TP Frenos

Mecanismos y Sistemas del avión
Mecanismos y elementos de Máquinas
Trabajo Práctico: Frenos
Problema 1
Sea el siguiente conjunto de freno para uso en un vehículo (leading-trailing shoe). La
presión de contacto en la cinta de freno no deberá superar 1000 kPa. El material de fricción posee
un coeficiente de fricción de 0,34 ± 0,02. El freno deberá proveer un par de frenado de 550 Nm.
Además se imponen las siguientes condiciones de diseño.
- Las fuerzas actuantes sobre cada zapata tendrán la misma magnitud.
- El ancho de la cinta de freno será el mismo para cada zapata.
- El tambor gira en sentido horario.
Determinar el ancho de la cinta de freno (b), la fuerza actuante (F), la máxima presión de
contacto que actúa sobre cada zapata y las reacciones de vínculo en los pernos donde rotan las
zapatas.
Medidas expresadas en milímetros
Problema 2:
En la figura de la izquierda se observa un freno de tipo doble zapata larga empleado en una grúa,
mientras que en la de la derecha se esquematiza dicho freno y se especifican sus dimensiones.
Considerando:
- d = 48cm
- b = 8cm
- En servicio el eje gira en sentido horario a 200rpm
- Momento de frenado = 1100Nm
- El ángulo de contacto en cada zapata es de 90°
- μ = 0,24
a) Determinar la fuerza F a aplicar y la presión máxima de contacto en cada zapata.
b) ¿La fuerza activa F depende del sentido de giro del eje? Justificar.
Problema 3:
El tambor de un freno con radio de 14 in hace contacto con una zapata corta como se muestra en la
figura y mantiene un par de torsión de 2000 lb.in a 500 rpm El coeficiente de fricción entre el
tambor y la zapata es de 0,35 ± 0,05. Determinar:
-La fuerza normal que actúa sobre la zapata.
-La fuerza de accionamiento W que se requiere cuando el tambor gira en sentido horario
-La fuerza de accionamiento W que se requiere cuando el tambor gira en sentido anti-horario
-El cambio que se requiere en la dimensión de 1,5 in (ver figura) para que ocurra el autobloqueo si
las demás dimensiones no se cambian.
Problema 4:
Una moto de competición requiere frenos de disco para sus ruedas delanteras y se decidió utilizar
dos pastillas anulares por cada rueda con Ri = 3,87 in, Ro = 5,5 in y θ = 25º. Se utilizara un
coeficiente de fricción del material de 0,39 ± 0,02. Cada pastilla es actuada por dos cilindros
hidráulicos de 1,5 in de diámetro cada uno. Cada rueda delantera proveerá un torque de frenado de
13000 lb in
Determinar:
- ¿Qué presión hidráulica será necesaria en los cilindros?
- ¿Cuál será la presión de contacto promedio y la máxima?
Nota: realizar los planteos para presión uniforme y desgaste uniforme.
Problema 5
Para el sistema de tren principal de una aeronave similar al LearJet 35 que se muestra en la figura,
calcular:
a- La fuerza operativa a aplicar por el conjunto de pistones sobre el paquete de discos a partir
del valor de torque de frenado en cada pueda.
b- ¿El material resiste la presión de trabajo?
El número de discos se muestra en el despiece de la derecha.
Nota: Calcular ambos incisos mediante la teoría de presión uniforme y de desgaste uniforme.
Datos:
Torque de frenado por rueda = 550Nm
Dint = 250 mm
Dext = 350 mm
f = 0,45 Carbono - Carbono
Pmáx = 1500 psi
Problema 6:
En una máquina textil, el acople de potencia entre dos ejes se realiza mediante un embrague
cónico similar al de la figura. Para una potencia a transmitir de 15HP, una velocidad de giro de
900 rpm y un coeficiente de rozamiento de 0,28 determinar:
a) La mínima fuerza axial
necesaria.
b) La presión máxima que
soportaran las pastillas.