Maquinaria, los cinco tipos de freno

Introducción

El objetivo de los sismas de freno, es otorgar a una maquinaria u otro tipo de vehículo la capacidad para disminuir la velocidad, hacer que se detenga, o mantenerlo detenido, los frenos constituyen uno de los principales dispositivos de seguridad, y por ello, la instalación de frenos es indispensable para el buen funcionamiento, si un vehículo en movimiento cesa la acción del motor o deja de acelerar, las resistencia a la marcha van agotando la energías cinética que posee el vehículo y terminan por detenerlo. Esta detención no es la más adecuada debido a la cantidad de metros necesarios para detener el vehículo, por lo general el frenado debe ser los más rápido posible y en la menor cantidad de metros, considerando que en el presente documento será detallado el sistema de frenos de discos múltiples (húmedos), se deben considerar variables como la velocidad en relación a su peso.

El procedimiento empleado en el proceso de frenado, consiste en transformar la energía cinética del vehículo en energía calorífica por medio del rose, disipándola al medio y a los otros elementos del sisma de freno, por medio de la convección, radiación y conducción.

Las maquinas por lo general utilizan uno de los de los cinco tipos de frenos:

• De discos múltiples
• De zapata de expansión
• De tubo expansor
• De banda contráctil
• De disco con mordaza.

Los sistemas de discos múltiples, algunos son de tipo seco y otros como el que veremos a continuación son con aceite. En todos los casos, una superficie fija se mueve contra una superficie giratoria, haciendo que la fricción disminuya la velocidad o detenga la máquina.

Sistema de discos múltiples

Los frenos de discos múltiples utilizan una serie de placas de acero fijadas por estrías a la maza impulsora y discos, también fijados a la placa por estrías a la caja cuando se activa el freno, los discos y las placas se comprimen entre si, creando friccion y frenado. Algunos son de tipo seco, otros trabajan en aceite y en algunos, el enfriamiento externo por aceite reduce el recalentamiento. Actualmente este es el tipo de freno que se usa mayoritariamente debido a su eficacia y poco mantenimiento.

Se encuentran principalmente en maquinarias siendo en el diseño de tractores más usados, los frenos se hayan ubicados entre el eje y la punta del eje, y son completamente hidráulicos, algunos de sus principales componentes son los pistones, los discos, los platos, los resortes, el anclaje de freno y la maza del freno. El pistón empuja los platos y los discos de freno conjuntamente para reducir la velocidad o detener la máquina.  Para mover el pistón se utiliza aceite hidráulico. Los resortes de tracción hacen que el pistón se retraiga y libere los frenos cuando disminuye la presión del aceite.

En el sistema de frenos se utilizan múltiples platos, los cuales están empalmados en estrías al anclaje del freno que los mantiene inmóviles. La friccion de los discos (que giran con el eje) contra los platos (que se mantienen fijos por el anclaje del freno) es lo que reduce la velocidad o detiene el vehículo al ser los discos empujados contra los platos por el pistón.

En gran medida esa sería la dinámica por la cual funcionan los frenos de discos múltiples, su número de piezas podría variar según el tipo de vehículo, ya sea tractor u otro tipo de maquinaria a continuación detallare cómo funcionan los discos de frenos húmedos de un tractor agrícola y de un camión encargado de transportar cargas de gran tonelaje.

Sistema de disco de freno en tractor agrícola

Cada uno de los conjuntos de freno de disco, en baño de aceite, está totalmente protegido y de efecto auto-intensificador, consta, en esencia, de 4 discos de fricción giratorios, de material sintetizado, y dos placas de bronce interpuestas entre los discos. Aunque en algunos tractores el número de discos de fricción es de 5 y 3 placas de bronce interpuestas, por conjunto.

Los materiales empleados para la fabricación de los discos son de acero, carbono u otros más caros como materiales de aleación como el tungsteno y el vanadio. Hace  unos años se optaba por los asbestos, tras las denuncias hacia este material como cancerígeno.

Los discos son los mas usados en los diseños de tractores ya que practicamente no tiene desgaste y, por consiguiente, precisa de minimos ajustes, como el disco se encuentra sumergido en aceite, el calor se transmite al fluido oleoso que lo envuelve, el ocaciones el paquete de frenado puede tener un disco o varios.

[pic 1]

El funcionamiento del sistema de frenado consiste en unas mordazas de accionamiento que están montadas entre los discos son mantenidas contra las bolas mediante cuatro muelles, entonces al oprimir el pedal de freno, se imprime a las dos mordazas un movimiento de giro en sentido opuesto entre sí, esto hace que las bolas obliguen a las mordazas a separarse y estas a su vez aprietan los discos de friccion y placas, contra las paredes de la carcasa de freno.

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