钳盘式制动器设计.pdf

钳盘 式 制 动 器 设 计 西安冶金建筑学院 周 坷 钳盘式制 动器一般用 作行车制 动器 即 对正在运行 的车辆进行 制动以降低行 驶速度 或停止行驶的 装置 对车辆 来说 它是 一个 极为重要的部件 不但 直接 影响行 车的安 垒 而 巳还与整机 的机动性和 生产率有关 对钳 盘 式 制 动 系 统 的设 计 要 求 如 下 i 操纵轻 便 灵敏 按规定 施于 制动 踏扳上的力应不 大干2 0 0 2 5 O N 踏板行 程 刁 大 干1 5 0 2 o o m m 2 工 作 可靠 能为车辆提 供足够 的 制动 力 3 铷 动性能稳定 摩擦 片摩擦系数 的变 化相对于输 出制动力矩的变 化小 4 制动过程乎 稳 进行 制动时制动力 增 加平 稳而迅速 j解除制动 时制动 力 消 除 迅 速 井要 求前后桥 的制动力分配合理 左右 轮的 制动力矩相等 以提 高车辆制动 时的稳 定性 5 排水性 散 热性 好 维修调整 方便 由于 钳盘式制动 系能 较好地符 合以上各 项要求 所 以近年来 在 国内外各种 自行 式 建筑 机械上 钳盘式制 动器得 到 了广泛 的应 用 一 钳盘式制动 器的结构 钳盘式 制动器有 固定夹钳 式和浮动 夹钳 式两种 固定 夹钳式制动器 可分为内外夹 钳式 和整俸夹钳 式两 种 图 I为内外夹钳式 制动 器 制动盘 3通 过螺 栓 9与 车轮轮毂联接在 一 起 内钳 I借 助于 螺栓 l 0 固定在驱 动桥的 桥壳上 内外两侧钳壳 实际上各为 一个 制 动油缸的缸 体 其中各装 有活 塞 6 制动 油 缸 的缸壁上装有矩形 密封 圈 7 为 防 止 尘 土 泥沙 沾污油 缸 靠近摩 擦片一端装 有防 建 筑 机械 他1 3 9 N o 5 尘 圈 2 摩擦片组件 4是用酚醛树 脂热压 在 钢制底板上耐 组成 钢 制底 板上有销 孔 使 其 可沿固定在 内外夹钳 I 8上 的销轴 5作 轴 向移 动 当摩擦 片严重磨损 需要更换时 拔 出销轴 5 即可将 旧摩擦片抽 出 新摩擦 片装人 维 修保 养比较 方便 圈1 内外 央钳 盘 式 制 动器 制动时 在 油压作用下活塞推动 摩擦片 4使左右两摩擦片压 紧制动盘 3 达 到制动 的 目的 解除 制动 时 借助矩形密封 圈 7使 活塞 6回位 图2 0 为进行制动时 活塞 3被 制动油压推向 右行 行程为 0 I mm 左 右 其方向如 图中箭头 所示 在活塞 与矩 形密封 圈 2的摩 擦力 以及缸 体与活塞间 隙内 的油压 压 力的作用下 使密封 圈产生弹 性 切 向 变 形 同时压紧制动盘 I 达到制动 的 目的 图2 6 为解除制 动时 作用于活塞 3上 的制动 油压 解除 矩形密封 圈 2恢复原形 井 依靠 摩擦 力把活塞 3带 回原 位 保证摩擦 片和制 动盘之间必须的间隙 当摩擦片磨损后 摩 擦 片和制动盘之间 的间隙增大 制 动时 活塞 向右移动 量增加 制动 油压力将克服摩擦 力 使活塞相 对于密封 圈向右 移动 直至压 鬟制 l 维普资讯 动 盘为止 当制动解 除后 制动油压消 除 括塞退 回的行程仍然 等于矩形密封 圈的切 向 变形 量 从而达 到 自动补 偿摩 擦片磨损阃 隙 的 要 求 图 3整 体央 钳 盘式 制 动 器 1 话 塞I 2 整 俸 夹钳 3 一 制 动盘 4 一 摩擦 片 组件 5 一 睹 尘匿 6 一 端盖 7 一 油管 接头 8 一 矩形 密封 圈 2 浮动 夹钳 式 制动器 也可分为 两种 印 制动盘浮动式 图4 a 和夹钳浮 动 式 图 4 6 其特 点是 只 需要 一侧布置油缸 零 件 数较少 制 动液吸收制 动盘 的热量 也比较 少 重量较轻 成 本较低 其 缺点是运动件 和导 向件之间容 易发生卡 住现象 其刚性不 如 固定夹钳 式好 因此在 自行式 建筑机械 中 2 图 浮 动 武 钳 盘制 动 器 1 夹钳 2 一锕 板 3 一 带 I 动盘J 4 一 摩攘 片 5 矩 形密 封龋 6 括 塞 一半 轴壳 体 8 一 车 轮艳 毂I 9 滑 动花 键 夹 钳铰 接 扳 应 用较少 二 钳 盘式制 动器的 计算 1 根据 路面附 着条件 计 算出地面 能提 供 的最 大制动力矩 空载工况 下地 面能 提供 的 最大 制 动 力 矩 为 一 O r N m 1 式 中G 空 载时 车 轮 承 受 的 地 面 垂 直 反 力 N 附着系数 r 车 轮的动力半径 m 满载工况 下地 面能提 供 的 晟 大 制 动 力 矩 一为 GMO r N m 2 式 中G 椭 载时车轮承受 的地面 垂 直 反 力 N 2 空载时制动器需要 的制动 力矩 射 为 M r N m 3 式中g 重 力加速 度 9 8 m s 空载时 的制动减速度 可按 下 式 计 算 m sm l 4 h 瓦 丽 4 式 中 I 空载时实际 制动距离 m 空载 时制动初速度 Kmt h 3 满载时 制动器需 要的制动力矩肘 为 维普资讯 M N 5 式 中 满载 时的 制动 减速 度 可按下 式计算 麦 m m 6 J 瓦 I 式 中 s 满载时 实际制 动距 离 m j 矿 满载 时制动初速 度 km h 4 钳盘式 制动器 有关 参数的确 定 钳盘 式制 动器的结构 和尺寸 可参考 同类 型车辆 来确 定 同时要 考虑安 装的可能性 如制动 盘的 直径 括塞直 径Dw 及 其端面 积 w 摩 擦衬 片的内外半径 曰 曰 等 见 图 5 都要 考虑安装 部位 尺寸 的限 制 每 个制动器一侧 的括塞 端面 积 为 A z 4 D f m m 7 式中D 活塞直 径 mm t 每个 制动器 一侧的活塞数 目 制动盘 3的平均 半 径曰 为 R t RI R2 2 m m 8 精 确计 算时 制动盘 3的计算半径曰 为 t Ro m m 9 式 中 摩擦衬 片内 外半径之 比 图5 钳 盘式 制 动 器有 关参 数 的 确定 1 一 摩撩 村 片 2 括 塞J 3 制动 盘 5 每 个制动器能提供 的制动力矩 M 为 M 2 PR 1 0 一 N m 1 0 式 中 p 作用在摩 擦衬 片 上 的 正 压 力 N 摩擦 系数 作用干摩擦衬 片上 的正压 力P 由油缸 内 的油压 P 和活塞 端面 积 所决定 即 P P口 N 1 1 6 估算摩擦 衬片的承压面积 A P口A g m m 1 2 式中摩擦衬 片的许用比 压 g 一 般 可 取 3 MPa 制 动油缸 内的 油压 可取 1 0 M Pa 7 假 定所设计机 械为4 4 轮 式 车 辆 底 盘 则还应 考虑前 后桥 翩动 力的合理分配 问 题 因为 有效 制动 力P 的 最大值 P 受 轮胎 与地面 问的附着 力z 的限制 即 P Z N 1 3 式中z为作用在车 轮上 的地面垂直反 力 N 当有 效制动力达到 极限值时 P 一 z 车轮将停止旋转 而发生滑移 印所 谓 车轮 抱死 或 拖印子 这是 制动 工况 中所不希望的 理 想的最佳 制动工况 应是 车 轮将 抱死 而 未 抱死 轮胎临近 滑 移 而仍然捂着 地面滚动的工况 前后轮 制动 力理想的分配 比为 鲁 P 等L O H 一 P 一 J q 式 中P r一前桥 翩 动 器 产 生的 制动 力 N I Pn 后桥翩 动 器 产 生的 制动力 N 日 车辆 重心 高度 m j 上r 整车 重心至 前桥距 离 m 上 整车重心 至后桥距 离 m 当车轮在 不周附 着 系数路 面上制动 时 如 果前后桥 制动 器所 产生 的制动力始终等于 前 后轮的附着 力 即前后轮同 时 抱死 制 动效果最好 这样 的制动 力分配 称为理 想 制 动 力 分 配 8 摩擦 衬片许 用比压 g 的验 算 q P 口 M Pa 1 5 空 载时实 际需要的 油缸 油压 P 为 M Pa 1 6 满载时实 际需要 的油虹 油压 p 为 维普资讯 小 车变幅塔 机 长臂 架 吊点 位 置近 似计 算 国营江麓机械厂 邹 力 生 提 要 本 文 假定 在 吊臂 自重 作用 下 小车 无 爬坡 使 吊 臂 跨 内顶 面 近 似 保 持 水 平为 控 制 条 件 来确 定单 吊点 的 位置 l它 与 目前 国 内 外产 品 吊 点 实际 位 置基 本响 台 对 双 吊 点 吊臂 我 们 将 吊臂 自重 转 换成 集 中 荷重 根 据 三 种 最不 利 工 况 产生 昂 大 弯 矩 相 等 的 条件 给 出双 吊点 的近 似位 置 它 与 国 内外塔 吊实 际 吊 点位 置 相接 近 一 草 吊点位 置确定 单 吊点 的确定可 利用 吊臂 自重 口作 用 下 使小车 无爬 坡现 象 亦即 吊臂 跨 内顶面 近似保 持水平为依 据 进行 推导 如 图 1 由于 悬臂弯矩 M一 i 2 q 1一 作 用下 AB粱 中点 的向上拱度 可 根据 材 料 力学基 本公式或文 献 1 得 q 1 一 面 了一 古 q 1 一 it 简支粱AB在 g作用下 中点 向 下 弯 曲挠 度 为 5 q i 一 厂 使 口 口 筝 喜 生 一 1 f B 嗤1 文 献 2 单 吊点 0 6 1 4 我厂 QTs o C 单 吊点 o 6 2 1 故以上计 算结 果根据节点 位置略作 调整便可 确定实际具体 位置 二 双吊点位 置的确定 双 吊点长 臂架可看成 弹性支承 两跨连 续 P a l MPa 1 7O h 1 9 摩擦片平均 单位 摩擦功工的验算 工 N m ra m 1 8 式 中 整 车重量 N 制动 初速度 Km h XA 摩擦衬片的总 面积 r l 3 m 一 般 当V 3 0 Km h时 工 0 7 2 N m mE 2 1 0