Способ диагностирования барабанных тормозных механизмов с шарнирно установленными колодками

)4 С 01 М 13/00 фЯ(Ъ.Л" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ модействие с барабаскретные значения е(Д)., определяемогоо наружной поверхприводят во вза ном. Измеряют д поля деформаций по окружности е ности. Определя ыи полите угловые носительноси симдлях одколз аксимальнь метрии тормозного м изм ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ БАРАБАННЫХ ТОРМОЗНЫХ МЕХАНИЗМОВ С ШАРНИРНОУСТАНОВЛЕННЫМИ КОЛОДКАМИ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля диагностирования техническогосостояния тормозных механизмов транспортных средств, Целью изобретенияявляется повышение точности диагностирования путем выявления характераприводных сил и параметров взаимодействия тормозных колодок с барабаном. Для этого тормозные колодки участков поля Д, соответствующи местам шарнирного крепления колодок иконтакта колодок с разжимным кулаком. Определяют смещение максимальных Д относительно оси, перпендикулярной осисимметрии тормозного механизма, для участков, соответствующихсерединам дуг накладок колодок. Определяют угловые смещения точек нулевых Д относительно оси симметрии тормозного механизма. Осуществление операции измерения Д барабана путемопределения поля Д по окружности позволяет повысить точность диагностирования. 9 ил.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для диагностирования технического состояния тормозных механизмов транспортных средств.Цель изобретения - повышение точности диагностирования путем выявления характера приводных сил и параметров взаимодействия тормозных коло-. док с барабаном.На Фиг. 1 изображена структурная схема барабанного тормозного устройства, реализующая предлагаемы способ; на Фиг. 2 - поля деформаций образцового тензометрического барабана при увеличении давления в приводе тормозной системы на фиг. 3 - зависимости деформаций точек по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана от давления в приводе; на Фиг. ч - поля деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана при изменении зазора между накладкой колодок и барабаном; на фиг, 5 - зависимости деформаций точек по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана при изменении зазора между накладкой и барабаном; на Фиг. б поля деформаций по окружности нарукной поверхности образцового тензомгтрического барабана при изменении величины и положения зоны контакта самоотжимной колодки; на Фиг. 7 - зависимость смещения нулевых и максимальных деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана от степени уменьшения площади поверхности образцового тензометрического барабана для накладок с различной кривизной поверхности трения; на фиг. 8 и 9 соответственно поля деформаций по окружности наружной поверхности образ. цового тензометрического барабана и зависимости смещения нулевых деформаций при изменении давления в приводе для колодок с различной кривизной поверхности трения.Способ диагностирования: барабанных тормозных механизмов с самоустанав ливающимися колодками заключается в установке вместо тормозного барабана образцового тензометрического технологического барабана, в приведении во взаимодействие колодок с барабаном, в измерении деформации наружной поверхности барабана, сравнении диагностических измеренных параметровс эталонными и определении состоянияповерхностей трения тормозного механиэма через изменение силовых и кинематических их параметров. Причем измерение деформации наружной поверхности барабана осуществляют путемизмерения дискретных значений его поля деформаций, определяемого по окружности наружной поверхности образцового тенэометрического технологического барабана, затем перед операцией сравнения определяют смещениямаксимальных деформаций относительнооси симметрии тормозного механизмадля участков поля деформаций, соответствующих местам шарнирного крепления колодок и контакта колодок с разжимным кулаком и смещения максимальных деформаций относительно оси, перпендикулярной оси симметрии тормозного механизма для участков поля де формаций, соответствующих серединамдуг накладок самоприжимной и самоотжимной колодок, а также определяютсмещение точек нулевых (минимальных)деформаций ноля деформаций относительно оси симметрии тормозного ме- .50ханиэма.Примером реализации предлагаемогоспособа может служить устройство, выполненное на базе тормозного механизма автомобиля КамАЗ.35Устройство диагностирования тормозного механизма (Фиг. 1) имеет активные 1-20 и компенсационные 21 и22 тенэорезисторы. Активные 1-20 и 40 компенсационные 2 1 и 22 тензорезисторы установлены по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23. При этомпервые десять активных тензорезисторов 1-10 установлены в зоне самоотжимной колодки 24, а другие десятьактивных тензорезисторов 10-20 установлены в зоне самоприжимной колодки 25. Количество активных тензореэисторов 1-20 может быть увеличено,что позволяет дополнительно повыситьточность диагностирования. Компенсационные тензорезисторы 21 и 22 установлены на. недеформируемую часть барабана 23. Выходы активных 1-20 и 55компенсационных 21 и 22 тензорезисторов подключаются по известной схеме (фиг, 1) к входам блока 26 коммутации цифрового тензометрическогомоста ЦТМ, Выход блока 26 коммутации соединен с блоком 27 измерения этого же цифрового тензометрического моста ЦТМ.Образцовый тензометрический технологический барабан 23 установлен на контролируемом тормозном механизме 28 с самоприжимной 25 и самоотжимной 24 колодками. В устройстве могут действовать поля 29 и 30 деформаций, которые определяются зависимостями 31-36, поля 37 и 38 деформаций, которые определяются зависимостями 39-45, поля 46 и 47 деформаций, которые определяются зависимостями 48 и 49 и поля 50 и 51 деформаций, которые определяются зависимостями 52-55. Ось симметрии тормозного механизма 28 проходит между шарнирными креплениями 56 и 57 колодок 24 и 25 и через кулак 58.Для проведения диагностирования образцовый тензометрический барабан 23 устанавливается на контролируемый тормозной механизм 28 (фиг. 1) транспортного средства. При этом выходы тензорезисторов 1-20 подключены к входу блока 26 коммутации. Производится корректировка положения активных тензорезисторов 1-20. Для этого тензорезисторы 1-10, соответствующие самоотжимной колодке 24, и тензорезисторы 11-20, соответствующие самоприжимной колодке 25, выставляются относительно оси симметрии тормозного механизма. Например, как показано на фиг. 1, тензорезистор 10 самоотжимной колодки 24 и тензорезистор 20 самоприжимной колодки 25 находятся на оси симметрии тормозного механизма. После корректировки тензометрического барабана 23 относительно оси симметрии контролируемого тормозного механизма 28 определяются показания тензометрическОго моста при не- нагруженном образцовом тензометрическом барабане 23. Для этого блок 26 коммутации осуществляет коммутацию измерительных каналов, подключая к блоку 27 измерения активные 1-20 и компенсационные 21 и 22 тензорезисторы. При этом каждый активный 1-20 и компенсационный 21 и 22 тензорезисторы подсоединяются по полумостовой схеме. Далее ход штока тормозной камеры (не изображен). тормозного механизма 28 и давление в приводе (не изображен) тормозной системы доводят 5 10ности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 увеличиваются для участков поля деформаций, соответствующих местам шарнирного крепления 56 и 57 колодок 24и 25 с разжимным кулаком 58 (нафиг. 2 - это места установки тензо.датчиков 10, 11 и 12 и 1, 2, 19 и20; на фиг. 3 - это зависимости 31,32 и 33 деформаций от давления вприводе соответственно для тензодатчиков 11, 20 и 1), и деформацииуменьшаются для участков поля деформаций, соответствующих серединам дуг 4 накладок самоприжимной 25 и самоотжимной 24 колодок (на фиг. 2 - этоместа установки тензодатчиков 3-9 и13-18; на фиг. 3 - это зависимости34, 35 и 36 деформаций от давленияв приводе соответственно для тензодатчиков 3, 18 и 9. Такой характерполя деформаций при нагружении получен для определенной установки указанных тензодатчиков по образующейнаРужной поверхности образцового тензометрического барабана 23.При нагружении в результате взаимодействия фрикционных накладок колодок 24 и 25 с барабаном 23 поле де 15 20 25 30 ся до заданных значений. При достижении заданного давления в приводе самоприжимная 25 и самоотжимная 24 колодки прижимаются к внутренней стороне образцового тензометрического барабана 23, тем самым нагружая его.При нагружении образцового тензометрического барабана 23 измеряются показания цифрового тензометрического моста и определяется изменение его показаний для нагруженного и не- нагруженного барабана 23. Изменение показаний цифрового тензометрического моста-пропорционально изменению деформаций (напряжений) по окружности наружной поверхности тензометрического барабана 23, Таким. образом определяется поле деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23.При нагружении напряженно-деформируемое состояние но окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 изменяется (фиг. 2 и 3), При увеличении давления в проводе тормозной системы с О, 15 МПа (поле 29 деформаций на фиг. 2) до давления 0,725 МПа (поле 30 деФормаций) деформации по окруж 1345083формаций имеет характерную форму (Фиг. 2, 4, 6 и 8). Форма поля деформаций для самоприжимной 25 и самоотжимной 24 колодок различна. Форма поля деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 зависит от влияния совокупности Факторов, основные из которых - величина зазоров между парами трения по всей длине фрикционных накладок колодок 24 и 25 и величина поверхности их трения.Изменение зазора между парами трения (соответствующего ненагруженному состоянию барабана 23) в месте установки тензодатчика 1.8 с 0,15 мм (поле 37 деформаций на фиг. 4) до 0,15 мм (поле 38 деформаций на фиг,4) приводит к изменению деформаций по окружности наружной поверхности сбразцового тенэометрического барабана 23. На Фиг, 5 показаны зависимости 39-45 деформаций при изменении зазора между парами трения в месте установки тензодатчика 18 соответственно для тенэодатчиков 11, 20, 1, 18, 3, 13 и 9. Наличие зависимости поля деформаций по окружности наружной поверхности образцового тенэометрического барабана 23 от зазора между поверхностями контакта накладок колодок 24 и 25 и образцового барабана 23 позволяет определить кривизну поверхности фрикционных накладок колодок 24 и 25.На характер изменения формы для деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 оказывает влияние изменение величины площади поверхности трения Фрикционных накладок (фиг. 6 й 7) колодок 24 и 25.На фиг. 6 поле 46 деформаций соответствует полнойоплощади поверхности трения фрикционной накладки самоотжимной колодки 24, поле 47 деформаций - уменьшению площади поверхности трения этой же колодки на 26 . Изменение площади поверхности трения са. - моотжимной колодки 24 в сторону разжимного кулака 58 смещает положение точки нулевой деформации по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 аналогично в сторону.разжимного кулака 58. Максимальная деформация по окружности наружной поверхности об раэцового тензометрического бараба 10 на 23 в случае косинусоидальногозакона распределения давления подлине накладок также смещается в сторону разжимного кулака 58, На фиг.7показаны зависимости положения точекнулевой 48 и максимальной 49 деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрическогобарабана 23 от степени уменьшенияплощади поверхности трения самоотжимной колодки 24,Таким образом, наличие рассмотренных связей между параметрами взаимодействия колодок 24 и 25 тормозногомеханизма 28 и параметрами поля деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 дает возможность определить закон распределения давлений по длине фрикционной накладки колодок 24 и 25 и положение оси ее максимальных давлений. На фиг. 8 показаны поля деформации по окружности на 25 ружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 для накладок с различной кривизной поверхности трения. Поле 50 деформаций соответствует новым неприработанным накладкам, поле 51 деформаций - дляприработанных накладок к внутреннему диаметру образцового тензометрического барабана 23, По характерупредставленных полей деформаций можно с достаточной степенью точности35определить закон распределения давлений по длине фрикционной накладкиколодок 24 и 25 - синусоидальный,косинусоидальный или равномерный, Форма поля деформаций позволяет определить положение оси максимальных дав-лений накладок колодок 24 и 25, которые отсчитываются для участков поля деформаций, соответствующих местам шарнирного крепления колодок 24и 25 и контакта их с разжимным кулаком 58, от оси симметрии тормозного механизма. Для участков поля деФормаций, соответствующих серединам50дуг накладок самоприжимной 25 и самоотжимной 24 колодок, смещение осимаксимальных давлений отсчитываетсяот оси, перпендикулярной оси симметрии тормозного механизма.Анализ параметров поля деформа 55ции по окружности наружной поверхности образцового тенэометрического барабана 23 позволяет определить изменение площади поверхности трения приувеличении давления в приводе тормозной системы. На фиг. 9 показаны зависимости 52-55 смещения точек нулевыхдеформаций от давления в приводе, соответствующих установке самоотжимнойколодки 24 с различной кривизной поверхности трения,Наличие зависимости деформаций поля деформаций по окружности наружнойповерхности образцового тензометрического барабана 23 от давления в приводе (фиг. 2 и 3) позволяет определить величину и характер приводныхсил тормозного механизма 28. Для этого определяются максимальные деформации поля деформаций по окружности наружной поверхности образцового тензометрического барабана 23 при установке на контролируемый тормозной меха 20низм 28 образцовых колодок 24 н 25 спостоянной кривизной поверхности трефния и соблюдение прочих стандартныхусловий - заданное давление в приводе тормозной системь 1, соответствующий ему ход штока тормозной камеры,стандартное положение регулировочньтх эксцентриков тормозных механизмов 28. После измерения максимальныедеформации поля деформаций сравниваются с нормативными эталонными значениями.Формула изобретенияСпособ диагностирования барабанных тормозных механизмов с шарнирно установленными колодками, заключающийся в том, что приводят тормозныеколодоки во взаимодействие с бараба-ном, измеряют деформацию наружной поверхности барабана, сравнивают измеренные диагностические параметры сэталонными и определяют в зависимости от результатов сравнения изменениесиловых и кинематических параметровэлементов контролируемого тормоза,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности диагностирования путем выявления характераприводных сил и параметров взаимодействия колодок с барабаном, в качестве барабана используют образцовый технологический тензометрический барабан, измерение деформации наружной поверхности барабана осуществляют путем измерения дискретныхзначений его поля деформаций, определяемого по окружности его наружнойповерхности, затем перед операциейсравнения определяют угловые смещения максимальных деформаций, соответ-ствующих местам шарнирного крепленияколодок и контакта колодок с разжимным кулаком, и смещения максимальныхдеформаций относительно оси, перпендикулярной оси симметрии тормозногомеханизма, для участков поля деформаций, соответствующих серединам дугнакладок колодок, а также определяютугловые смещения точек нулевых деформаций относительно оси симметриитормозного механизма.Составитель И. Лукинатрова Техред М,Ходанич Корректор, А, Тяско едак Подписиа СССР 42 Тираж 776ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 35, Москва, Ж, Раущска ак ытиинаб., д, 4 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная