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Embragues, frenos, coples

Embragues y frenos cónicos

Materiales de fricción

FRENOS DE DISCO

Aumento de temperatura

Consideraciones sobre energía

Se ha visto que los frenos de aro o tambor se pueden diseñar para que sean autoenergi-

zantes. Aunque esta característica es importante para reducir el esfuerzo de frenado que se

requiere, también tiene una desventaja. Cuando los frenos de tambor se emplean como frenos

de vehículos, incluso un cambio ligero en el coeficiente de fricción causará un gran cambio en

la fuerza del pedal que se necesita para frenar.

El embrague se desactiva por medio de una horquilla que se

ajusta en la ranura de cambios sobre el cono de fricción. El ángulo del cono α y el diámetro y

ancho de cara del cono son los parámetros geométricos importantes de diseño. Si el ángulo

del cono es muy pequeño, digamos, menor que 8° aproximadamente, la fuerza que se requiere

para desactivar el embrague puede ser muy grande.

El aumento de temperatura del ensamble de embrague o freno se calculan de manera aproxi-

mada mediante la expresión clásica.

Las anteriores ecuaciones de incremento de temperatura pueden utilizarse para explicar lo

que sucede cuando funciona un embrague o freno.

Cuando se detiene el movimiento de los elementos rotativos de una máquina por medio de un

freno, este debe absorber la energía cinética de rotación. Esta energía se manifiesta en forma

de calor. De la misma manera, cuando los elementos de una máquina que al principio están

en reposo se aceleran, debe ocurrir un deslizamiento en el embrague hasta que los elementos

tengan la misma velocidad que el impulsor.

Un freno o embrague de fricción debe tener las siguientes características del material del recu-

brimiento, hasta un grado que depende de la intensidad del servicio:

• Un coeficiente de fricción alto y reproducible.

• Inalterabilidad ante condiciones del medio, como la humedad.

• Capacidad para soportar altas temperaturas, junto con una buena conductividad y difusivi-

dad térmicas, así como calor específico elevado.

• Buena resiliencia.

• Alta resistencia al desgaste, rayado y raspadura.

• Compatibilidad con el entorno.

• Flexibilidad.