Енергонавантаженість металевих фрикційних елементів гальм

Abstract

Математичний опис процесу теплопровідності із залученням елементів теорії теплової подібності щодо обода шківа стрічково-колодкового гальма за умови режимів гальмування дали змогу встановити: через дискретність контакту мікровиступів пар тертя гальма досліджувані параметри мають локальний характер; до енергонавантаженості пар тертя гальма належать параметри поверхнево-об’ємних та об’ємних температур і їх градієнтів, що викликають термічні напруження, які впливають на фрикційні характеристики; за поверхнево-об’ємних температур (100–400) °С сумарна кількість теплоти, що відводиться від полірованої та матової поверхонь шківа радіаційним теплообміном за 1,0 с, становила (1,43–23,04) кДж; у цьому разі поверхневий температурний градієнт обода шківа був майже вп’ятеро більший, ніж за його товщиною. За умови циклічного (повторно-короткочасного) режиму гальмування температурні напруження внаслідок нагрівання на поверхні обода шківа майже вдесятеро перевищують значення напружень, що виникають в його об’ємі. Напруження досягають максимуму, коли процес теплоізольований (Bi = 0), і дорівнює нулю, коли теплообмін нескінченний (Bi → 0). Величина напружень унаслідок охолодження обода шківа так само істотно залежить від критерію Біо. До того ж зі збільшенням тривалості процесу гальмування вплив його на величину напружень також зростає. Величина термічних напружень на поверхні тепловиділення майже вп’ятеро більша, ніж в об’ємі обода шківа. У цьому разі характер впливу інтенсивності теплообміну на величину напружень такий самий, що й за умови нагрівання. Новий підхід до розрахунку локальних термічних напружень у теорії тертя та зношування реалізований уперше. Достовірність здобутих результатів підтверджена експериментально.