1

Mecanismos y Sistemas de

Aeronaves

Mecanismos y Elementos de

Máquinas

NOTAS SOBRE FRENOS

Ing Pablo Ringegni

2

TIPOS DE FRENO

Ilustración 1

3

A.- DE CINTA O BANDAS

B.- DE TAMBOR

4

5

C.- FRENOS CÓNICOS

D.- FRENOS DE DISCO

6

E.- FRENOS DE DISCO COMPLETO

7

F.- FRENOS DE ZAPATA CORTA

Figura 1

ACCIONAMIENTO MECÁNICO

NEUMÁTICO ó HIDRÁULICO

8

MATERIALES DE REVESTIMIENTO Y DE FRICCIÓN

REMACHADO METODOS DE UNIÓN

PEGADO

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

TORQUE REQUERIDO

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

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

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

12

PROYECTO DE FRENOS

FRENOS DE CILINDRO Ó TAMBOR A ZAPATAS LARGAS

sen

sen

PP

máx

n max

13

ANÁLISIS DE FUERZAS Y MOMENTOS

dr bPn dN

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

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

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

17

feP

P

2

1

0 aP C P - lQM 12A

221

DPPT

Db

Pp

2

18

FRENOS ZAPATA CORTA

Respecto de C

Caso autoenergizante.

a

e

c

l

PDbQ

f 2

max

0 dP-dP dW 314

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

20

FRENO POR CONO DE ROCE

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

22

Presión uniforme

22

4dD

pF máx

33

12dD

sen

pfT máx

22

33

3 dD

dD

sen

fFT

23

FRENOS DE DISCO

1) Frenos de disco completo y Multidisco

Suponiendo desgaste uniforme

dDdp

F máx

2

pmáx NdD

dpfT

22

8

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

25

2) Freno a pastilla ó disco

pNdD

dDfFT

22

33

3

eRfFT

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