Štúdia sa zaoberá termickou analýzou brzdového systému pracovného stroja vyššej výkonovej kategórie. Stručne opisuje experimentálne merania na skúšobnom zariadení. Výsledky merania sú uplatniteľné pri cyklicky pracujúcich poľnohospodárskych a stavebných strojoch.

Proces brzdenia

Objektom analýzy je lamelová brzda pracovného stroja, umiestnená v náboji kolesa, obr. 1. Brzdový mechanizmus sa ovláda pomocou hydraulických prvkov. Pri procese brzdenia sa mení pohybová energia prostredníctvom trenia na teplo. Teplo vzniknuté pri brzdení sa po ukončení brzdenia odvádza olejom prúdiacim medzi uvoľnenými trecími lamelami a odovzdáva sa cez skriňu do okolia.

Obr. 1. Umiestnenie lamelovej brzdy v náboji kolesa

Opis merania

Meranie sa uskutočnilo na testovacom zariadení brzdového systému a účinnosti bŕzd značky Greening a meracej aparatúry Hottinger. Meranú jednotku tvorila pripojovacou prírubou uzavretá polovica nápravy s nábojovou zostavou uloženou na ložiskách, obr. 2. Účinok vonkajšieho chladenia bol simulovaný prúdom vzduchu privedeným potrubným systémom s prierezom 0,6 x 0,4 m. Oteplenie bolo merané snímačmi teploty umiestnenými v otvoroch s priemerom 3 mm a hĺbkou 50 mm v oddeľovacom kotúči. Teplotu oleja, vstupujúceho do chladiča a vystupujúceho z neho, snímali platinové termočlánky.

Obr. 2. Skúšobné zariadenie brzdového systému

Výsledky merania

Graf na obr. 3 predstavuje závislosť počtu možných zabrzdení za hodinu z rôznych rýchlostí pohybu pracovného stroja (10, 20, 30 a 40 km/h) a teploty meranej na stene náboja kolesa. Treba poznamenať, že pri komplexnom meraní systému sa ukázala proporcionalita teploty povrchu steny a teploty meranej v oddeľovacom kotúči pri ustálených a stacionárnych podmienkach. (Acta Mechanica Slovaca, 2014). Doba jednotlivých brzdení bola 2 sekundy.

Ohriatie, merané na povrchu steny, na 55 °C nastane pri 5 zabrzdeniach za hodin uz rýchlosti 40 km/h. Z 30 km/h dosiahne povrch náboja túto teplotu po 9 zabrzdeniach za hodinu, z 20 km/h po 22 zabrzdeniach a z 10 km/h rýchlosti do úplného zastavenia po 76 zabrzdeniach za hodinu.

Na 120 °C sa zohreje stena náboja kolesa po 17 zabrzdeniach z rýchlosti 40 km/h, po 28 zabrzdeniach z rýchlosti 30 km/h, po 68 zabrzdeniach z rýchlosti 20 km/h a po 205 zabrzdeniach za hodinu z rýchlosti 10 km/h.

Obr. 3. Závislosť počtu zabrzdení a teploty

Záver

Na základe analýzy výsledkov merania možno získať informácie na nasadenie cyklicky pracujúcich strojov na konkrétne pracovné technológie. Výkonnosť týchto strojov závisí od objemu pracovného nástroja a dĺžky trvania cyklu. Pri znalosti a akceptovaní týchto pomerov pri plánovaní pracovného výkonu možno predchádzať predčasnému poškodeniu stroja, resp. jeho poruche.

M. Menyhártné Baracskai, Ing., PhD.,
Széchenyi István Egyetem, Győr