vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2024_1_248vrgup-286Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGАнализ неустановившихся процессов в тормозном устройстве дисково-колодочного типа при торможенииAnalysis of unsteady processes in the braking device disc-pad type when brakingЯицковИ. А.YaitskovI. A.

Иван Анатольевич Яицков, доктор технических наук, профессор, декан

электромеханический факультет; кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Ростов-на-Дону

Ivan Anatolievich Yaitskov, Doctor of Engineering Sciences, Professor, Dean

Electromechanical Faculty; Chair «Car and Car Facilities»

Rostov-on-Don

yia@rgups.ruПоляковП. А.PolyakovP. A.

Павел Александрович Поляков, кандидат технических наук, доцент

кафедра «Транспортные процессы и технологические комплексы»

Краснодар

Pavel Alexandrovich Polyakov, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

Chair «Transport Processes and Technological Complexes»

Krasnodar

polyakov.pavel88@mail.ruФедотовЕ. С.FedotovE. S.

Евгений Сергеевич Федотов, старший преподаватель

кафедра «Транспортные процессы и технологические комплексы»

Краснодар

Evgeny Sergeevich Fedotov, Senior Lecturer

Chair «Transport Processes and Technological Complexes»

Krasnodar

avtoru2009@mail.ruТагиевР. С.TagievR. S.

Руслан Суфудинович Тагиев, аспирант

кафедра «Транспортные процессы и технологические комплексы»

Краснодар

Ruslan Sufadinovich Tagiev, Postgraduate Student

Chair «Transport Processes and Technological Complexes»

Krasnodar

usytagiev@mail.ruДедусенкоР. Н.DedusenkoR. N.

Роман Николаевич Дедусенко, магистрант

кафедра «Транспортные процессы и технологические комплексы»

Краснодар

Roman Nikolayevich Dedusenko, Master`s Degree Student

Chair «Transport Processes and Technological Complexes»

Krasnodar

roma.dedusenko@mail.ruРостовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)Rostov State Transport University (RSTU)Кубанский государственный технологический университет (КубГТУ)Kuban State Technological University (KubSTU)20243003202401248260Copyright © Яицков И.А., Поляков П.А., Федотов Е.С., Тагиев Р.С., Дедусенко Р.Н., 20242024Яицков И.А., Поляков П.А., Федотов Е.С., Тагиев Р.С., Дедусенко Р.Н.Yaitskov I.A., Polyakov P.A., Fedotov E.S., Tagiev R.S., Dedusenko R.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/286

   Представлена математическая модель неустановившихся процессов торможения на уровне системы «прижимающий элемент – тормозная колодка – тормозной диск».

   Особенностью данной модели является учет расположения прижимающих элементов, геометрических размеров тормозной колодки и прижимающих элементов на изменения угловых и линейных колебаний тормозной колодки при взаимодействии с рабочей поверхностью тормозного диска.

   Основными параметрами, оценивающими нестационарный процесс взаимодействия, являются углы тангажа и рыскания разных краев тормозной колодки, что наглядно продемонстрировано на сравнительных диаграммах суммарных колебаний верхнего и правого углов тормозной колодки, их ускорений и инерционной нагрузки при торможении.

   Анализ диаграммы инерционной нагрузки показывает, что верхний угол больше подвержен отрыву края колодки от рабочей поверхности диска при условии меньшей частоты вынужденных колебаний, тогда как большая частота вынужденных колебаний в нижнем крае колодки не повышает риск отрыва ее от поверхности диска в процессе взаимодействия. В целом математическая модель позволяет анализировать нестационарный процесс взаимодействия с учетом нагружения колодки, расположения и геометрических параметров прижимающего механизма тормозного устройства дисково-колодочного типа.

   The paper presents a mathematical model of unsteady braking processes at the level of the “pressing element – brake pad – brake disc” system.

   A feature of this model is that it provides the location of the pressing elements, the geometric dimensions of the brake pad and the pressing elements for changes in the angular and linear vibrations of the brake pad when they interact with the working surface of the brake disc.

   The main parameters that evaluate the non-stationary interaction process are the pitch and lateral movement angles of different edges of the brake pad, which is clearly demonstrated in comparative diagrams of the total vibrations of the upper and right corners of the brake pad, their accelerations and inertial load during braking.

   Analysis of the inertial load diagram shows that the upper corner is more susceptible to separation of the pad edge from the working surface of the disc, provided that the frequency of forced vibrations is lower, while the higher frequency of forced vibrations in the lower edge of the pad does not increase the risk of its separation from the surface of the disc during interaction. In general, the mathematical model makes it possible to analyze the non-stationary interaction process with the pad loading, the location and geometric parameters of the pressing mechanism of a disc-pad type brake device.

торможениеугловые колебаниеугловые ускорениетангажрысканиеинерционная нагрузкатормозная колодкаbrakingangular oscillationangular accelerationpitchlateral movementinertial loadbrake padReferencesСкачков, А. Н. Обоснование направлений расчетно-экспериментальных работ по внедрению метода управления параметрами изгибных колебаний кузовов пассажирских вагонов / А. Н. Скачков // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 4 (88). – С. 217–226. – DOI: 10.46973/0201-727X_2022_4_217.Skachkov, A. N. Substantiation of the directions of computational and experimental work on the introduction of a method for controlling the parameters of bending vibrations of passenger car bodies / A. N. Skachkov // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2022. – No. 4 (88). – P. 217–226. – DOI: 10.46973/0201-727X_2022_4_217.Волков, И. В. К расчету изгибных колебаний кузова трехтележечного рельсового экипажа / И. В. Волков, Ю. П. Булавин, П. Ю. Коновалов // Тенденции развития науки и образования. – 2020. – № 64–2. – С. 67–70. – DOI: 10.18411/lj-08-2020-50.Volkov, I. V. To the calculation of bending vibrations of the body of a three-wheeled rail carriage / I. V. Volkov, Yu. P. Bulavin, P. Yu. Konovalov // Trends in the development of science and education. – 2020. – No. 64–2. – P. 67–70. – DOI: 10.18411/lj-08-2020-50.Яицков, И. А. Продольная динамика транспортного средства при торможении / И. А. Яицков, П. А. Поляков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2022. – № 10. – С. 410–419. – DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-410-420.Yaitskov, I. A. Longitudinal dynamics of a vehicle under braking / I. A. Yaitskov, P. A. Polyakov // Izvestiya Tula State University. Technical sciences. – 2022. – No. 10. – P. 410–419. – DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-410-420.Kulkarni, A. Impact of Design Factors of Disc Brake Rotor on Braking Performance / A. Kulkarni, R. Mahale // International Journal of Engineering and Technical Research. 2020. – Vol. 9 (6). – P. 1160–1167. – DOI: 10.17577/IJERTV9IS060817.Kulkarni, A. Impact of Design Factors of Disc Brake Rotor on Braking Performance / A. Kulkarni, R. Mahale // International Journal of Engineering and Technical Research. 2020. – Vol. 9 (6). – P. 1160–1167. – DOI: 10.17577/IJERTV9IS060817.Fritz, G. J.-J. Effects of damping on brake squeal coalescence patterns – application on a finite element model / G. J.-J. Fritz, J.-M. Sinou, L. J. Duffal // Mechanics Research Communications. – 2007. – Vol. 34. – No. 2. – P. 181–190.Fritz, G. J.-J. Effects of damping on brake squeal coalescence patterns – application on a finite element model / G. J.-J. Fritz, J.-M. Sinou, L. J. Duffal // Mechanics Research Communications. – 2007. – Vol. 34. – No. 2. – P. 181–190.Поляков, П. А. Определение положения центра давления в системе «прижимающий элемент – тормозная колодка – тормозной диск» / П. А. Поляков // Транспортное, горное и строительное машиностроение : наука и производство. – 2022. – № 16. – С. 62–69. – DOI: 10.26160/2658-3305-2022-16-62-69.Polyakov, P. A. Determination of the position of the pressure center in the system "clamping element – brake pad – brake disc" / P. A. Polyakov // Transport, mining and construction engineering : science and production. – 2022. – No. 16. – P. 62–69. – DOI: 10.26160/2658-3305-2022-16-62-69.Поляков, П. А. Влияние конструкции прижимающих механизмов тормоза дисково-колодочного типа на колебания, возникающее в контакте фрикционного узла / П. А. Поляков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2022. – № 5. – С. 408–420. – DOI: 10.24412/2071-6168-2022-5-408-420.Polyakov, P. A. The influence of the design of the clamping mechanisms of the disc-block type brake on vibrations arising in contact with the friction unit / P. A. Polyakov // Izvestiya Tula State University. Technical sciences. – 2022. – No. 5. – P. 408–420. – DOI: 10.24412/2071-6168-2022-5-408-420.Поляков, П. А. Продольная динамика автопоездов при торможении / П. А. Поляков // Транспортное, горное и строительное машиностроение : наука и производство. – 2022. – № 17–1. – С. 65–74. – DOI: 10.26160/2658-3305-2022-17-65-74.Polyakov, P. A. Longitudinal dynamics of road trains under braking / P. A. Polyakov // Transport, mining and construction engineering : science and production. – 2022. – No. 17–1. – P. 65–74. – DOI: 10.26160/2658-3305-2022-17-65-74.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.