием генерируемого те1гла жидкий теплоноситель 13, наход - ншйс в полости 20, прилегающей к поверхности 17 трени , нагреваетс , а жидкость, наход ща с в зоне 19 охлаждени , прилегающей к поверхности радиаторных ребер 5, имеет более низкую температуру, равную температуре окружающей среды.When the supporting friction disk 1 is pressed onto the end surface 17 of the friction of the housing 4 of the movable friction disk, during the braking process, heat is generated as a result of firing the heads 1 and 4 with each other. Under the influence of the generated heatglass, the heat-transfer fluid 13, located in the cavity 20 adjacent to the friction surface 17, heats up, and the liquid in the cooling zone 19 adjacent to the surface of the radiator fins 5 has a lower temperature equal to the ambient temperature .

Дл обеспечени неремешени нагретого теплоносител из зоны 20 нагрева в зону 19 охлаждени , а холодного теплоносител из зоны 19 охлаждени в зону 20 нагрева на торцовые поверхности 14 и 16 корпуса 4, а также на дисковую вставку 11 от высоковольтного источника подают посто нное напр жение.To ensure that the heated heat transfer medium is not interchanged from the heating zone 20 to the cooling zone 19, and the cold heat transfer medium from the cooling zone 19 to the heating zone 20, a constant voltage is applied to the end surfaces 14 and 16 of the housing 4, as well as to the disk insert 11 from a high-voltage source.

В результате между остри ми заостренных выступов 15 и 18 и отверсти .ми 12 во вставке 11, расположепны.ми на периферии и у оси корпуса 4, в жидком диэлектрическом теплоносителе 13 возникают сильные резко неоднородные электрические пол , привод щие к образованию потока унипол рных ионов, имеющих знак потенциала остри выступов 15 и 18. Под действием ку- лоновой силы ионы перемещаютс в направлении от острий выступов 15 и 18 к отверс- ти .м 12 во вставке И.As a result, between the edges of the pointed protrusions 15 and 18 and the holes 12 in the insert 11, located on the periphery and the axis of the housing 4, strong sharply non-uniform electric fields arise in the liquid dielectric heat carrier 13, leading to the formation of a stream of unipolar ions having the sign of potential, the tips of the projections 15 and 18. Under the action of the coulomb force, the ions move in the direction from the tips of the projections 15 and 18 to the opening 12 in the insert I.

Ионы, обладающие определенны.ми объемами и массами, при своем перемещении передают количество своего движени окру- жаюншм их нейтральным молекулам жидкого теплоносител 13 и увлекают их за собой . Достигнув стенок нротивопо.ложпо зар женного электрода-вставки 11, ионы ре- комбинируют, т.е. станов тс электрически нейтральны.ми, а жидкий теплоноситель, увлеченный ими. нродо.1жает свое движение через отверсти 12 во вставке 11. Вследствие этого происходит перекачка холод- H(jro теплоносител 13 из зоны 19 охлаждени в зону 20 нагрева, осуп1ествл ема в электрическом поле на периферии корпуса 4, а также перекачка нагретого тенлопоси- тел 13 из зоны 20 нагрева в зону 19 охлаждени , осуществл ема в электрическом но.ле оси у корпуса 4.Ions, having definite volumes and masses, when they move, transfer the amount of their movement to the surrounding molecules of the neutral heat transfer fluid molecules 13 and carry them along. Having reached the walls of the oppositely charged charged electrode insert 11, the ions recombine, i.e. becoming electrically neutral. and the heat-transfer fluid entrained by them. It rotates its movement through the holes 12 in the insert 11. As a result, cold-H is pumped (jro heat carrier 13 from the cooling zone 19 to the heating zone 20 located in the electric field at the periphery of the housing 4, and also from the heating zone 20 to the cooling zone 19, carried out in an electrical path at the housing 4.

Таким образо.м. при приложении высокого носто нного напр жени к корпусу 4 и вставке 11 с отверсти ми 12 обеспечиваетс припудительна циркул ци жидкого теплоносител 13, что нриводит к активному отводу тепла от поверхности трени и его транспортировке вместе с теплоносит&пем 13 в зону 19, из которой тепло отводитс через радиаторные ребра 5 в окружаюн ую среду потоком воздуха при вращении корпуса 4 фрикционного диска тормоза.In this way. when high voltage is applied to the housing 4 and the insert 11 with holes 12, a forceful circulation of the heat-transfer fluid 13 is provided, which leads to active heat removal from the friction surface and its transportation together with the heat carrier & 13 to zone 19, from which heat is discharged through the radiator fins 5 into the surrounding medium by the air flow during the rotation of the housing 4 of the friction disk of the brake.

Дл еще большего увеличени удельного теплоотвода от поверхности трени в качестве теплоносител 13 используют легкорасшир ющуюс жидкость с большим коэффициентом объемного теплового расширени , например бензол или этиловый (ди- этиловый) эфир. Благодар этому, при вращении подвижного фрикционного диска под действием центробежной силы жидкость, наход ща с в зоне 19 охлаждени и имеюща меньшую температуру, а следовательно , больщий удельный вес, будет стремитьс вытеснить с периферии диска жидкость, наход щуюс в зоне 20 нагрева и имеющую большую температуру в результате нагрева при трении, и, следовательно, меньший удельный вес, что также приводит к перетеканию жидкого теплоносител 13 из одной зоны в другую.To further increase the specific heat sink from the friction surface, heat transfer fluid 13 uses a light-expanding liquid with a large coefficient of thermal expansion, for example, benzene or ethyl (diethyl) ether. Due to this, when the rotating friction disk rotates under the action of centrifugal force, the fluid in the cooling zone 19 and having a lower temperature and, consequently, a larger specific gravity, will tend to displace the fluid in the heating zone 20 and having a greater the temperature as a result of heating under friction, and, consequently, a smaller specific weight, which also leads to the flow of the heat-transfer fluid 13 from one zone to another.

Направлени действий центробежной силы и силы, возникающей при резко неоднородных электрических пол х, перемещающие жидкий теплоноситель 13, совпадают, что приводит к еще большему увеличению скорости перетекани теплоносител 13 из зоны трени в зону его охлаждени .The directions of action of centrifugal force and force arising from sharply inhomogeneous electric fields moving the heat-transfer fluid 13 coincide, which leads to an even greater increase in the rate of flow of heat-transfer fluid 13 from the zone of friction to the zone of its cooling.

Claims

1. Brake disc with cooling, containing rotatably mounted body with friction surface on one of its outer ends and from 0

a cooling surface, an insert electrically isolated from the body, in which holes are made, located on the side of its inner and outer diameters, and which is installed in the case to form a cavity adjacent to the friction surface and communicating with it through the holes of the cavity adjacent to the cooling surface and completely filled with a heat-transfer fluid, as well as a high-voltage source of constant voltage, one of the poles of which is connected to the housing and the other with an insert, and acute projections, ayuschiys in that, in order to increase the service life pu5 reduce heat transfer fluid under the influence of the electric current and the gain of the heat medium circulation, acute-angled projections are arranged on one of the inner ends of the body opposite

Q holes located on the side of the inner diameter of the insert and on the second inner end of the body opposite the holes located on the side of the outer diameter of the insert, the insert is made in the form of a disk, the cooling surface is located on the second outer end of the body, and the cavity between the friction surface and the insert is completely filled with heat transfer fluid.

2. The disk according to claim 1, wherein a heat transfer fluid is used

It is a lightly expanding dielectric fluid.