Diseño de Frenos

DAPTACIÓN DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS CURSO: DISEÑO Y A DAPTACIÓN TEMA: DISEÑO DE FRENOS

INTRODUCCIÓN Se llam llama a fren freno o a todo todo d!" d!"o! o!t t# #o o $a"a $a"a%% de mod mod&$ &$a ar el e!ta e!tado do de mo#mento de 'n !!tema me$(n$o medante fr$$)n* "'dendo n$l'!o dete detene nerl rlo o $om" $om"le leta tame ment nte* e* a+!o a+!or+ r+e end ndo o la ener ener,,-a a $n. $n.t t$a $a de !'! !'! $om"onente! / tran!form(ndola en ener,-a t.rm$a0 El freno e!t( re#e!tdo $on 'n materal re!!tente al $alor 1'e no !e de!,a!ta $on fa$ldad* no !e al!a / no !e #'el#e re!+alad%o0 Lo! Lo! freno freno!! !on !!tem !!tema! a! me$( me$(n$ n$o! o! 1'e medan medante te ro%am ro%amen ento to "ermt "ermten en re,'lar la #elo$dad de mo#mento de (r+ole! / otro! elemento!* +en d!mn'/.ndola o +en manten.ndola0 S'! "rn$"o! de $(l$'lo !on !eme2ante! a lo! de lo! em+ra,'e!* ! +en !'! $ara$t $ara$ter er-!t -!t$a $a!! $on!tr $on!tr'$t '$t#a #a!! / al,'no al,'no!! de lo! "rn$ "rn$"o "o!! de $(l$'l $(l$'lo o 3an 3an 3e$3 3e$3o o $on# $on#en ene ent nte e trat tratar arlo lo!! en tema tema a"ar a"arte te00 Se "'ed "'ede e de$ de$rr 1'e 1'e 'n em+ra,'e $one$ta do! elemento! en mo#mento mentra! 1'e 'n freno $one$ta 'na "arte m)#l $on otra &2a0 El tra+a2o de fr$$)n 1'e ,eneran "or la a"l$a$)n de 'na f'er%a* "rod'$e #ara$)n de la ener,-a del (r+ol / !e man&e!ta "or 'n a'mento en la tem"erat'ra del freno 1'e e! "re$!o elmnar de forma r("da "ara m"edr !o+re$alentamento! !o+re$alentamento! 1'e "'eden lle,ar a n'tl%ar el freno0 freno0

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FACULTAD DE IN4ENIERIA A4RICOLA 5 FIA

CURSO: DISEÑO Y A DAPTACIÓN DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS TEMA: DISEÑO DE FRENOS

DISEÑO DE FRENOS FUNCIONAMIENTO DE LOS FRENOS Lo! freno! detenen el a'tom)#l al "re!onar 'n materal de alta fr$$)n 6"a!tlla! o +alata!7 $ontra lo! d!$o! o lo! tam+ore! de 3erro atornllado! a la r'eda* / 1'e ,ran $on ella0 E!ta fr$$)n red'$e la #elo$dad del a'tom)#l 3a!ta detenerlo0

COMPONENTES BÁSICOS         

Pedal de freno Refor%ador de "oten$a 6+o!ter 8 !er#o freno7 Clndro mae!tro L-nea! /8o t'+er-a! de freno! 9(l#'la de $om+na$)n S!tema de freno de d!$o S!tema de freno de tam+or L'% de ad#erten$a de freno 6Conm'tador de l'% !to"7 Freno de e!ta$onamento

CLASIFICACIÓN DE LOS FRENOS Q'2ada!

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Conta$to

Q'2ada! en Dentada! A;al

Fr$$)n Me$(n$o

METODO DE ACOPLAMIENT

C)n$a

Ne'm(t$o e 3dr('l$o El.$tr$o

Radal

De rodllo! So+re mar$3a o de 'na #-a

De '?a! De re!orte

A'tom(t$o

Part-$'la! Ma,n.t$o

@!t.re!! Corrente!

A$o"lamento +a!e >'do

Fl'do! !e$o! @dr('l$o!

TIPOS DE FRENOS 1. FRENO DE TAMBOR:

E!to! d!"o!t#o! e!t(n $on!tt'do! "or 'na %a"ata 1'e o+l,a a entrar en $onta$to $on 'n $lndro !oldaro al e2e $'/a #elo$dad !e "retende $ontrolar* la %a"ata !e $on!tr'/e de forma tal 1'e !' !'"er&$e :tl* re$'+erta de 'n materal de fr$$)n* $al%a "erfe$tamente !o+re el tam+or0 Una #e% m(!* al for%ar!e el $onta$to entre %a"ata / tam+or* la! f'er%a! de fr$$)n ,enerada! "or el de!l%amento entre am+a! !'"er&$e! "rod'$en el "ar de frenado0 Zapatas: Son +lo1'e! de madera o metal 1'e "re!ona $ontra la llanta de

'na r'eda medante 'n !!tema de "alan$a!* e;!ten do! t"o! 1'e !on<  

De f'nd$)n0 Com"'e!ta!0

E!te t"o de freno $on!ta de 'n tam+or* "or lo ,eneral real%ado en 3erro f'nddo* !oldaro al $'+o de la r'eda* en $'/o nteror* al "!ar lo! freno!* !e e;"anden 'na! %a"ata! de fr$$)n en forma de =C= 1'e "re!onan $ontra la

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!'"er&$e nterna del tam+or0 Ya no !e 'tl%an en el tren delantero de lo! $o$3e! moderno!* 1'e e! el 1'e !o"orta el ma/or e!f'er%o en la frenada* "or1'e "re!entan de!#enta2a! a la 3ora de d!"ar el $alor* / "or1'e al !er m(! "e!ado! 1'e lo! freno! de d!$o "'eden "rod'$r efe$to! ne,at#o! en la dre$$)n del #e3-$'lo0 S- !e 'tl%an $on fre$'en$a en el e2e "o!teror de m'$3o! #e3-$'lo!* $om+nado! $on d!$o! delantero!0 a. Partes Del Fren De Ta!"r:  Tam+or del freno  a"ata  Re!orte! de retorno de la! %a"ata!  Plato de an$la2e  Ca+le de a2'!te  P!t)n 3dr('l$o  Clndro de r'eda #. FRENO DE DISCOS

Se $om"onen de 'n d!$o montado !o+re el $'+o de la r'eda* / 'na morda%a $olo$ada en la "arte e;terna $on "a!tlla! de fr$$)n en !' nteror* de forma 1'e* al a"l$ar lo! freno!* la! "a!tlla! "re!onan am+a! $ara! del d!$o a $a'!a de la "re!)n e2er$da "or 'na !ere de "!tone! de!l%ante! !t'ado! en el nteror de la morda%a0 La morda%a "'ede !er &2a / $on do! "!tone!* 'no "or $ada $ara del d!$o0 Pero tam+.n e;!ten morda%a! m)#le!* 1'e "'eden !er o!$lante!* >otante! o de!l%ante!* a'n1'e en lo! tre! $a!o! f'n$onan de la m!ma manera< la morda%a !e m'e#e o "#ota de forma 1'e la a$$)n de lo! "!tone!* $olo$ado! !)lo a 'n lado* de!"la%a tanto la morda%a $omo la "a!tlla0 Son m(! l,ero! 1'e lo! freno! de tam+or / d!"an me2or el $alor* "'e! lo! d!$o! "'eden !er #entlado!* +en formado! "or do! d!$o! 'ndo! entre !- de2ando en !' nteror ta+1'e! de refr,era$)n* +en $on taladro! tran!#er!ale! o n$l'!o am+a! $o!a!0 La ma,en m'e!tra 'n freno de d!$o el $'al f'n$ona a +a!e de fr$$)n "or lo 1'e !' fa+r$a$)n de+e !er de alta $aldad / lo! materale! de+en tener determnada! $ara$ter-!t$a! lo 1'e m(! adelante !e anal%ara Este sistema de frenado tiene las siguientes ventajas:



No !e $r!tal%an* /a 1'e !e enfr-an r("damente0 C'ando el rotor !e $alenta / !e dlata* !e 3a$e m(! ,r'e!o*



a'mentando la "re!)n $ontra la! "a!tlla!0 Tene 'n me2or frenado en $ond$one! ad#er!a!* $'ando el rotor



de!e$3a a,'a / el "ol#o "or a$$)n $entr-f',a0

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Por otra "arte* la! de!#enta2a! de lo! freno! de d!$o* $om"arado! $on lo! de tam+or* !on 1'e no tenen la llamada a$$)n de !er#o o de a'mento de "oten$a* / !'! "a!tlla! !on m(! "e1'e?a! 1'e la! %a"ata! de lo! freno! de tam+or* / !e ,a!tan m(! "ronto0 a. Frens $e $%s& &erra$:

El d!$o !e alo2a !e alo2a en 'n $(rter !oldaro a la r'eda0 El a"rete !e efe$t:a !o+re #aro! !e$tore! re,'larmente re"artdo! !o+re la "erfera* el frenado !e o+tene "or la !e"ara$)n de do! d!$o!* $ada 'no de lo! $'ale! !e a"l$a $ontra la $ara nterna $orre!"ondente del $(rter ,ratoro0 ". Fren $e $%s& e'ter%r:

El d!$o e! !oldaro del (r+ol o de la r'eda0 El a"rete !e efe$t:a medante 'n !e$tor lmtado / rodeado "or 'no! e!tr+o!* en el nteror de lo! $'ale! !e de!"la%an 'no! to"e! de fr$$)n0 El frenado con discos se puede realizar mediante:

f'eron de a$ero* a3ora !'elen !er de f'nd$)n0  Pastillas: S'elen !er de alea$one! de $o+re* e!to! elemento! de 

Discos: In$almente

frenado !e $olo$an en la r'eda dre$tamente o en el $'er"o del e2e0 Las ventajas e inconvenientes, frente al frenado con zapatas de este tipo de frenado son: Ventajas    

 

Frenado "o$o r'do!o0 Menore! ,a!to! de $on!er#a$)n0 Ma/or "erodo de #da0 La ma/or "arte del $alor de!"renddo d'rante el frenado la a+!or+en lo! d!$o!* a lo! $'ale! !e le! "ro#ene de 'n !!tema de #entla$)n0 Materale! "rote,do! de a,ente! e;terno!0 Se $om"ortan +en 3a!ta lo! B m83 a "artr de e!ta #elo$dad el de!,a!te a'menta $on!dera+lemente0 Inconvenientes



Menor a"ro#e$3amento de la ad3eren$a0 Para !ol'$onar e!te



"ro+lema !e !'elen 'tl%ar !!tema! m;to! de %a"ata! / d!$o! 2'nto $on !!tema! de ant"atna2e0 Ma/or d!tan$a de "arada0

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

No tenen la llamada a$$)n de !er#o o de a'mento de "oten$a* / !'!

"a!tlla! !on m(! "e1'e?a! 1'e la! %a"ata! de lo! freno! de tam+or* / !e ,a!tan m(! "ronto0 (. FRENO DE CINTA: Po!+lemente el d!"o!t#o de freno m(! !en$llo de $on$e+r e! el llamado freno de $nta o freno de +anda* el $'al $on!!te f'ndamentalmente de 'na $nta >e;+le* e!ta$onara* 1'e !e ten!a alrededor de 'n $lndro !oldaro al e2e $'/a #elo$dad !e "retende mod&$ar* la fr$$)n e;!tente entre la $nta / el tam+or e! re!"on!a+le de la a$$)n del frenado0 Se '!a en la! m(1'na! de #a"or* en lo! #e3-$'lo! a motor / en al,'no! t"o! de +$$leta!* "ero !o+re todo en a"arato! ele#adore!0 ). FRENOS *IDRAULICOS:

El !!tema de freno! 3dr('l$o! '!ado en el a'tom)#l e! 'n !!tema de m:lt"le !e!)n de "!tone!0 Ya 1'e e!te !!tema "ermte 1'e !e tran!mtan f'er%a! 3a$a do! o m(! "!tone! en la manera nd$ada en la &,'ra0 El !!tema de frenado 3dr('l$o de!de el $lndro mae!tro 3a!ta lo! $lndro! de la! llanta! en la ma/or-a de lo! a'tom)#le! o"era de manera !mlar al !!tema l'!trado en la &,'ra0 C'ando el "edal del freno e! a$$onado* la "re!)n del "edal de freno m'e#e el "!t)n dentro del $lndro mae!tro* for%ando el >'do del freno de!de el $lndro mae!tro "or medo del t'+o / la man,'era >e;+le del $lndro de la! llanta!0 El $lndro de la! llanta! $ontene do! "!tone! $olo$ado! de forma o"'e!ta / de!$one$tado!* $ada 'no de ello! !o!tene la %a"ata de frenado a2'!tada dentro del tam+or0 Cada 'no de lo! "!tone! "re!ona la %a"ata $ontra la "ared del tam+or "ro#o$ando el frenado de la rota$)n de la llanta0 C'ando la "re!)n en el "edal e! l+erada* el re!orte en la %a"ata de frenado re,re!a lo! "!tone! en lo! $lndro! de la! llanta! a !' "o!$)n l+erada0 E!ta a$$)n f'er%a el de!"la%amento del l-1'do de freno! de #'elta "or medo de la man,'era al $lndro mae!tro0 La f'er%a a"l$ada en el "edal de frenado "rod'$e 'na f'er%a "ro"or$onal en $ada 'no de lo! "!tone! de !alda lo! $'ale! a"l$an la f'er%a !o+re la! %a"ata! fr$$onante! $ontra el ,ro de la llanta retardando la rota$)n0 +. FRENOS MOTORES: a. Ele&tr$%n,!%&s: 10



Cuyo fundamento es hacer que el motor traaje como generador! "#lo se aplican a ejes motores! Estos a su vez pueden ser: 

$eost%ticos: Se a"l$an en lo$omotora! el.$tr$a!0 Se +a!a en 1'e la



ner$a del motor* 'na #e% de!$one$tado de la red* 3a$e 1'e .!te !,a ,rando* "a!ando a f'n$onar $omo ,enerador / de e!te modo la ener,-a me$(n$a a$'m'lada !e #a d!"ando en 'na! re!!ten$a! en forma de ener,-a el.$tr$a* $reando a !' #e% la! $orrente! $r$'lante! "or lo! de#anado! 'n "ar $ontraro al de ,ro* 1'e 3a$e 1'e d!mn'/a la #elo$dad del motor 3a!ta #alore! en 1'e lo! freno! de fr$$)n "'edan a$t'ar / detener la m(1'na0 &e recuperaci#n: Se +a!a en $on!e,'r tran!formar la ener,-a $n.t$a del tren en ener,-a el.$tr$a reen#(ndola a la red0 Se !'ele a"l$ar en el $a!o de trene! de $er$an-a! / $on ,rande! "endente!0

Por 'ltmo e;!te 'na :ltma $la!&$a$)n de freno! 1'e no 'tl%an ad3eren$a "ara lo,rar el frenado /a !ea total o "ar$al /a 1'e !'elen 'tl%ar otro! medo! dferente! a lo! ante! men$onado!0 

'at(n electromagn)tico frotante: De+do a !' ,ran de!,a!te !)lo !e



'tl%a $omo freno de 'r,en$a0 *renos de *oucault: Ga!ado en $rear $orrente! "ar(!ta! 1'e a !' #e%



$rean e!f'er%o! de frenado0 *renos aerodin%micos: En 'n a#)n en #'elo* d!mn'/en r("damente



la #elo$dad "or 'n f'erte a'mento de la re!!ten$a al a#an$e* d!"'e!to! en la! ala! o a lo lar,o del f'!ela2e* e!t(n $on!tt'do! "or elemento! m)#le!* 1'e !e "'eden le#antar en el a'mento de!eado* !e 'tl%an !o+re todo d'rante lo! "$ado! / en $erta! a$ro+a$a!0 *renos neum%ticos: S' f'n$onamento !e +a!a en 1'e el e!f'er%o de frenado a"l$ado "or la! %a"ata! o d!$o! "ro#ene ndre$tamente del 3e$3o de mo#er el "!t)n de 'n $lndro0 S' e!1'ema e! el !,'ente<

"eg+n el tipo de frenado que se quiera hacer )ste puede ser: o

o

*renado contin+o: el 1'e real%a normalmente el ma1'n!ta o 'n

#a2ero en $a!o de "arada de emer,en$a0 *renado autom%tico: el 1'e o$'rre ! 3a/ 'na a#er-a en el "ro"o !!tema de frenado0

o

*renado de apriete y aojamiento graduado: ! !e real%a de 'na

forma e!$alonada0

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-ipos de frenos neum%ticos: .! De are $om"rmdo0

B0 De #a$-o0 0 Una $om+na$)n de lo! do!0 ). LOS FRENOS DE -APATA ETERNA O DE BLO/UE: Con!tan de %a"ata! o de +lo1'e! "re!onado! $ontra la !'"er&$e de 'n $lndro ,ratoro llamado tam+or de freno0 La "alan$a "'ede e!tar r-,damente montada !o+re 'na "alan$a art$'lada0 El d!e?o de 'n FRENO DE GLOQUE !en$llo !e "'ede 3a$er $on +a!e en el an(l!! de f'er%a! / momento! de la "alan$a / de la %a"ata* a manera de 'n $'er"o l+re* !e "'ede !'"oner 1'e la f'er%a normal N / la f'er%a de ro%amento fN a$t:an en el "'nto medo de $onta$to de la %a"ata* !n $ometer 'n error a"re$a+le* "ara (n,'lo! menore! de H0 S'mando momento! alrededor de la art$'la$)n &2a O0 N)te!e 1'e "ara 'na rota$)n del tam+or en el !entdo del mo#mento de la! a,'2a! del relo2* la f'er%a de ro%amento fN a/'da a la f'er%a F en la a"l$a$)n del freno / el freno e! "ar$almente a'toa$t'ante0 Para 'n $oe&$ente de ro%amento dado* el freno "'ede d!e?ar!e "ara 1'e !ea $om"letamente a'toa$t'ante 6o a'to$errante70 Para 1'e e!ta $ond$)n e;!ta* F de+e !er ,'al a $ero o ne,at#o en la e$'a$)n anteror0 Podemo! !'"oner tam+.n 1'e el "e!o J e! de!"re$a+le enton$e! e! de$r* 1'e $'ando el freno e! a'to$errante el momento de frenado T "ara 'na !t'a$)n a'to$errante e! L+5"l, donde< f K Coe&$ente de ro%amento N K F'er%a normal total en l+0 R K Rado del tam+or del freno en "l, +. LOS FRENOS DE -APATA DOBLE:

Se 'tl%an $om:nmente "ara red'$r la! $ar,a! en el e2e / en lo! $o2nete!* "ara o+tener ma/or $a"a$dad / "ara red'$r la $antdad de $alor ,enerado "or "'l,ada $'adrada* la f'er%a normal NL 1'e a$t:a !o+re la %a"ata %1'erda no e! ne$e!aramente ,'al a la f'er%a normal NR 1'e a$t:a !o+re la %a"ata dere$3a0 Para freno! de do+le +lo1'e* $'/a! %a"ata! ten,an (n,'lo! de $onta$to "e1'e?o!* d,amo! 1'e meno! de H* el momento de frenado "'ede a"ro;mar!e "or ! el (n,'lo de $onta$to de la %a"ata e! 10



ma/or a H* !e re1'ere 'na e#al'a$)n m(! "re$!a del momento de frenado "ara la! %a"ata! art$'lada!0 . LOS FRENOS DE BANDA:

Con!tan de 'na +anda >e;+le enrollada "ar$almente alrededor del tam+or* !e a$$onan 3alando la +anda f'ertemente $ontra el tam+or0 La $a"a$dad del freno de"ende del (n,'lo de a+ra%amento* del $oe&$ente de ro%amento / de la! ten!one! en la +anda0 Para e!te t"o de freno el !entdo de rota$)n del tam+or e! tal 1'e la +anda an$lada al mar$o $on!tt'/e el ramal ten!o F0

PROBLEMAS COMUNES DE FRENADO: E;$e!o de frenado en el tren delantero 6error de a"l$a$)n de la +alata7 E;$e!o de frenada en tren tra!ero* +alata $on dema!ado $oe&$ente de fr$$)n0 Falta re"arto de "e!o en e!a r'eda0

Bl2e $e a!"as r2e$as

Bl2e $e a!"as r2e$as traseras Balatas 3%tr%4&a$as El 5e$al re"ta6 5are&e ABS El 5e$al s%72e "a8an$ s% se !ant%ene 5%sa$

El 5e$al n 32el3e a s2 alt2ra $e re5s

El 5e$al n se !ant%ene 48 "a8 5res%9n El 5e$al t%ene e'&es%3 re&rr%$

El &&e se 8ala a&%a 2n la$ al ;renar

A$ete en e!e d!$o0 Falta de retorno en +o+ne! de la "n%a0 E;$e!o de tem"erat'ra D!$o ala+eado o roto Are en el $r$'to* "'r,ar o re#!ar f',a! en retene! o t'+o!0 Gom+a! da?ada!0 Re!orte / $o2nete del "edal* #er&$ar 2'e,o de em"'2adore!  +om+a0 Re!orte / $o2nete del "edal* #er&$ar 2'e,o de em"'2adore!  +om+a0 Contrat'er$a del e2e del "edal e;$e!#amente a"retada0 9er&$ar ! e;!te o+!tr'$$)n f-!$a0 Are en el !!tema0 Galata! m'/ ,a!tada!0 Gom+a m'/ "e1'e?a0 Cam+ar el l-1'do de freno! o "'r,ar0 P!t)n "e,ado0 Galata! mal $olo$ada!0 9er&$ar 1'e la $a-da / el a#an$e !on !m.tr$o! 6alnea$)n70 Re"arto de "e!o! "or e!1'na!0 S'!"en!)n rota* >o2a o $on e;$e!o de 2'e,o0

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BIBLIO
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3tt"<883tml0rn$ondel#a,o0$om8d!eno5de5ma1'na!freno!5/5 em+ra,'e!03tml

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Diseño de Frenos

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