鼓式制动器疲劳试验研究.doc

叉车鼓式制动器疲劳试验研究1、研究鼓式制动器疲劳寿命的意义制动器是具有使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件，俗称刹车、闸。制动器主要由制架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置，叉车制动器是制约叉车行驶运动的机构，它可以用来降低叉车的行驶速度直至完全停止。叉车行驶的安全性，很大程度上取决于制动装置的工作可靠性，由于叉车使用中制动频繁，因此研究制动器的疲劳寿命显得非常重要。2、叉车制动器的试验原理及试验装置2.1疲劳试验工况试验过程中，摩擦片的温度、制动分泵的压力、制动器相对于制动鼓的转速等都将影响动摩擦系数即动态制动力矩，因此疲劳试验时，必须合理的确定试验参数。初期磨合：由于制动器的制造、装配及其对偶件的制造误差，试验时制动器与其对偶件的接触面积难达到80%以上，这样就会造成制动力矩的不稳定，因此需进行磨合试验。按照相关的试验标准确定试验参数，以相当于一定制动减速度的制动力矩实施制动，磨合制动次数为制动力矩稳定时为宜，制动器试验温度以不影响制动器摩擦材料热衰退温度为宜，制动持续时间与整车使用过程中的制动时间相同，试验频率根据驱动装置所允许的换向频率而定（正反转制动试验交替进行）。疲劳试验：初期磨合试验结束后，按制动器图纸设计要求调整制动间隙，在此具有间隙自调功能的制动器不需要调整，以相当于一定制动减速度的制动力矩实施制动，其它参数同初期磨合时的参数。 2.2 疲劳试验装置2.2.1试验原理介绍鼓式制动器试验时，由下图1所示中的动力源摆动缸1带动联轴器2及对偶件制动鼓3转动，通过给被试件制动器4的制动分泵充制动液或液压油，使鼓式制动器的蹄片撑开与对偶件制动鼓3贴合得到扭矩输出.由于制动器的疲劳试验与制动器的性能试验不同，没有采用惯量盘模拟其正常使用的工况，在此采用恒扭矩控制，下面将对扭矩控制等进行详细介绍。图1 试验装置布置图1、摆动缸 2、联轴器 3、对偶件（制动鼓） 4、被试件（制动器） 5、检测装置2.2.2 摆动缸动作控制下图2为摆动缸的进油系统；通过齿轮泵从油箱吸油供给摆动缸4，控制电磁换向阀2的换向来控制摆动缸4的正反转，调节主油路安全阀1和溢流阀3的压力大小来控制摆动缸4转动的速度，调节压力的大小通过压力表5读取，但主油路安全阀的压力设定不能超过摆动缸图纸要求的最大压力。此摆动缸的摆动角度为，摆动缸换向控制方式有两种，一种是在PLC中输入电磁阀的换向时间即时间控制换向，一种是通过在摆动缸的安装支座上安装行程控制开关即行程控制换向。制动器的对偶件制动鼓与摆动缸的输出轴是用联轴器联接的，摆动缸带动制动器对偶件制动鼓正反转模拟了整车前进、后退的工况。图2 摆动缸进油系统 1、主油路安全阀 2、电磁换向阀 3、溢流阀 4、摆动缸 6、压力表2.2.3 制动扭矩大小控制在制动器疲劳试验中制动扭矩的大小是通过调节制动器供油系统中制动总泵压力的大小，在整车上制动总泵压力的大小又是通过踩下踏板行程的大小来控制制动总泵行程的大小即制动总泵压力的大小，在制动器疲劳试验装置中也用到了整车制动系统中的制动总泵，但制动总泵压力的大小是利用气缸来推动制动总泵的顶杆来控制制动总泵的行程进而控制制动总泵压力的大小。2.2.4制动扭矩的检测下图3检测装置是对上图1试验装置布置图中检测装置5的分解，当整个试验系统开始工作时，制动器摩擦片与制动鼓贴合，制动器有被制动鼓带动绕图3所示回转中心旋转的趋势，由于制动器与杠杆臂通过连接装置固连成一刚体，即杠杆臂有绕回转中心旋转的趋势。杠杆臂的两端分别安装一个螺栓4，螺栓的头部与固定在支架上的两个荷重传感器3的球面接触，当杠杆转动时，螺栓4的头部压迫荷重传感器3，荷重传感器3通过荷重传感器信号转换变送器将压力值显示在PLC控制面板上，也可以通过程序设定，乘以杠杆臂的长度，在面板上就会以制动力矩的形式显示。 图3 检测装置1、杠杆臂 2、支架 3、荷重传感器 4、螺栓2.2.5制动试验温度的控制和试验次数记录试验温度对制动器摩擦性能的影响很大，因此疲劳试验时需控制制动摩擦片表面的温度，以免温度过高造成制动器摩擦系数降低，影响疲劳试验效果。控制制动鼓表面的温度的方法有两种，一种是利用点温记测量制动鼓表面温度，当台架制动鼓表面温度达到或接近规定值时停止试验，当温度低于设定值温度时再继续进行试验，试验的次数自动累计，此种温度控制方法比较麻烦，需要间断的去测量制动鼓表面温度，比较麻烦；另一种是利用热电偶测量， 热电偶的安装执行标准QC-T556-1999 汽车制动器温度测量和热电偶安装，此方法能比较准确测量制动器摩擦片表面的温度，自动化程度高。2.2.6 试验设备通用性的实现通过更换制动器与制动鼓的连接工装，就可以实现1-10吨不同吨位级制动器的疲劳试验，为了疲劳试验扭矩显示的准确性，最好在试验不同吨位级制动器时，更换