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内容简介：

密 封 湿 式 圆 盘 制 动 器 设 计山 东 工 程 机 械 厂 范 爱 芳 郭 金 海峋 霉穷匀者摘 要 对 密 封 湿 式 圆 盘 制 动 器 的 有 关 设 计 理 论 及 优 化 设 计 依 据 做 了 简 单 介 绍 , 建 立 了 密 封 湿 式 圆 盘 制 动 器 寻优 数 学 模 型 , 并 编 制 了 相 应 的 优 化 设 计 程 序 及 实 例 计 算 。犷穷霉霉吩关 键 词 优 化 设 计 密 封 盘 式 制 动 器密 封 湿 式 圆 盘 制 动 器 , 又 称 多 片 湿 式 制 动 器 ,一 般 置 于 轮 边 减 速 装 置 内 侧 或 驱 动 桥 输 人 端 。 由 于其 密 封 性 的 特 点 , 使 其 不 受 环 境 的 影 响 , 具 有 免 维护 、 适 宜 深 水 和 泥 泞 场 地 作 业 的 优 点 , 采 用 单 制 动活 塞 推 进 机 构 , 使 摩 擦 元 件 受 力 更 加 均 匀 , 几 乎 无磨 损 , 无 需 维 修 , 圆 盘 间 隙 不 用 调 整 , 而 且 允 许 滑转 传 递 扭 矩 , 特 别 适 合 整 体 重 载 下 长 坡 制 动 工 况 。另 外 , 湿 式 圆 盘 制 动 器 易 于 实 现 系 列 化 , 只 需 要 通过 简 单 地 改 变 摩 擦 衬 片 的 数 目 , 便 可 以 得 到 一 系 列不 同 制 动 力 矩 的 制 动 器 。 油 冷 多 盘 结 构 大 大 提 高 了制 动 器 的 寿 命 。 据 统 计 显 示 在 干 燥 路 面 上 工 作 ,该 种 制 动 器 的 摩 擦 衬 片 寿 命 是 蹄 片 制 动 器 的 约 巧倍 以 上 , 是 钳 盘 制 动 器 的 倍 以 上 在 路 面 条 件 较差 的 工 况 下 , 更 能 显 示 出 其 卓 越 性 能 , 寿 命 一 般 在以 上 。湿 式 圆 盘 制 动 器 缺 点 主 要 是 其 结 构 较 复杂 , 制 造 精 度 要 求 较 高 , 更 换 维 修 存 在 一 定 的困 难 。制 动 器 有 关 设 计 理 论各 点 功 耗 沿 径 向 与 摩 擦 速 度 成 正 比 分 布 , 造 成 盘片 沿 径 向 形 成 温 度 梯 度 , 温 度 梯 度 过 大 , 将 造 成 盘片 的 热 变 形 和 热 裂 纹 。 其 恶 性 循 环 造 成 局 部 烧 损 ,最 终 造 成 制 动 失 效 。 由 此 , 在 综 合 考 虑 摩 擦 盘 、 固定 盘 表 面 的 应 力 场 和 温 度 场 的 基 础 上 , 为 确 保 各 点功 耗 相 同 即 等 温 分 布 , 可 以 建 立 以 下 平 衡 方 程式,式 中式 中图田一 摩 擦 盘 角 速 度 一 ,定 值 。则 作 用 于 整 个 摩 擦 衬 片 上 的 压 力视 其 为湿 式 圆 盘 制 动 器 的 设 计 首 先 应 遵 循 等 温 分 布 设计 原 则 。 因 为 , 在 摩 擦 盘 和 固 定 盘 之 间 存 在 着 热 机失 稳 现 象 , 这 是 由 于 在 制 动 过 程 , 摩 擦 表 面 各 点 功耗 沿 摩 擦 盘 径 向 分 布 不 合 理 造 成 的 。 如 图 , 如 果将 摩 擦 衬 片 的 表 面 沿 径 向 划 分 成 无 穷 多 个 与 盘 心 同心 的 圆 环 形 小 单 元 , 则 在 距 离 盘 心 处 的 功 耗 噪与 该 处 摩 擦 表 面 的 压 力 和 该 处 摩 擦 速 度 的 乘积 成 正 比 。即 服 “ 式 中 以 为 一 常 数由 式 可 知 , 各 点 功 耗 的 分 布 规 律 , 其 分布 不 均 匀 , 若 按 常 规 的 等 压 分 布 设 计 , 势 必 会 形 成, , “ , 厂 艺 一 , 以 一 一 乙 “ 、 兀 一 刃单 元 面 积 , 二 刀 一 一 二 摩 擦 衬 片 有 效 外 径 ,一 , 摩 擦 衬 片 有 效 内 径 ,由 式 可 得艺城 一 的一 工 程 机 械 ,又因 此即 为 活 塞 压 盘 加 于 摩 擦 衬 片 上 的 工 作 压 为 。 。 按 下 式 计 算。乙城 一 户。 一 一 一 石 , 一 一式 中 口 一 一 嘴 舌 塞 内 工 作 油 压 , 一 一 嘴 舌 塞 有 效 外 径 , 一 一 嘴 舌 塞 有 效 内 径 ,将 、 式 代 人 , 整 理 得。 , 、 、 , , 、 一 岑 “ 布 丽 等 导 万 一一 万 丁 石 一 一 气 不 下 下傲 一 , 八式 是 在 保 证 摩 擦 副 间 等 温 分 布 的 前 提 条 件下 得 出 的 单 元 压 力 沿 摩 擦 盘 径 向 犷 的 分 布 规 律 。由 式 可 以 得 出 多 片 湿 式 制 动 器 应 遵 循 非 等 压 设计 原 则 。 因 此 , 在 湿 式 圆 盘 制 动 器 的 设 计 中 , 如何 使 活 塞 压 盘 实 现 非 等 压 分 布 是 其 关 键 所 在 。单 一 制 动 器 制 动 时 的 摩 擦 力 矩 。 一 价 一式 中 单 元 面 积 , 兀 尹 一 摩 擦 面 数设 固 定 盘 数 为 , 摩 擦 盘 数 为 一一粼 一 一 摩 擦 衬 片 摩 擦 系 数 , 一 般 以 拼巧 椒 式 代 人 式 整 理 得。 一 希 , 口 司 一 , ,整 机 制 动 力 矩, 刀 。 式 中 整 机 制 动 器 数 量 , 轮 式 机 械 一 般 为 四轮 驱 动 , 。刀 一 一 析 减 系 数 , 刀整 机 制 动 力 , ,式 中 一 一 轮 胎 的 动 力 半 径制 动 距 离在 制 动 过 程 中 , 大 部 分 车 辆 在 初 速 度 , 。 时 不能 使 车 轮 完 全 抱 死 。 因 此 , 当 不 考 虑 制 动 器 吸 收的 能 量 时 , 由 制 动 力 和 滚 动 阻 力 所 做 的 功 , 将 用以 克 服 整 机 平 移 和 回 转 部 分 的 能 量 假 设 坡 度 角式 中 一 一 重 力 加 速 度牙 一 一 整 机 操 作 质 量 ,一 , 路 面 与 轮 胎 之 间 的 滚 动 阻 力 系 数 , 一般 取 人 二占 。 一 一 旋 转 质 量 换 算 系 数一 般 也 可 以 按 下 术 经 验 公 式 估 算 占 。值占 。 一 占 一 占 式 中 占 , “ 占 一 一一 一 一 变 速 器 的 传 动 比以 上 为 理 论 上 的 制 动 距 离 , 实 际 的 制 动 距 离为 口式 中 一 一 帝 动 距 离 , 制 动 迟 滞 时 间 , 。 当 驾 驶 员 急 速 踩下 制 动 踏 板 时 , 液 压 制 动 系 的 制 动器 起 作 用 的 迟 滞 时 间 约 为 或 更 短一 般 取 。 一 一 瑞 组 动 初 速 度 ,制 动 器 温 升制 动 时 , 制 动 器 将 整 机 的 动 能 转 化 为 热 能 ,相 当 一 部 分 热 能 被 摩 擦 片 和 固 定 盘 所 吸 收 , 使 盘片 温 度 升 高 , 温 度 过 高 会 造 成 盘 片 局 部 烧 损 和 摩擦 系 数 下 降 等 。 因 此 , 一 般 制 动 器 的 温 升 应 控 制在 、 , 且 每 次 制 动 的 温 升 不 超 过 , 以防 止 下 长 坡 制 动 或 滑 转 传 递 扭 矩 时 制 动 器 过 热 。制 动 过 程 摩 擦 力 矩 消 耗 的 整 机 动 能一 竺 一、 每 次 制 动 后 制 动 器 的 温 升山 一 二 尸式 中 拼 一 一 制 动 器 零 件 的 吸 热 率 , 考 虑 到 盘 片 的浸 油 冷 却 , 一 般 取 科工 程 机 械 , 二 一 一 沛 组 动 元 件 的 热 容 量 取 钢 铁 的 热 容 量 、 一 砰 一 沛 吐 动 元 件 的 质 量 主 要 是 摩 擦 盘 和 固定 盘最 优 设 计 依 据 的 条 件制 动 产 生 的 热 量 均 匀 分 布 在 整 个 制 动 器上活 塞 作 用 于 固 定 盘 上 , 推 力 应 均 匀 分 布制 动 过 程 忽 略 空 气 阻 力 的 影 响轮 胎 的 动 力 半 径 相 等摩 擦 片 与 固 定 盘 之 间 的 压 力 传 递 均 匀盘 片 冷 却 均 匀 。优 化 数 学 模 型提 高 制 动 器 的 工 作 效 率 , 缩 短 制 动 距 离 , 对 保证 作 业 、 行 驶 安 全 非 常 重 要 。 因 此 , 在 制 动 器 最 优化 设 计 中 , 应 以 制 动 距 离 为 最 小 , 作 为 最 优 化 设 计的 目 标 。 另 外 , 制 动 器 一 般 多 安 装 在 轮 边 减 速 内侧 , 其 轮 廓 尺 寸 会 受 到 限 制 , 因 此 固 定 盘 与 摩 擦 衬片 的 数 量 不 宜 太 多 , 另 外 , 过 多 的 制 动 片 将 不 利 于盘 片 间 的 彻 底 分 离 和 中 间 盘 片 的 冷 却 散 热 效 果 。 由此 , 我 们 还 应 把 固 定 盘 的 数 量 定 为 最 少 , 作 为 最 优化 设 计 的 另 一 目 标 。考 虑 到 上 述 两 项 指 标 的 重 要 程 度 方 面 的 差 异 , 。 以 引 进 加 权 因 子 , 并 将 它 们 组 合 到 总 的 目 标 函 数 中。 , 田 式 中 。 , 为 制 动 距 离 的 加 权 因 子 ,毋 为 固 定 盘 数 目 的 加 权 因 子 , 田其 中 的 设 计 变 量 可 取 为活 塞 外 径 范 围 二, ,二 一 , 二 一 ,活 塞 内 径 范 围 二二 一 , 一 二摩 擦 衬 片 外 径 范 围 ,刀 二 一 二 一 。摩 擦 衬 片 内 径 范 围 二一 一 , 一 二系 统 油 压 范 卧 。 。夕 “ , 一 尸 。 夕 。 , 一 , 妻固 定 盘 数 范 围 。 一 。 一 。一 次 制 动 后 制 动 元 件 的 温 升 值 灯灯 户 砰制 动 力 矩 , 不 应 大 于 车 轮 与 地 面 的 附着 力 矩 , 以 免 制 动 时 车 轮 打 滑 。砰 少 一 ,式 中 价 一 币 络 面 附 着 系 数 , 一 般 取 价输 入 约 束 条 件 , 勿 口 习 及 优 化 精 度二 二 止 立 一 一 兰 土 力 二 二 二随 机 产 生 个 在 可 行 域 且 至 少 个 矢 量 线 性 独 立 的 顶 点 ,构 成 初 始 复 合 形计 算 各 顶 点 的 目 标 函 数 值 , 寻 求 函 数 值最 大 的 坏 点 尸 “ ,和 最 小 的 好 点 尸 乙 气以 除 坏 点 以 外 其 余 各 点 的 , 心 为 映 射轴 心 将 丫 闭 映 射 至 尹 气弃 丫 勺 是 否 优 于 刀 丫 “ ,查 一 州 足构 成 新 复 合 形计 算 映 射 轴 心 点 函 数 值 尤 丫 勺 与 其 它 顶 点 函数 值 介 丫 习 二 差 的 平 方 和 被 除 后 再开 方 , 是 否 满 足 精 度 要 求足 卜 一 否输 出 尹 及 刀 矛 乙 ,即 为 最 优 点 和 最 优 值刁几么几皿一一约 束 条 件结 束图工 程 机 械 ,摊 铺 机 行 走 系 统 计 算西 安 筑 路 机 械 厂 于 槐 三的 刃霉霉者摘 要 在 分 析 摊 铺 机 运 动 学 及 动 力 学 的 基 础 上 介 绍 摊 铺 机 行 走 系 统 的 设 计 计 算 方 法 , 并 推 荐 实 用 的 计 算参 数 。犷霉穷霉份关 键 词 摊 铺 机 运 动 学 动 力 学 行 走 系 统摊 铺 机 是 边 行 走 边 作 业 的 路 面 施 工 机 械 。 摊 铺机 在 牵 引 工 况 时 , 需 要 克 服 由 拖 挂 熨 平 装 置 及 顶 推运 料 车 而 产 生 的 工 作 阻 力 在 运 输 工 况 下 , 仅 需 要克 服 包 括 熨 平 装 置 在 内 的 整 机 重 力 产 生 的 行 驶 阻力 。摊 铺 机 在 作 业 工 况 下 摊 铺 速 度 较 低 , 一 般 设 计的 最 高 摊 铺 速 度 不 超 过 , 通 常 使 用 的 摊铺 速 度 为 一 摊 铺 沥 青 混 合 料 、 一摊 铺 料 或 稳 定 土 。 摊 铺 机 在运 输 状 态 下 的 最 高 行 驶 速 度 不 超 过 轮胎 式 、 履 带 式 。 为 确 保 摊 铺 路 面 的 平整 度 要 求 , 摊 铺 机 应 具 有 恒 定 的 摊 铺 速 度 , 其 变 化率 应 控 制 在 以 内 。优 化 程 序寻 优 程 序 采 用 常 用 的 复 合 形 法 进 行 编 程 , 程 序流 程 图 见 图 。计 算 实 例装 载 机 的 已 知 参 数整 机 操 作 质 量 砰 二 , 轮 胎 规 格一制 动 距 离 指 标 。 , 轮 边 径 向 安 装 空 间 巧 一输 人 原 始 参 数 和 约 束 条 件 见 表摊 铺 机 在 作 业 时 , 发 动 机 输 出 的 供 行 驶 所 用 的功 率 不 太 大 , 一 般 占 发 动 机 总 输 出 功 率 的 一。摊 铺 机 的 运 动 学轮 胎 式 摊 铺 机 的 运 动 学大 多 数 轮 胎 式 摊 铺 机 的 驱 动 方 式 采 用 后 桥 驱动 。 前 轮 转 向 采 用 实