2.1.Kısa pabuçlu tambur frenler : A noktasına göre moment alınacak olursa ;



Benzer belgeler
FRENLER SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-II DERS NOTU

Disk frenler, kuvvet iletimi, konstrüksiyon, kampanalı frenler, kuvvet iletimi, konstrüksiyon, ısınma, disk ve kampanalı frenlerin karşılaştırılması

KAVRAMALAR SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE ELEMANLARI-II DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

Kavramalar ve Frenler

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

AKM 205 BÖLÜM 6 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

KAYMALI YATAKLAR I: Eksenel Yataklar

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 GİRİŞ

2009 Kasım. BANTLI FRENLER. 40-4d. M. Güven KUTAY. 40-4d-bantli-frenler.doc

YAPI STATİĞİ MESNETLER

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 GİRİŞ

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

BTÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI DERSİ

Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Makine Elemanları II. KAPLİN ve KAVRAMA

MAKİNA ELEMANLAR I MAK Bütün Gruplar ÖDEV 2

STATİK KUVVET ANALİZİ (2.HAFTA)

BURULMA (TORSİON) Dairesel Kesitli Çubukların (Millerin) Burulması MUKAVEMET - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Fizik-1 UYGULAMA-7. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmesi

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

3/9 54 kg kütleli bir sandık 27 kg kütleli pikup kamyonetin arka kapağında durmaktadır. Şekilde yalnızca biri görülen iki tutucu kablodaki T

STATIK MUKAVEMET. Doç. Dr. NURHAYAT DEĞİRMENCİ

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KAYMALI YATAKLAR II: Radyal Kaymalı Yataklar

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. HAFTA)

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

ELK-301 ELEKTRİK MAKİNALARI-1

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

Mukavemet-II PROF. DR. MURAT DEMİR AYDIN

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

Kuvvet. Kuvvet. Newton un 1.hareket yasası Fizik 1, Raymond A. Serway; Robert J. Beichner Editör: Kemal Çolakoğlu, Palme Yayınevi

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

KAYMALI YATAKLAR. Kaymalı Yataklar. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ II (AKTARMA ORGANLARI)

ATALET MOMENTİ. Amaçlar 1. Rijit bir cismin veya rijit cisim sistemlerinin kütle atalet momentinin bulunması.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

Hız-Moment Dönüşüm Mekanizmaları. Vedat Temiz

Prof. Dr. İrfan KAYMAZ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

BÖLÜM 1 KAVRAMALAR Giriş

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

MOTORLAR VE TRAKTÖRLER Dersi 10

Makine Elemanları II Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Konik Dişli Çarklar DİŞLİ ÇARKLAR

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

Rijit Cisimlerin Dengesi

MAKİNE ELEMANLARI - (7.Hafta)

Dairesel Temellerde Taban Gerilmelerinin ve Kesit Zorlarının Hesabı

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

KAYMALI YATAKLAR-II RADYAL YATAKLAR


Rijit Cisimlerin Dengesi

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

EĞİLME. Köprünün tabyası onun eğilme gerilmesine karşı koyma dayanımı esas alınarak boyutlandırılır.

Gerilme. Bölüm Hedefleri. Normal ve Kayma gerilmesi kavramının anlaşılması Kesme ve eksenel yük etkisindeki elemanların analiz ve tasarımı

2.6. Düzlemsel Yüzeylere Etkiyen Hidrostatik Kuvvet. Yatay bir düzleme bir akışkanın uyguladığı kuvvet FR= P.A bağıntısıyla bulunur.

Saf Eğilme(Pure Bending)

Newton un ikinci yasası: Bir cisim ivmesi cisim üzerine etki eden toplam kuvvet ile doğru orantılı cismin kütlesi ile ters orantılıdır.

MAK Makina Dinamiği - Ders Notları -1- MAKİNA DİNAMİĞİ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Fizik 101: Ders 7 Ajanda

DENEY 4 ÇARPIŞMALAR VE LİNEER MOMENTUMUN KORUNUMU

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Kaplinler,Kavramalar, Frenler,Kamlar Tez Sunumu H. Rıza BÖRKLÜ. Turgay AKBAŞ Güven GÜVENÇ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ

SÜRTÜNME Buraya kadar olan çalışmalarımızda, birbirleriyle temas halindeki yüzeylerde oluşan kuvvetleri etki ve buna bağlı tepki kuvvetini yüzeye dik

7-Sürtünme. Daha önceki bölümlerde temas yüzeylerinde sürtünme olmadığını kabul etmiştik. Yüzeyler diğerlerine göre serbestçe hareket edebilmekteydi

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Haftanın Amacı: Asenkron motorun hız ayar ve frenleme tekniklerinin kavranmasıdır.

TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ. Öğr. Gör. Adem ÇALIŞKAN

TORK VE DENGE 01 Torkun Tanımı ve Yönü

MEKANİZMA TEKNİĞİ (1. Hafta)


DİNAMİK. Ders_10. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

Transkript:

2 FRENLER Sürtünme yüzeyli kavramalarla benzer koşullarda çalışan bir diğer makine elemanı grubu da frendir. Frenler tambur (kampana) frenler ve disk frenler olmak üzere iki farklı konstrüktif tipte olurlar. 2.1. Tambur Frenler Bu frenlerde sürtünme yüzeyi malzemesini taşıyan pabuçlar silindirik bir tambura dıştan veya içten sürtünürler. Otomotiv endüstrisinde kullanılan frenlerde ise pabuçlar kampana adı verilen özel tambura içten sürtünürler. İlkine dıştan pabuçlu tambur fren ikincisine ise içten pabuçlu tambur fren denmektedir. 2.1.Kısa pabuçlu tambur frenler : A noktasına göre moment alınacak olursa ; Diğer taraftan 0 noktasıetrafında frenlenecek tambur momenti ile frenleme momentinin birbirini dengelemesi gerektiğinden ( 0 noktasına göre momentlerin dengesi ) olmalıdır. Şekil 2.1 Dıştan değmeli, kısa pabuçlu tambur fren Bu bağlantılarda F baskı koluna uygulanan baskı kuvveti, Pabuç tambur arasında oluşan ve sürtünme alanına indirgenmiş toplam normal kuvvet, frenlenen kütlelerin ataletinden doğan atalet momenti, frenlemeden sonra tambur çevresinde oluşan sürtünme momenti (frenleme momenti) dir. Bu bağlantılardan birinden çekilecek olursa ; ( ) olur.

Buradan çıkarılması gereken 2 sonuç vardır. Birincisi tambur saat ibresi yönünde döndüğü zaman sürtünme kuvvetinin momenti ile baskı kuvveti F nin momenti aynı yönde olmaktadır. Yani sürtünme kuvveti baskı kuvvetine yardımcı olmaktadır. Frenlerde buna kendi kendini güçlendirme etkisi veya kısaca servo etkisi denmektedir. Şimdi tamburun saat ibresinin tersi yönünde döndüğünü varsayalım. Bu durumda sürtünme kuvveti yön değiştireceğinden frenleme momentini veren bağıntı ; olacaktır. Burada sürtünme kuvvetinin momenti ( ) baskı kuvvetinin momentine ( ) karşı olduğundan onun etkisini azaltma yönündedir. Sürtünme kuvveti pabucu tamburdan uzaklaştırmaya çalışır. Buna frenin kendi kendini zayıflatma etkisi ( negatif servo etkisi ) denmektedir. İkinci önemli sonuç ise, frenin kendi kendine kilitlenmesi olayıdır. Bu durum tehlikeli bir durumdur. Paydayı sıfır yapan değerler frenleme momentini teorik olarak sonsuza götürür. Frenin ansızın kilitlenmesi anlamına gelir. Eğer olursa ( pratikte değerleri için ) F kuvvetine gerek kalmadan frenleme gerçekleşir. Uygulamada genellikle karşılıklı iki pabuç kullanılarak kuvveti dengelenir. Dönme hangi yönde olursa olsun pabuçlardan birinde servo etkisi ortaya çıkarken diğerinde zayıflatma etkisi ortaya çıkar. Biz servo etkili pabuca öncü pabuç, zayıflatma etkili pabuca artçı pabuç adını vereceğiz. Bir sayısal uygulama örneği: Şekil 2.2 deki dıştan iki pabuçlu tambur frende pabuçlar lik değme yayına ve 80 mm genişliğe sahiptirler. Pabuç tambur arasında değme basıncı en çok p=0,40 N/ olabilir. Sürtünme katsayısı dir. Buna göre ; a Uygulanabilecek maksimum baskı kuvvetini, b Buna karşılık gelen frenleme momentini, c Tambur milinin yatağına gelen radyal yükü belirleyiniz. Kısa pabuç varsayımı kullanılacaktır.

Şekil 2.2 Dıştan pabuçlu tambur fren Freni oluşturan her uzva bir numara verilerek uzuvlar arası kuvvetlere uzuv numaraları indis olarak yazılmıştır. Çözüm sonucunda bulunan değerler şekil üzerinde belirtilmiştir. Kuvvetlerin yatay bileşenleri H düşey bileşenleri ise V harfi ile gösterilmiştir. Çözüm : (4) de düşey kuvvet olamaz. (4) çubuğunun her iki ucundaki yatay kuvvetler birbirine eşittir. a ) Baskı kolu denklemlerinden noktasında mafsallı olup bu noktaya göre moment alınarak denge,,, bulunur. Soldaki (3) pabuç tabanına göre moment alınarak ; 4F(700) + 0,2 (170) - (300) 0 10,53 F Benzer şekilde sağdaki (2) pabuçta ; F Pabuç ve tambura gelen kuvvetler birbirine eşit fakat ters yönde olacaktır. Tambur merkezine göre moment alınarak F Nmm, F ve F bulunurlar. Maksimum F izin verilebilen p ye bağlıdır. Pabuç alanı A = 80(2(250sin )) =28284

p = 10,53 F / 28284 veya p = 0,4 N/ için F=1074 N bulunur. b ) =880.F = 945. Nmm olur c ) Tambur mili yatağına gelen bileşke kuvvet ise;.f = 3,53 F =3791 N Önemli sonuç : Soldaki pabuca (3) etki eden kuvvetler daha büyüktür. Çünkü öncü pabuç olup servo etkisi vardır. Sağdaki (2) pabuç ise artçı olup zayıflatma etkisi vardır. Tambur aksi yönde dönecek olursa pabuçlar rol değiştirir. 2.1.Uzun pabuçlu tambur frenler : Eğer pabuç tambura (içten veya dışta) uzun bir yay boyunca değiyorsa ( den daha büyük) o zaman kısa pabuç durumunda yapılan basitleştirici varsayımlardan doğan hatalar büyümektedir. Basınç dağılımı artık düzgün olmamakta, sürtünme kuvveti pabuç merkezinde etki etmemektedir. 2.1.1.İçten uzun pabuçlu kampana frenler : Esas olarak kampana (veya tambur) adı verilen ve frenlemeden önce dönmekte olan bir karşı yüzey, kampana karşılıklı olarak içten sürtünen ve dönmeyen bir çift pabuç (sürtünme yüzeyi) ve pabuçları dışa doğru açarak tambura bastıran hidrolik sistem olmak üzere üç organdan oluşmaktadır. Ayrıca sürtünen yüzeyleri birbirine yaklaştırmak (veya uzaklaştırmak) için ayar mekanizması ve frenleme işlemi bittikten sonra pabuçları eski konumuna geri getiren yay bulunur. Pabuç tabanı sabit bir nokta etrafında dönebilen bir mafsal şeklinde olanları olduğu gibi dayandığı yüzey boyunca kayma serbestisine sahip olanları da vardır. İlkine tabanı mafsallı ikincisine de kayar tabanlı pabuç adını vereceğiz. Şekil 2.3 Mafsallı ve kayar tabanlı pabuçlar

Kampananın dönme yönüne bakarak hangi pabuçta kendi kendini güçlendirme etkisi (pozitif servo etkisi) ve hangi pabuçta kendi kendini zayıflatma etkisi (negatif servo etkisi) olduğu hemen görülebilir. Şekil 2.4 Öncü ve artçı pabuç Uzun frenli pabuçların analizi : En önemli zorluk kampana uzun pabuç arasındaki basınç dağılımının düzgün olmamasından kaynaklanmaktadır. İncelemede genellikle şu kolaylaştırıcı varsayımlar yapılır : 1- Her noktadaki basınç mafsal noktasına olan dik uzaklıkla orantılıdır. Mafsal noktasında basınç sıfır olmaktadır 2- Bu tip kavramalardan farklı olarak, frenlerde pabuçlar dönmediğinden merkezkaç kuvvetler göz ardı edilir. 3- Pabuçlar katı (rijit) olup şekil değişimine uğramamaktadır. 4- Sürtünme katsayısı basınç, hız ve sıcaklıkla değişmektedir Şekil 2.5 deki fren göz önüne alındığında, A mafsalı sabit bir nokta olduğundan burada değme basıncı sıfır olacaktır. (Kayar tabanlılarda ilave taban basıncı oluşmaktadır). Mafsaldan itibaren herhangi bir konumunda elemanter bir da=brd alanı göz önüne alınsın. b pabuç genişliğidir. Bu alana gelen normal ve sürtünme kuvvetleri; d = p.b.r.d, d = yazılabilir. Maksimum basıncın (p m ) bir θ a açısında meydana geldiği düşünülür. Bir θ açısındaki p basıncının mafsala olan düşey mesafe ile orantılı olduğu varsayımı ile ; alınmaktadır.

Şekil 2.5 Şekil 2.5 de R kampana yarıçapı θ 1 mafsalla balata yüzeyi başlangıcı arasındaki açı θ 2 mafsalla balata yüzeyi sonu arasındaki açı, p m öncü pabuçtaki maksimum basınç, a kampana merkezi ile mafsal arası mesafe, θ m mafsalla max basınç noktası arasındaki açı (θ 2 >90 ; θ 2 <90 ; θ m = θ 2 ), c pabuç açma kuvvetinin mafsala uzaklığıdır. Sürtünme kuvvetinin mafsal noktasına göre momenti ; Normal kuvvetin mafsal noktasına göre momenti; Olup genel bir çözümden ziyade, bu integrasyon işlemlerinin her problemin özelliğine göre sonradan yapılması daha uygun olur. Öncü pabuçta; F.c = M n - M s Ve artçı pabuçta; F.c = M' n - M' s ( yazılarak) olmalıdır. Eğer olursa kilitlenme olur. Pabuçların kampanaya uyguladığı frenleme momenti ise sürtünme kuvvetlerinin kampana merkezine göre momentleri toplamı olup, Mafsal noktasındaki tepki kuvvetleri statik denge denklemlerinden (x ekseni mafsaldan geçmektedir)

Yazılır. Dönme yönü değiştiği zaman sürtünme kuvveti yön değiştireceğinden tepki kuvvetlerinde sürtünme terimleri işaret değiştirirler. Öncü ve artçı pabuçlarda F aynı olup değişmediğinden artçı pabuca ait,, değerleri ; yazılarak kolayca bulunabilir., + / = / Bir sayısal uygulama örneği : şekil 2.6 da ki otomotiv freninde kampana yarıçapı R=150mm, pabuçlar birbirinin aynısı olup genişlikleri b=32mm dir. Balata malzemesi =0,32 olan preslenmiş asbesttir. Basınç sınırı 1 N/ olduğuna göre ; ), Şekil 2.6

a-) Pabuç açma kuvvetini(f), b-) Frenleme momentini (, c-) mafsal kuvvetlerini ( ve ) belirleyiniz. Çözüm:,, sin = 123mm Sürtünme kuvvetlerinin momenti: ) Normal kuvvetlerin momenti: Pabuç açma momenti: F=( 2290 N Ön pabuçta frenleme momenti: =0,32.1.32 ) / 1= 366000 Nmm Artçı pabucun (soldaki) frenleme momentine katkısının bulunabilmesi için bu pabuçtaki maksimum basıncın ( ) biliniyor olması gerekir. Ancak normal ve sürtünme momentleri bu basınçla orantılı olduklarından ( ) ve dönme yönü değişse bile açma kuvveti F değişmediğinden;

Artçı pabuçtaki frenleme momenti; ( Toplam frenleme momenti; Mafsal tepki kuvvetleri: Öncü pabuç için; değerleri kullanılarak; =5030 N Artçı pabuç için kuvvet alınarak aynı işlemler tekrarlanırsa bu mafsala gelen bulunur 2.1.2 Dıştan uzun pabuçlu frenler: tambur (veya kampana) şeklindeki karşı yüzey içte dönmekte olup frenlemek için karşılıklı dıştan sürtünen bir çift pabuç tambura doğru bastırılmaktadır. İçten değmeli uzun pabuçlardaki bağıntı ve parametreler bu frenler içinde kullanılmaktadır. Şekil 2.8. Dıştan pabuçlu frenler

2.2. Bant frenler Tamburun bükülebilir bir bantla, tıpkı kayış-kasnak sistemlerinde olduğu gibi, dıştan sarılması ile oluşan fren sistemleridir. Şekil 10.9. Frenleme bandın tambura doğru çekilmesi ile olur. Frenleme momenti M f, β sarılma açısına, μ bant-tambur arasındaki sürtünme katsayısına, F 1 sarılan kol kuvvetine, F 2 boşalan kol kuvvetine bağlıdır. a-)kol kuvvetleri arasındaki fark çevre kuvvetine eşittir. = b-) Kol kuvvetleri arasındaki oran; Şekil 2.9 Bant frenler Dönme yönüne bağlı olarak kol kuvvetleri arasında daima bir fark bulunacağından bu frenlere diferansiyel bant frenler denmektedir. Şekil 2.10 dan; F.c + Şekil 2.10

olup Yazılabilir. Eğer fren F sıfır veya negatif olacak şekilde tasarlanırsa kendi kendine etkilenme gerçekleşir. Bunun için; ) Olmalıdır. Eğer F<0 olursa fren sürekli olarak kilitli kalır. F 1 /F 2 oranı değişeceğinden e μβ eşit kalmaz. ya Birim bant boyu için birim basınç, b bant genişliği olmak üzere; Olup bant- tambur arasında ortalama basınç β Örnek sayısal uygulama: Şekil 2.10 daki bant frende R=300 mm, b=400 mm, a=200 mm, c=800 mm ve sürtünme katsayısı =0,4 dür. Manivela kolunun ucuna F=50 N uygulanırsa; a-) Tamburu döndürme momenti ise sarılan ( ve boşalan ( kol kuvvetleri ne olur? b-) Eğer tambur ters yönde dönerse ne olur? Çözüm: a-) Saat yönünde döndüğü zaman frenlemenin F olmadan kendiliğinden gerçekleşip gerçekleşmediğini görmek için (b/a) koşuluna bakmak gerekir.,

= =3,5, olup koşul sağlanıyor. Bu durumda eşitliği uygulanırsa hatalı sonuç verir. Bunun yerine manivela mafsalına göre moment denklemi yazılırsa; Çevre kuvveti;, b-) Tambur saat ibresinin tam tersi yönünde dönerse fren kendi kendine kilitlenmez. Bu durumda; = koşulu sağlanır. Kol kuvvetleri artık değişmiştir. = Eşitliklerin ortak çözümünden, 2.3. Disk frenler Bu frenler tekerlekle aynı dönme eksenine sahip bir metal disk (karşı yüzey) ve diskin iki yanında semer adı verilen sürtünme yüzeyi taşıyıcılarından ibarettir. Şekil 2.12 a-) da diske b-) de semere c-) de ise semer içinde balatalara belli ölçüde kayma serbestisi tanınmıştır. Şekil 2.11 Disk fren

Frenleme momenti: Diskin çepeçevre sıkıştırıldığı fren tiplerinin diskli kavramalardan ilke olarak hiçbir farkı olmadığından sürtünme diskli kavramalar için elde edilen bağıntılar ve yapılan analizler burada da aynen geçerlidir. Disk frenler için düzgün (dağılan) aşınma varsayımı daha uygun ve kullanışlı olur. Şekil 2.12. Disk fren tiplerinin çalışma ilkeleri Pistonun balataya uyguladığı basınç, piston alanı balatanın diske uyguladığı ortalama basınç p ve balata alanı (oturma alanı) ise baskı kuvveti;, p= yazılabilir. Toplam sürtünme kuvveti; Şekil 2.13 Disk frenlerde frenleme momenti olur. Bu kuvvetin yaklaşık olarak balatanın ortalarında yoğunlaştığı ( edilebilirse frenleme momenti (sürtünme momenti) kabul bulunur. Örnek sayısal uygulama: Bir otomobilin serbest tekerleğine yük gelmektedir. Yolla tekerlek arasındaki sürtünme direncini temsil eden katsayı dir. Tekerlek yarıçapı disk sürtünme yarıçapının iki katı ( ), balata-disk arasında ve izin verilebilecek basınç p=0,5 N/ olduğuna göre balata boyutlarını ve pistona gönderilmesi gereken hidrolik basıncın belirlenmesi.

Şekil 2.14. Çözüm: Frenlemesi gereken maksimum moment Olmak durumundadır (dönme merkezine göre momentlerin dengesinden). Buradan ihtiyaç duyulan Bu toplam sürtünme kuvveti için gerekli baskı kuvveti; den Bulunur. Gerekli balata yüzey alanı Olup 80 mm x 50 mm boyutlarında bir balata yeterli olur. Balataya baskı uygulayan pistonun çapı d=30 mm ise ve Olması gerektiği bulunur.