Интегрирование дифференциального уравнения теплопроводности для определения тепловой нагруженности дискового тормоза шахтного локомотива

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Авторы:

А.Г. Моня, кандидат технических наук, доцент, Национальная металлургическая академия Украины, доцент кафедры высшей математики, г. Днепропетровск, Украина

Реферат:

Цель. Аналитически найти температурное поле, возникающее в основных элементах дискового тормоза шахтного локомотива, как функцию времени и координат при выполнении фрикционных накладок в виде кольцевого сектора. Это позволит проводить численные расчеты температуры в любой точке тормозного диска и фрикционных накладок при различных режимах торможения шахтного локомотива дисковым тормозом.

Методика. При теоретическом определении температуры элементов тормозного устройства наиболее высокую точность дают методы, основанные на аналитическом решении уравнения теплопроводности. Приведено аналитическое решение задачи о нахождении температурного поля, возникающего в тормозном диске и фрикционных накладках, выполненных в виде кольцевого сектора, дискового тормоза шахтного локомотива как функции времени и координат. Для аналитического решения дифференциального уравнения теплопроводности в цилиндрических координатах использованы интегральные преобразования Лапласа, Ханкеля с применением теории обобщенных переменных и метода подобия.

Результаты. Данное решение позволяет проводить численные расчеты температуры в любой точке тормозного диска и фрикционных накладок при различных режимах торможения шахтного локомотива дисковым тормозом и может быть использовано при выборе рациональных параметров и разработке новых конструкций тормозных систем.

Научная новизна. Впервые получено аналитическое решение задачи нестационарной теплопроводности о нахождении температурного поля, возникающего в тормозном диске и фрикционных накладках дискового тормоза шахтного локомотива при выполнении накладок в виде кольцевого сектора, на основании которого найдена зависимость относительной температуры на поверхности трения тормозного диска от времени при циклическом торможении.

Практическая значимость. Показано, что максимальная температура на поверхности трения диска, достигаемая в конце торможения, стабилизируется, начиная с третьего цикла, включающего в себя торможение до полной остановки и разгон. При исходных данных, соответствующих реальным условиям работы дискового тормоза шахтного локомотива, максимальная температура на поверхности трения диска не превышает 72% от допустимого значения.

Список литературы / References

1. Александров М.П. Грузоподъемные машины: учебн. [для студ. высш. учебн. зав.] / Александров М.П. – М.: Высшая школа, 2000. – 552 с.
Aleksandrov, M.P. (2000), Gruzopodyemnye mashiny [Load-Lifting Machines], textbook, Vysshaya shkola, Moscow, Russia.

2. Димніч А.Х. Теплопровідність: навч. посібн. [для студ. вищ. навч. закл.] / А.Х. Димніч, О.А. Троянський. – Донецьк: Донбас, 2003. – 370 с.
Dymnich, A.Kh. and Troianskyi, O.A. (2003), Teploprovidnist [Thermal Conductivity], manual for students of higher school, Donbas, Donetsk, Ukraine.

3. Белобров В.И. Тормозные системы шахтных подъемных машин / Белобров В.И., Абрамовский В.Ф., Самуся В.И. - К.: Наук. думка, 1990. - 176 с.
Belobrov, V.I., Abramovsky, V.F. and Samusya, V.I. (1990), Tormoznye sistemy shakhtnykh podyemnykh mashyn [Brake Systems of Mine Hoist Engines], Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.

4. Моня А.Г. Тепловой режим дискового тормоза шахтного локомотива / Моня А.Г. // Металлургическая и горнорудная промышленность.- 2003.- №4.- С. 99–102.
Monia, A.G. (2003), “Thermal mode of a disk brake of the mine locomotive”, Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost, no.4, pp. 99–102.

5. Луканин В.Н. Теплотехника: учебн. [для студ. высш. учебн. зав.] / Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. – М.: Высшая школа, 1999. – 671 с.
Lukanin, V.N., Shatrov, M.G. and Kamfer, G.M. (1999), Teplotekhnika [Heat Engineering], textbook, Vysshaya Shkola, Moscow, Russia.

6. Чичинадзе А.В. Основы трибологии (трение, износ, смазка): учебн. [для студ. высш. учебн. зав.] / Чичинадзе А.В., Браун Э.Д., Буше Н.А. – М.: Машиностроение, 2001. – 664 с.
Chichinadze, A.V., Braun, E.D. and Bushe, N.A. (2001), Osnovy tribologii (treniye, iznos, smazka) [Bases of Tribology (Friction, Wear, Oil)], textbook for students of higher school, Mashinostroenie, Moscow, Russia.

7. Тихонов А.Н. Уравнения математической физики / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. – М.: МГУ, 1999. – 798 с.
Tikhonov, A.N. and Samarskyi, A.A. (1999), Uravneniya matematicheskoy fiziki [Equations of Mathematical Physics], MGU, Moscow, Russia.

8. Кафтанова Ю.В. Специальные функции математической физики / Кафтанова Ю.В. – Харьков: Новое слово, 2009. – 596 с.
Kaftanova Yu.V. (2009), Spetsyalnye funktsii matematicheskoy fiziki [Special Functions of Mathematical Physics], Novoe slovo, Kharkiv, Ukraine.

9. Эйдерман В.Я. Основы теории функций комплексного переменного и операционного исчисления / Эйдерман В.Я. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 256 с.
Eiderman, V.Ya. (2002), [Bases of the Theory of Functions of Complex Variable and Operational Calculation], FIZMATLIT, Moscow, Russia.

Files:
monia
Date 2013-07-14 Filesize 330.06 KB Download 875

Посетители

3411281
Сегодня
За месяц
Всего
428
30887
3411281

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по разделам Горная механика Интегрирование дифференциального уравнения теплопроводности для определения тепловой нагруженности дискового тормоза шахтного локомотива