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1
Mecanismos y Sistemas de
Aeronaves
Mecanismos y Elementos de
Máquinas
NOTAS SOBRE FRENOS
Ing Pablo Ringegni
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2
TIPOS DE FRENO
Ilustración 1
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3
A.- DE CINTA O BANDAS
B.- DE TAMBOR
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4
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5
C.- FRENOS CÓNICOS
D.- FRENOS DE DISCO
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6
E.- FRENOS DE DISCO COMPLETO
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7
F.- FRENOS DE ZAPATA CORTA
Figura 1
ACCIONAMIENTO MECÁNICO
NEUMÁTICO ó HIDRÁULICO
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8
MATERIALES DE REVESTIMIENTO Y DE FRICCIÓN
REMACHADO METODOS DE UNIÓN
PEGADO
CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO
TORQUE REQUERIDO
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9
Frenos Industriales
Frenos de autos
Donde:
Ó
a = tasa de desaceleración.
b = Porcentaje de desaceleración.
W = peso auto.
r = radio de la rueda.
td = t delay conductor + sistema de frenos.
ENERGÍA DE DISIPACIÓN
Frenos Industriales
s
f
t
IT
0
100
b
g
a
g
rWT
ds tt
Va
0
dVs
Va
0
2
0
2
22
02
1fIE
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10
Donde:
Frenos de vehículos
Donde:
C = calor específico
Fm
BTU
ºmin3
Ar = Área de superficie radiante [m2]
60
2 n
min60
BtuSEHAV
22
02
1fVV
g
WE
min
BtuATcH rd
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11
CONSIDERACIONES DE TEMPARATURA
Para frenos de disco
Donde: hr, fv y hc se obtienen de gráficos, fv es factor de
ventilación.
Td = Temperatura del disco.
Ta = Temperatura del conjunto adyacente.
A = área.
mc
ET
adcvrdis TTAhfhH
min60
BtuSEHdis
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12
PROYECTO DE FRENOS
FRENOS DE CILINDRO Ó TAMBOR A ZAPATAS LARGAS
sen
sen
PP
máx
n max
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13
ANÁLISIS DE FUERZAS Y MOMENTOS
dr bPn dN
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14
Donde
.
b = ancho de cinta.
dsenr b)(sen
PdN
max
max
dNf dfn
dS dr
ndfr dT
dsensen
rbPfdNfrT
máx
máx
2
1
2
21
2
coscos
máx
máx
sen
rbPfT
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15
Los momentos que actúan sobre la zapata
respecto del pivote A son Mf , Mn , MF.
Momento de frenado
Momento de fricción
Momento Normal
cfMF
)cos( ardNfM f
2
1
)cos(
darsensen
rbPfM
máx
máxf
2
1
2
dsensen
arbPsendNaM
máx
máxN
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16
Luego planteando el equilibrio:
MF + Mf – MN = 0 =>
Reacciones en el pasador A
FRENO DE BANDAS Ó CINTAS
c
MMF
fN
xFdNsenfdN cos Rx
yFdNfsendN cos R y
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17
feP
P
2
1
0 aP C P - lQM 12A
221
DPPT
Db
Pp
2
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18
FRENOS ZAPATA CORTA
Respecto de C
Caso autoenergizante.
a
e
c
l
PDbQ
f 2
max
0 dP-dP dW 314
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19
El par de torsión, es:
Respecto de D
Caso desenergizante (signos contrarios)
13
4
dd
dW
P
13
4
dd
dW
rrPT
0 dPdP dW- 324
23
4
dd
dW
P
23
4
dd
dW
rT
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20
FRENO POR CONO DE ROCE
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21
Desgaste uniforme
Relación entre Torque T y la fuerza aplicada
2/
2/
22D
d
drrpfsen
T
22
8dD
sen
dpfT máx
dDdp
F máx
2
dDsen
fFT
4
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22
Presión uniforme
22
4dD
pF máx
33
12dD
sen
pfT máx
22
33
3 dD
dD
sen
fFT
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23
FRENOS DE DISCO
1) Frenos de disco completo y Multidisco
Suponiendo desgaste uniforme
dDdp
F máx
2
pmáx NdD
dpfT
22
8
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24
Donde
Np : número de pares de caras de contacto.
Suponiendo presión uniforme
Donde
Np : número de pares de caras de contacto.
pNdDfF
T
4
22
4dD
pF máx
pmáx NdD
pfT
33
12
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25
2) Freno a pastilla ó disco
pNdD
dDfFT
22
33
3
eRfFT
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26
Para presión uniforme
Para desgaste uniforme
Con:
20RR
R iefectivo
2
22
0 iav
RRpF
iimáx RRRpF 0
22
0
33
0
3
2Re
i
i
RR
RR
i
i
máx
prom
RR
R
p
p
0
2