Буров С.С. - Конструкция и расчёт танков (1053675), страница 39
Текст из файла (страница 39)
5 Ю ьд, 5 Интегрируя это дифференциальное уравнение по силам в пределах от 5» до 5~ и по углу в пределах от нуля до полного угла охвата т, получим 51 1п5, = !п — 1 = !'1' 5, о Р!,5 5 Рт 5, (03) где е = 2,72 — основание натуральных логарифмов; и†коэффициент трения барабана о ленту. Наибольший внешний момент Мп» который может воспринимать тормоз, будет определяться из уравнения моментов внешних сил и моментов, приложенных к тормозу в целом (к барабану н ленте) еэт 1 М,р — — (5, — 5«) й, = 5«!г,(е~~ — 1) = 5,Й, еэ! (54) Из этого выражения видно, что если водитель, пружина или сервомотор создают определенной величины силу 5» «сбегающего» конца ленты, то тормозной момент М,р будет в е раз больше, чем в рт том случае, когда они создают такой же величины силу 51 «набегающего» конца (или обе силы 51 и 5», как в тормозе АСУ-57, без всякого серводействия).
Наибольшему натяжению 51 «набегающего» конца соответствует и наибольшее удельное давление д 5, М,р е рт Ч« =- — ' Чт -= И,' ЬК" еи! — ! (эб) Удельное давление под вторым «сбегающим» концом ленты будет в несколько раз меньше М, 1 7,„ Ж, й)«; Резкая неравномерность распределения удельного давления, з следовательно, н износа по окружности тормозного барабана (см эпюру на рис. 100) — один из отмечавшихся недостатков ленточных тормозов.
Неравномерность тем больше, чем бочьше коэффициент грения и угол охватя Необходимые удельные давления, как отмс- 2И чалось, подсчитываются по наибольшему расчетному моменту Мр без учета коэффициента запаса Мр ен' Ьд',, т (55') Сравнивая формулы (55) н (55'), найдем, что д = йд„, таь как М, =рМ„. Для есухихв тормозов отечественных танков, работающих с трением стали по чугуну, наибольшие необходимые (дам ) удельные давления обычно находятся в пределах: для тормозов поворота— д„„,. 1О кгс/смз, для остановочных тормозов — зТ„„<!5 кгс/смз.
Для определения радиальной нагрузки () на вал тормозного барабана одноленточного тормоза достаточно две внешние силы 5г и Вз, приложенные к тормозу, по правилам механики перенести на ось вращения и геометрически сложить. Применяя к заштрихованному силовому треугольнику (см, рис 100) теорему косинусов, получим () .—.= ~/ Яг~ + 5э — 2ЯзЯтсоз(360 — т) (56) Следует заметить, что для ленточных тормозов средних и тяжелых танков эта радиальная нагрузка (,) обычно исчисляется тоннами и для передачи ее на картер тормозной барабан должен имегь развитые опоры Определение радиальной нагрузки 0 иа аал барабана двухлентошого тормоза (см рнс 94) основывается аа дв>х допущениях отсут ствует трение между внутреннеи и наружной лентами, удельные давления паруж пой и внутренней лент на барабан равны между собой д»р = д» Второе попущение в известной мере подтверждается тем, что, если удельные давления о»р н д» пс раппы, более иагртжснная ленга быстрее износится и давления выравняются Из второго допущения нри условии равенств» площадок т) ения струнной и внутренпеи лент о барабан т»р — — т» н Ь»р Ь» следует вычад о звеистве воспринимаемых ими моментов М р М или (5~ 5») )э» Т)зт 5г 5» где Т вЂ” натяжение закрепленного конца внутреннеи ленты Если парун ная н внутренняя лепты закреплены в диаметрально прщпвопо ложных точках окружности барабана и силы параллельны др)г др)гм то геомет раческая с) ммз трех сял 5ь 5» н Т близка к нулю н 9 = О Характерная отмечавшаяся особенность этого двухленточного тормоза гаьлючаетсн » он тт.
стени ратпальноп нагрузки иа тормозной барабан его вал и потшипппкн Рассмотренный расчет фрикционов и тормозов по удельному давлению не дает исчерпывающего представления о работоспособности этих фрикционных устройств, так как в нем не отражено буксование фрикционных элементов н момент нх включения, существенно влияющее на нагрев и нанос поверхностей трения. Этот недостаток частично восполняется расчетом фрикцнонных элементов по удельной работе буксования и нагреву 2)б $6. Расчет фрикциоиного устройства по удельной работе буксования и нагреву шают равнозамеда ведомые — рав- 03 шя Т 1, 1, Элементарная работа Ж,, совершенная за время сй ведущими дисками буксующего фрикциона, не полностью передается ведомым дискам г(Е,„, а частично расходуется на нагрев фрикциона и истирание поверхностей трения Ж„т.
е. Ж, = дЕ,„+ Ж, или Ы1в= д'., — ИЬ,„. Таким образом, работа буксования Ж, есть разность работ„ отданной ведущими Ж, и полученной ведомыми Ж„ днскамн фрикциона. Для вращательного движения элементарная работа представляет произведение крутящего момента М, на элементарный угол поворота НтЫ, =-М рай% М рм И; Ж Мчбт Мрм Ж и сЕ М (м м )Ж Работа буксования Е, определяется путем интегрирования последнего выражения в пределах полного времени буксования Т, 216 Расчет по удельной работе буксования является особенно не- обходимым для тех фрикционных устройств, которые своей пробук. совкой обеспечивают плавное трогание танка с места, регулирова- ние радиуса поворота и торможение машины.Мы рассмотрим лишь расчет главных фрикциоиов, обеспечивающих плавное трогание танка с места. Определение работы буксования 1.м выделяемой при трогаини танка с места, основывается на допущениях, известных слушателям из курса «Теория танкахс 1) отпускание педали главного фрикцио- на считается мгновенным, а число оборотов двигателя прн этом является максимальным (п„~ян); 2) момент двигателя в процес- се буксования остается постоянным и максимальным (М„=М, ); 3) моменты сил трения фрикциоиа М,р н момент сопротнвлеййя движению М, постоянны.
При постоянных моментах ведущие ча- сти фрикциона (рис. 101,а) с двигателем совер М,„— М, ленное а„а — е 1 — в 3 ю 1 М,р — М, ноускоренное м, = в,1= " '1 -движения, графики которых 1, представлены на рис. 101,б. К концу буксования (1 Т,) угловые скорости ведущих и ведомых частей становятся равными в„' = а,, а приравняв и правые части, можно определить время буксования Интеграл правой части графически представляет площадь ,т заштрихованного на рис. 101, б треугольника — '.
Тогда т'.а =- 2 тр = М вЂ” '' . Подставив значение времени буксовании Т,, поде. 2 Рис. Ган Расчетная схема брлсующето фрнк- диона; в — моменты, действтющие на две части гак ка; 6 — график равнозамедленного движения ведущих и равноуслоренного движения ведомых частей буксующего фрнкиноиа тЩ лив числитель и знаменатель на М„„эаменин, == — н поло- 30 жив и = 10, а — = р „найдем М,р М„ю 157) ИС-3 ИС-ЗМ танк ПТ-76 Т-,Ы ! Танки Т-бт Т-11 Зт 'С 10 ~ 46 6, ! 5,4 , 4,72 ! 4,27 29 ( 24 22 47 где 7, — момент инерции подвижных частей двигателя н приведенный к ним момент инерции частей трансмиссии, жестко связанных с ведущими частями фрикциона, кгс м с'; 7,— =- „— — ' — момент инерции танка, приведенный к коленЙв.н 7;Ой,,„ чатому валу двигателя,кгс м с';7И,= — ''" — момент сопро!ы!т(т тивления движени!о.
приведенный к коленчатому валу двигателя, кгс м. Как видно из формулы (57), для уменьшения работы буксования главного фрикциона следует в допустимых пределах снижать число оборотов двигателя, уменьшать моменты инерции ведущих 7, и ведомых 7, частей танка, увеличивать коэффициент запаса фрикциона р и уменьшать приведенный момент сопротивления М„ например, трогаясь на более низкой передаче. Специальное исследование показывает, что работа буксования Аа не зависит от места включения главного фрикциоиа в кинематическую цепь трансмиссии при условии„ что запас фрикциона я =- — остается посто7Ир янным. Это упрощает подсчет работы буксования любого фрнкциона или тормоза по одной и той же формуле (57), но с реальным 7И,р коэффициентом запаса ~ = Л4л.шгпЧн где (н н т,, — передаточное чйсло и к.
и. д. от двигателя до фрнкцнона или тормоза. . Расчет фрикционного устройства по удельной работе буксования. Удельной работой буксования та называется отношение найденной работы буксования Са к обшей площади трения га фрнкционного устройства 74=. — кгс м7сма. Для дисковых фрикционов ~б о !.а Гн: = С и.
ТС И ! б = с".и,,1' где Лн, — число паР тРУщихсЯ !!оие(!хиос!ей) с' — площадь одной трущейся поверхности, см'. Удельные работы буксования главных фрикционов, подсчитанные по этой формуле для трагания отечественных танков с места на второй, а тяжелых на пятой передаче, при 7", = 0,06 приведены в табл.
9. Таблица 9 Удельную работу буксования свыше 5 кгс м/см' при проектировании новых фрикционных устройств, работающих «всухую», допускать не следует. Учитывая малые износы и хороший теплоотвод фрнкционов и тормозов, работающих в масле, для них можно допускать большую удельную работу буксования/б=8-:1О кгс м/см', Расчет фрикционного устройства по нагреву. Считая, что вся работа, выделяющаяся в буксующем фрикционе, превращается в х'б тепло, найдем общее количество создаваемо~о тепла 427 Количество тепла !/„ выделяемое на одной паре трущихся поверхностей фрикциона, будет в Е„, раз меньше д, = — . 'с) т ~а.т 1.
При однородных ведущих и ведомых дисках, как, например, во фрикционах отечественных средних танков, любой диск получает д, ккал тепла и нагревается (без учета теплоотвода) на Ьт = — град (где 6~ — вес диска, кг/ С1 — теплоемкость матеЧт атс риала диска, ккал/кгс-'С). 2. При разнородных ведущих и ведомых дисках (рнс. !02), как, например, сделано в главном фрикционе танка ПТ-76, тепло Рис. ! 02. Схема тепловых потоков буксующего фриккиона распределяется между двумя соприкасающимися дисками не по/ « ровну †' = Из производной пропорции найдем ) /~Ст/' Ч ) т~С1"~ у р Ъсх, д,д — — а....— ' Чщ = Ч, с/ю ) ",,СА + Р расту~ где т, и 1,— удельный вес материалов дисков, кгс/мз; С, и Сх — коэффициент теплоемкости материалов дисков, ккал/кгс 'С; и ) х — коэффициент теплопроводиости материалов дисков, ккал/м ч 'С.
Формула заимствована нз теории тенлонерслачн. 219 Удельный вес и теплофизнческне коэффициенты длн основных фрикпнонных материалов приведены в табл. 10. Таблица 1О Удел ьиы 11 нее ! Коэффициенты ккал1(кге ьС1 ~ ккалдм ч 'С) Материал ;, кгл/м' 42 0,11 Сталь 7350 Чугун 7270 0,10 Металлокерамика типа МК-5 О, 165 5700 13,4 0,44 Асбобакелит Асбокаучук типа 6-КФ-31 0,222 1,0 Пластмасса типа К-!5-6 0,315 1300 Средний нагрев дисков за одно включение без учета теплоотвода будет 2 ~У,э 3тг Ат, = н А.г= О,С, О,С.,' где О, и Оа — вес стального ведущего диска и фрикционной накладки ведомого диска, составляющих пару трущихся поверхнос стей; С, и Се†коэффициенты теплоемкости стали и фрикционной накладки.
Температуры нагрева дисков главных фрикционов отечественных танков находятся в пределах 10 †'С (см. табл, 9). Следует заметить, что найденный таким образом средний по объему диска нагрев имеет главным образом сравнительное значение и лишь частично характеризует работоспособность фрикционного 'элемента. Видимо, более по,пнув характеристику температурной напряженности фрикциона может дать мгновенная наибольшая температура на поверхности трения, возникающая в процессе буксования. $6. Особенности прочностных расчетов деталей фрикционов и тормозов Прочность и износоустойчивость зубьев барабанов и дисков оценивается средним напряжением их смятия (рис. 103). Оно подсчитывается аналогично напряжению смятия шлицев, но модульные 220 та размеры эвольвентных зубьев ~ — — радиус начальной окружно- 2 сти, йвпт — высота укороченной в й, раз головки зуба) делают более удобной следующую формулу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
