Ocena niestabilności termosprężystej hamulców ciernych w oparciu o kryterium dopuszczalnego odkształcenia osiowego tarczy hamulca

Ciepło generowane w hamulcach mechanicznych wywołuje odkształcenia termosprężyste tarcz hamulcowych, co prowadzi do zmiany rozkładu nacisków na powierzchniach ciernych tarcz. To wzajemnie powiązane ze sobą oddziaływanie prowadzi do wytworzenia tzw. gorących plam, jeżeli początkowa prędkość hamowania jest wystarczająco wysoka. Tak opisany proces nazywa się niestabilnością termosprężystą. W artykule przedstawiono zastosowanie metody elementów skończonych (MES) do modelowania tego procesu w hamulcach tarczowych maszyn wyciągowych. Przedstawiono wpływ wybranych parametrów konstrukcyjnych (grubość tarczy) i materiałowych tarczy (współczynnika rozszerzalności cieplnej, przewodności cieplnej i modułu sprężystości) na wartość prędkości krytycznej. Jako kryterium oceny przejścia ze sfery stabilności do niestabilności przyjęto kryterium dopuszczlnego odkształcenia osiowego tarczy hamulca.

---

The heat generated in mechanical brakes causes thermoelastic distortion of disc and affects the distribution of contact pressure. This interaction is unstable if the sliding speed is sufficiently high leading eventually to the development of hot spots. The phenomenon is reffered to as frictionally-excited thermoelstic instability or TEI. This paper describes application of finite element modelling of the phenomenon in mining winding machine friction disc Breakes. The effects of friction material properties, disc material properties and disc thickness on the criterial speed were investigated. The most influential property was found to be the thermal expansion coefficient of disc material. As the criterion for stability/instability evaluation the axial disc diistortion-rise limit was applied in the finite element analysis.