UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAS DE INGENIERIA AGRICOLA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA

TEMA : DISEÑO DE FRENOS

DOCENTE : ING. ALVAREZ DEZA JORGE

INTEGRANTES : HOYOS BUSTAMANTE ALAN

VALDERA BENAVIDES EDSON

REYES MENDOZA LUIS DIEGO

SERNAQUE ZAVALETA LUIS

VÁSQUEZ GUEVARA GIANCARLO

ANDRE DEZA SANTA CRUZ

DISEÑO DE FRENOS

INTRODUCCIÓN Se llama freno a todo dispositivo capaz de modificar el estado de movimiento de un sistema mecánico mediante fricción, pudiendo incluso detenerlo completamente, absorbiendo la energía cinética de sus componentes y transformándola en energía térmica.  El freno está revestido con un material resistente al calor que no se desgasta con facilidad, no se alisa y no se vuelve resbaladizo. Los frenos son sistemas mecánicos que mediante rozamiento permiten regular la velocidad de movimiento de árboles y otros elementos, bien disminuyéndola o bien manteniéndola. Es utilizado por numerosos tipos de máquinas. Su aplicación es especialmente importante en los vehículos, como automóviles, trenes, aviones, motocicletas o bicicletas. Pero para mayor funcionamiento, seguridad, etc.

DISEÑO DE FRENOS

COMPONENTES DEL SISTEMA DE FRENADO

• Pedal de freno: Pieza metálica que transmite la fuerza ejercida por el conductor al sist.hidráulico. Con el pedal conseguimos hacer menos esfuerzo a la hora de transmitir dicha fuerza.

• Bomba de freno: Es la encargada de crear la fuerza necesaria para que los elementos de fricción frenen el vehículo convenientemente. Al presionar la palanca de freno, desplazamos los elementos interiores de la bomba, generando la fuerza necesaria para frenar el vehículo;

• Canalizaciones: Las canalizaciones se encargan de llevar la presión generada por la bomba a los diferentes receptores, se caracterizan por que son tuberías rígidas y metálicas, que se convierten en flexibles cuando pasan del bastidor a los elementos receptores de presión

• Bombines (frenos de expansión interna): Es un conjunto compuesto por un cilindro por el que pueden desplazarse uno o dos pistones, dependiendo de si el bombín es ciego por un extremo o tiene huecos por ambos lados (los dos pistones se desplazan de forma opuesta hacia el exterior del cilindro.

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FUNCIONAMIENTO DE LOS FRENOS

Los frenos detienen el automóvil al presionar un material de alta fricción (pastillas o balatas) contra los discos o los tambores de hierro atornillados a la rueda, y que giran con ella. Esta fricción reduce la velocidad del automóvil hasta detenerlo.

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COMPONENTES BÁSICOS

• Pedal de freno• Reforzador de potencia • Cilindro maestro• Líneas y/o tuberías de frenos• Válvula de combinación• Sistema de freno de disco• Sistema de freno de tambor • Luz de advertencia de freno (Conmutador de luz stop)• Freno de estacionamiento

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TIPOS DE FRENOS

FRENO DE TAMBOR:Estos dispositivos están constituidos por una zapata que obliga a entrar en contacto con un cilindro solidario al eje cuya velocidad se pretende controlar, la zapata se construye de forma tal que su superficie útil, recubierta de un material de fricción, calza perfectamente sobre el tambor. Una vez más, al forzarse el contacto entre zapata y tambor, las fuerzas de fricción generadas por el deslizamiento entre ambas superficies producen el par de frenado.

Zapatas: Son bloques de madera o metal que presiona contra la llanta de una rueda mediante un sistema de palancas, existen dos tipos que son: De fundición. Compuestas.

Este tipo de freno consta de un tambor, por lo general realizado en hierro fundido, solidario al cubo de la rueda, en cuyo interior, al pisar los frenos, se expanden unas zapatas de fricción en forma de "C" que presionan

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contra la superficie interna del tambor. Ya no se utilizan en el tren delantero de los coches modernos, que es el que soporta el mayor esfuerzo en la frenada, porque presentan desventajas a la hora de disipar el calor, y porque al ser más pesados que los frenos de disco pueden producir efectos negativos en la dirección del vehículo. Sí se utilizan con frecuencia en el eje posterior de muchos vehículos, combinados con discos delanteros.

Partes Del Freno De Tambor:

• Tambor del freno• Zapata• Resortes de retorno de las zapatas• Plato de anclaje• Cable de ajuste• Pistón hidráulico• Cilindro de rueda

DISEÑO DE FRENOS FRENO DE DISCOS

Se componen de un disco montado sobre el cubo de la rueda, y una mordaza colocada en la parte externa con pastillas de fricción en su interior, de forma que, al aplicar los frenos, las pastillas presionan ambas caras del disco a causa de la presión ejercida por una serie de pistones deslizantes situados en el interior de la mordaza. La mordaza puede ser fija y con dos pistones, uno por cada cara del disco.

DISEÑO DE FRENOSEste sistema de frenado tiene las siguientes ventajas:

• No se cristalizan, ya que se enfrían rápidamente.• Cuando el rotor se calienta y se dilata, se hace más grueso,

aumentando la presión contra las pastillas.• Tiene un mejor frenado en condiciones adversas, cuando el rotor

desecha agua y el polvo por acción centrífuga.• Por otra parte, las desventajas de los frenos de disco,

comparados con los de tambor, son que no tienen la llamada acción de servo o de aumento de potencia, y sus pastillas son más pequeñas que las zapatas de los frenos de tambor, y se gastan más pronto.

FRENO DE CINTA:Posiblemente el dispositivo de freno más sencillo de concebir es el llamado freno de cinta o freno de banda, el cual consiste fundamentalmente de una cinta flexible, estacionaria, que se tensa alrededor de un cilindro solidario al eje cuya velocidad se pretende modificar, la fricción existente entre la cinta y el tambor es responsable de la acción del frenado.Se usa en las máquinas de vapor, en los vehículos a motor y en algunos tipos de bicicletas, pero sobre todo en aparatos elevadores.

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FRENOS HIDRAULICOS:

El sistema de frenos hidráulicos usado en el automóvil es un sistema de múltiple sesión de pistones. Ya que este sistema permite que se transmitan fuerzas hacia dos o más pistones en la manera indicada en la figura.Cuando el pedal del freno es accionado, la presión del pedal de freno mueve el pistón dentro del cilindro maestro, forzando el fluido del freno desde el cilindro maestro por medio del tubo y la manguera flexible del cilindro de las llantas. Cuando la presión en el pedal es liberada, el resorte en la zapata de frenado regresa los pistones en los cilindros de las llantas a su posición liberada. Esta acción fuerza el desplazamiento del líquido de frenos de vuelta por medio de la manguera al cilindro maestro. La fuerza aplicada en el pedal de frenado produce una fuerza proporcional en cada uno de los pistones de salida los cuales aplican la fuerza sobre las zapatas friccionantes contra el giro de la llanta retardando la rotación.

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FRENOS MOTORES:

Electrodinámicos:Cuyo fundamento es hacer que el motor trabaje como generador. Sólo se aplican a ejes motores. Estos a su vez pueden ser:

Reostáticos: Se aplican en locomotoras eléctricas. Se basa en que la inercia del motor, una vez desconectado de la red, hace que éste siga girando, pasando a funcionar como generador y de este modo la energía mecánica acumulada se va disipando en unas resistencias en forma de energía eléctrica, creando a su vez las corrientes circulantes por los devanados un par contrario al de giro, que hace que disminuya la velocidad del motor hasta valores en que los frenos de fricción puedan actuar y detener la máquina.

De recuperación: Se basa en conseguir transformar la energía cinética del tren en energía eléctrica reenviándola a la red. Se suele aplicar en el caso de trenes de cercanías y con grandes pendientes.

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LOS FRENOS DE ZAPATA EXTERNA O DE BLOQUE:

Constan de zapatas o de bloques presionados contra la superficie de un cilindro giratorio llamado tambor de freno. La palanca puede estar rígidamente montada sobre una palanca articulada.

LOS FRENOS DE ZAPATA DOBLE:

Se utilizan comúnmente para reducir las cargas en el eje y en los cojinetes,

LOS FRENOS DE BANDA:

Constan de una banda flexible enrollada parcialmente alrededor del tambor, se accionan halando la banda fuertemente contra el tambor. La capacidad del freno depende del ángulo de abrazamiento, del coeficiente de rozamiento y de las tensiones en la banda.

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PROBLEMAS COMUNES DE FRENADO:

Bloqueo de ambas ruedasExceso de frenado en el tren delantero (error de

aplicación de la balata)

Bloqueo de ambas ruedas traseras

Exceso de frenada en tren trasero, balata con demasiado

coeficiente de fricción.

Falta reparto de peso en esa rueda.

Aceite en ese disco. Falta de retorno en bobines de la

pinza.

Balatas vitrificadas Exceso de temperatura

El pedal rebota, parece ABS Disco alabeado o roto

El pedal sigue bajando si se

mantiene pisado

Aire en el circuito, purgar o revisar fugas en retenes o

tubos.

Bombas dañadas.

El pedal no vuelve a su altura de

reposo

Resorte y cojinete del pedal, verificar juego de

empujadores – bomba.

Resorte y cojinete del pedal, verificar juego de

empujadores – bomba.

Contratuerca del eje del pedal excesivamente apretada.

Verificar si existe obstrucción física.

Aire en el sistema.

El pedal no se mantiene fijo bajo

presiónBalatas muy gastadas.

El pedal tiene excesivo recorridoBomba muy pequeña.

Cambiar el líquido de frenos o purgar.

El coche se jala hacia un lado al

frenar

Pistón pegado.

Balatas mal colocadas.

Verificar que la caída y el avance son simétricos

(alineación).

Reparto de pesos por esquinas.

Suspensión rota, floja o con exceso de juego.

DISEÑO DE FRENOS

EL SISTEMA DE FRENOS Y EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE:

El sistema de frenos juega un papel muy importante tanto en la seguridad como en el rendimiento de un automóvil por ejemplo unos frenos demasiado ajustados podrían provocar:

• El sobrecalentamiento de las balatas

• Generar la cristalización de las mismas provocando una falta de frenado

• Calentamiento excesivo

• Daño a los sellos de los cilindros (“gomas”)

• Daño al neumático (generalmente en forma de pequeñas grietas “cuarteamiento de las caras”)

DISEÑO DE FRENOS

• Falla en los sellos de las ruedas (retenes) y por lo tanto fuga de aceite del diferencial o del trans- eje contaminando las balatas

• Reducción en la capacidad de frenado

• Sobre consumo de combustible (en un 10% o más).

Es importante hacer revisiones frecuentes (una vez a la semana) para determinar si no hay fugas de líquido de frenos, estas fugas se pueden detectar porque generalmente se bajan los niveles de los depósitos del líquido de frenos.

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CONCLUCIONES

o Los frenos constituyen una parte fundamental del diseño de elementos de máquinas, actualmente es común ver estos dispositivos principalmente en cualquier tipo de automóviles.

 o Los frenos utilizan la fricción como medio de funcionamiento. o Cualquier sonido al frenar obliga a hacer mantenimiento ya que

las pastillas cuentan con sensores que emiten sonido cuando están cerca del desgaste.

 o En una situación de emergencia en la que el sistema completo

de frenos falle (ya que la distribución se la liga se hace en circuitos independientes para que cuando uno falle, el otro no), es posible frenar el vehículo con el freno de mano, pero se corre el riesgo de que las ruedas patinen sobre el pavimento por ser bloqueadas bruscamente.