Frenos de tambor PDF

SISTEMAS MECÁNICOS AUTOMOTRICES Hermenegildo Santiz Gómez 3.3. Frenos de tambor Introducción Este tipo de frenos se utiliza exclusivamente en las ruedas traseras de algunos auto- móviles puesto que hay una gran parte de vehículos que utilizan los frenos de disco en todas las ruedas. Su uso está...

SISTEMAS MECÁNICOS AUTOMOTRICES Hermenegildo Santiz Gómez 3.3. Frenos de tambor Introducción Este tipo de frenos se utiliza exclusivamente en las ruedas traseras de algunos auto- móviles puesto que hay una gran parte de vehículos que utilizan los frenos de disco en todas las ruedas. Su uso está más generalizado en los vehículos industriales. Presenta la ventaja de poseer una gran superficie frenante; sin embargo, disipa con dificultad el calor generado por la frenada, por lo que, en situaciones que no requieran una gran presión de frenada resulta muy eficaz (frenos traseros). Elementos del freno de Tambor Un tambor unido al buje del que toma el movimiento. Un disco porta freno fijo donde se alojan las zapatas. Un juego de zapatas que son los elementos que rozan con el tambor para disminuir su velocidad y por lo tanto la de la rueda. Un sistema de ajuste automático. Un actuador hidráulico. Muelles de recuperación. Elementos del freno de Tambor Tambor El tambor gira solidario a la rueda, es en él donde se produce el rozamiento con las zapatas que constituyen la parte fija del sistema. Suele estar fabricado de hierro fundido y puede disponer de aletas u orificios de refrigeración. La superficie interior lleva un mecanizado fino para el acoplamiento de las zapatas. Elementos del freno de Tambor Zapatas Se sujetan en el disco porta frenos. Están compuestas por un soporte fabricado en acero o aleación ligera en forma de media luna donde van fijados, a través de remaches o pegados, los forros de freno que conforman la superficie que entra en contacto con el tambor, tienen la misma forma de media luna que la zapata. Elementos del freno de Tambor Zapatas Deben reunir una serie de cualidades para ser efectivas durante su funcionamiento tales como: Equilibrio entre resistencia a la abrasión y al desgaste. Resistencia al cizallamiento y golpe para que durante su funcionamiento no se produzcan deformaciones ni desprendimiento de material. Estabilidad térmica. Permitir una cierta compresibilidad que haga que el material absorba vibraciones irregularidades de la superficie con la que entrará en contacto. Elementos del freno de Tambor Zapatas Deben reunir una serie de cualidades para ser efectivas durante su funcionamiento tales como: Coeficiente de fricción adecuado y estable al trabajo. (Rango de temperaturas y presiones a las que va a estar sometido). Dilatación de materiales prácticamente nula. Durabilidad razonable. Elementos del freno de Tambor Forros de zapatas Los forros de las zapatas están fabricados por compuestos complejos a base de fibras, cargas minerales, lubricantes, materiales orgánicos y abrasivos. Las fibras representan el armazón y a través de sus ramificaciones se van uniendo al resto de los elementos. Normalmente se utilizan fibras sintéticas y minerales entre las que se encuentran la fibra de vidrio, de aramida, lana de roca, etc. Las cargas minerales dan consistencia mecánica al conjunto aportando resistencia a la cortadura, abrasión y a las altas temperaturas. Las más usuales son la barita, magnesita, talco, mica, carbonato y feldespato entre otros. Elementos del freno de Tambor Disco porta-freno Consiste en un soporte normalmente de chapa sobre el que van montados todos los elementos del freno de tambor. Elementos del freno de Tambor Actuador hidráulico Normalmente es conocido con el nombre de bombín de freno. Consiste en un cilindro por cuyo interior se desplazan dos pistones. Cada pistón dispone de un retén para evitar fugas en el circuito hidráulico, a su vez, en el extremo del pistón se sitúa un guardapolvos para evitar que entre suciedad en el interior del actuador. Normalmente, entre los dos pistones se aloja un muelle para mantenerlos en contacto continuo con las zapatas. En el cuerpo del actuador está roscada la tubería de presión del circuito, y el purgador para expulsar el aire del circuito. Elementos del freno de Tambor Actuador hidráulico Cuando el conductor pisa el pedal de freno, la presión hidráulica generada en el circuito desplaza los pistones longitudinalmente y estos a su vez empujan las zapatas de freno contra el tambor produciendo la frenada de la rueda.  Elementos del freno de Tambor Tipos de actuadore hidráulicos Existen diferentes tipos de actuadores hidráulicos: Actuador hidráulico de dos pistones del mismo diámetro. Son los utilizados con más frecuencia por los fabricantes. Reparten por igual la presión a ambas zapatas. Actuador hidráulico con dos pistones de diferente diámetro. Permiten ejercer una presión distinta a cada una de las zapatas. Actuador hidráulico con un pistón. En los sistemas que disponen de dos actuado- res hidráulicos por rueda, cada actuador dispondrá de un pistón para activar cada una de las zapatas. Actuador con corrector de frenada incorporado. Tienen la función de limitar la presión de frenada hasta unos márgenes preestablecidos.  Tipos de freno de tambor Freno de tambor simplex El sistema Simplex es el más utilizado en los vehículos turismos, se caracteriza porque las zapatas disponen de un punto de apoyo fijo sobre el que pivotan al ser accionadas. Cuando se acciona el pedal de freno, en la zapata principal, el giro del tambor provoca su enclavamiento aumentando la presión de frenada mientras que en la zapata secundaria, el giro del tambor provoca su rechazo obteniendo como consecuencia una menor presión de frenada. Ello lleva consigo que la presión de contacto es distinta en ambas zapatas.  Tipos de freno de tambor Freno de tambor duplex Consiste básicamente en dotar a cada zapata de un actuador hidráulico situado de tal forma que cada una de las zapatas al abrirse provoque su enclavamiento en el tambor. Con ello se consigue que ambas zapatas sean principales por lo que resulta un freno más efectivo al repartirse las presiones por igual en ambos lados del tambor. La parte trasera de cada actuador hidráulico sirve como punto de apoyo para la otra zapata.  Tipos de freno de tambor Freno de tambor Twinplex Es un sistema parecido al anterior excepto que los puntos de apoyo de las zapatas van montados en posición flotante. Con los frenos de tambor Twinplex se obtiene un reparto uniforme de la presión en toda la superficie de contacto. Tipos de freno de tambor Freno de tambor Servo y Duo-Servo En el sistema Duo-Servo el punto de apoyo de las zapatas consiste en un sistema de biela de acoplamiento, con ello se consigue que las dos zapatas sean principales. Al accionar las zapatas de freno, pivotan sobre su apoyo y a la vez empujan, mediante la biela de acoplamiento, a la otra zapata consiguiendo un reparto uniforme de la presión en toda la superficie de contacto. Tipos de freno de tambor Fuerza de frenado La fuerza de frenado que se aplica en los tambores por el coeficiente de rozamiento entre estos y el ferodo de las zapatas (μ: ± 0,3 a 0,6) da como resultado la fuerza real del freno. El diseño de los frenos de tambor permite aumentar la fuerza de rozamiento real. Tipos de freno de tambor Fuerza de frenado Una de las zapatas, la primaria, se acopla contra el tambor permitiendo que se supere la fuerza de frenado por la fuerza de rozamiento (autoreforzamiento). La relación entre la fuerza de frenado y la fuerza de rozamiento real determina el coeficiente de acopla- miento (K). Cada diseño de frenos de tambor se asocia a un coeficiente (K) distinto: 𝐹𝑓𝑟 = 𝐹𝑓 ∙ 𝐾 ∙ 𝜇 𝐹𝑓𝑟 - Fuerza de frenado real 𝐾 – Coeficiente de acoplamiento 𝜇 – Coeficiente de rozamiento entre la zapata y el tambor Tipos de freno de tambor Fuerza de frenado Calcula la fuerza de rozamiento real que se produce en los frenos de tambor con un coeficiente de rozamiento μ = 0.45 y un coeficiente de acoplamiento K de 3. Referencias