УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ТЕПЛОНАГРУЖЕННОСТИ БАРАБАННО-КОЛОДОЧНОГО ТОРМОЗА Российский патент 2004 года по МПК F16D65/82 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в барабанно-колодочных тормозах транспортных средств, дорожных и строительных машинах.

Известен барабанно-колодочный тормоз, в котором крепление теплоотводящих накладок к основанию тормозных колодок выполнено в виде полых винтов, а охлаждающее устройство размещено внутри этих винтов и работает на эффекте "тепловой трубы" /1, аналог, а.с. 1038655 А, кл. F 16 D 65/78, 1983 г./. Данное техническое решение имеет тот недостаток, что в нем не обеспечивается неравномерное охлаждение пар трения тормоза и как следствие не достигается выравнивание их поверхностных температур.

Известен самоохлаждающийся барабан тормоза, который снабжен выпускным и впускным клапанами, установленными на его наружной поверхности и сообщающимися с полостью, а также магистральным трубопроводом, расположенным с наружной стороны барабана и соединяющим клапаны между собой. При этом клапаны закрыты кожухами с вентиляционными отверстиями на боковых сторонах, жестко закрепленными на барабане /2, прототип, а.с. 690210, кл. F 16 D 65/833, 1979 г. /. Данная конструкция является сложной и имеет увеличенный строительный объем.

По сравнению с аналогом и прототипом предложенное техническое решение имеет следующие существенные отличительные признаки:
- достигается снижение теплонагруженности пар трения тормоза за счет кондуктивного теплообмена путем искусственного введения во фрикционные накладки колодок теплоотводящих вставок и поперечных пластин, составляющих 12,5-15% от площади рабочих поверхностей накладок;
- обеспечивается неравномерное охлаждение пар трения тормоза по ширине поверхностей их взаимодействия за счет последовательного соединения между собой горячих зон тепловых труб первого и второго ряда и их холодных зон второго и третьего ряда;
- возможность работы в любых климатических условиях;
- простота и надежность конструкции в условиях эксплуатации;
- повышаются эксплуатационные параметры тормоза, а также ресурс его пар трения.

Цель изобретения - поведение эксплуатационных параметров тормоза и ресурса его пар трения путем снижения и выравнивания поверхностных температур рабочих деталей при их неравномерном охлаждении.

Поставленная цель достигается тем, что в барабанно-колодочном тормозе каждая теплоотводящая вставка первого ряда под полыми винтами, которые крепят фрикционные накладки к основаниям колодок, является горячей зоной тепловой трубы и соединена поперечной теплопроводной пластиной с каждой теплоотводящей вставкой второго ряда, находящегося в средней части фрикционных накладок, а каждый конец второго ряда полых винтов, т.е. холодные зоны тепловых труб, соединены гибкими оребренными трубопроводами с концами третьего ряда полых винтов со стороны нерабочей поверхности основания колодки и свободного края обода барабана.

На фиг.1 показан фрагмент барабанно-колодочного тормоза; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид сверху на тормозную колодку.

Барабанно-колодочный тормоз содержит тормозной барабан 1, тормозную колодку 2, на основании 3 которой установлены фрикционные накладки 4, пустотелые винты 5, являющиеся устройством для охлаждения пар трения тормоза, выполненные в виде тепловой трубы. Сверху на головки пустотелых винтов 5 прямоугольной формы надеты теплоотводящие вставки 6, имеющие в своей нижней части вырезы (не показаны) для удобства их соединения с пустотелыми винтами 5. В верхней части теплоотводящие вставки 6 имеют поперечные вырезы 7, в которых установлены поперечные теплопроводные пластины 8 со стороны защемления обода барабана 1 с фланцем 9, соединяющие первый 10 и второй 11 ряды теплоотводящих вставок 6. При этом второй ряд 11 последних находится в средней части накладок 4. Второй ряд 11 концов пустотелых винтов 5 со стороны нерабочей поверхности основания 3 колодки 2 и свободного края обода барабана 12 соединен с третьим рядом 13 посредством гибкого оребренного трубопровода 14. Фрикционные накладки 4 крепятся к основанию 3 тормозной колодки 2 посредством гаек 15 через шайбу 16.

Полость винтов 5 представляет собой так называемые "тепловые трубы", которые заполняются хладоагентом - водой, аммиаком, метиловый спиртом, жидким металлом и другими хладоагентами, а также в качестве фитиля - тонкой путаной проволокой, губчатым медным порошком и другими материалами. Фитиль применяется для увеличения поверхности теплообмена. После чего незаполненная полость винтов 5 вакуумируется и герметизируется. В трубке различают горячую 17 и холодную 18 зоны. При подводе теплоты к горячей зоне 17 хладоагент превращается в пар, который конденсируется в холодной зоне 18, а затем по фитилю передается в горячую зону 17 тепловой трубы. Таким образом, осуществляется циркуляция хладоагента в различных фазах в объеме тепловой трубы.

Барабанно-колодочный тормоз с устройствами для выравнивания теплонагруженности его пар трения работает следующим образом.

При взаимодействии рабочих поверхностей тормозного барабана 1 и накладок 4 с теплоотводящими вставками 6 вследствие разных по величине коэффициентов их теплопроводности большая часть теплоты передается от обода барабана 1 к горячей зоне 17 тепловой трубы, в которой хладоагент превращается в пар. После чего он конденсируется в холодной зоне 18 и снова возвращается в горячую зону 17 тепловой трубы. Циклы циркуляции хладоагента повторяются, способствуя тем самым работе тепловых труб в режиме снижения поверхностных температур пар трения барабанно-колодочного тормоза.

Выравнивание теплонагруженности пар трения тормоза достигается за счет последовательного соединения горячих зон 17 тепловых труб первого 10 и второго 11 ряда посредством поперечных теплопроводных пластин 8, установленных в накладках 4. Первый ряд 10 тепловых труб нагревается в 1,225 раза выше, чем их второй ряд 11, что и обеспечивает быстрый отвод теплоты от пар трения тормоза. В дальнейшем переданная теплота от второго ряда 11 тепловых труб с помощью увеличенной зоны конденсации (оребренного гибкого трубопровода 14) интенсивно рассеивается в окружающую среду. Третий ряд 13 тепловых труб также осуществляет сброс теплоты в оребренный гибкий трубопровод 14. Таким образом, за счет неравномерного охлаждения пар трения тормоза и достигается выравнивание их теплонагруженности.

При работе тормоза совместно с фрикционными накладками 4 изнашиваются теплоотводящие вставки 6 и поперечные теплопроводные пластины 8. При этом головки винтов 5 устанавливаются на величину допустимого износа фрикционных накладок 4, поэтому они не подвержены износу. В дальнейшем замененные теплоотводящие вставки 6 и пластины 8 совместно с пустотелыми винтами 5 применяются для крепления новых фрикционных накладок 4.

Упрощение конструкции устройств для охлаждения и выравнивания поверхностных температур пар трения тормоза позволит использовать многократно пустотелые винты. При применении предлагаемых устройств достигается повышение эффективности и надежности тормоза.

Источники информации
1. А.с. 1038655 А, F 16 D 65/82, 1983, б.и. 32 (аналог).

2. А.с. 690210, кл. F 16 D 65/833, 1979, б.и. 37 (прототип).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных барабанно-колодочных тормозах. Устройство для выравнивания теплонагруженности барабанно-колодочного тормоза содержит тормозной барабан, тормозные колодки с основаниями, фрикционные накладки и теплоотводящие вставки, прикрепленные к колодке с помощью полых винтов, выполненных в виде тепловой трубы. Новым является то, что каждая теплоотводящая вставка первого ряда под полыми винтами является горячей зоной тепловой трубы и соединена поперечной теплопроводной пластиной с каждой теплоотводящей вставкой второго ряда, расположенного в средней части фрикционных накладок, а каждый конец второго ряда полых винтов, т. е. холодные зоны тепловых труб, соединены гибкими оребренными трубопроводами с концами третьего ряда полых винтов, находящихся со стороны нерабочей поверхности основания колодки и свободного края обода барабана. Техническим результатом является существенное улучшение эксплуатационных параметров тормоза, его надежности и повышение ресурса его фрикционных узлов. 3 ил.

Устройство для выравнивания теплонагруженности барабанно-колодочного тормоза, включающего тормозной барабан, тормозные колодки с основаниями и фрикционные накладки, содержащее теплоотводящие вставки, прикрепленные к колодке с помощью полых винтов, выполненных в виде тепловой трубы, отличающееся тем, что каждая теплоотводящая вставка первого ряда под полыми винтами является горячей зоной тепловой трубы и соединена поперечной теплопроводной пластиной с каждой теплоотводящей вставкой второго ряда, расположенного в средней части фрикционных накладок, а каждый конец второго ряда полых винтов, т.е. холодные зоны тепловых труб, соединены гибкими оребренными трубопроводами с концами третьего ряда полых винтов, находящихся со стороны нерабочей поверхности основания колодки и свободного края обода барабана.