制动轮设计说明书

1、制动轮设计规范制动轮本标准适用于制动轮直径为100 800毫米的盘式制动器。技术要求轮辋表面淬火硬度为35 45hrc，深度为2 3毫米。材料zg270500。键槽的类型、尺寸和公差应符合国标385297 联轴器轴孔和联接型式及尺寸。标记示例：制动轮200y60 jb/zq 438986200-制动轮直径，mm1制动轮简介制动轮是制动器的重要组成部分，是使机械中运动部件停止或减速的机械部件。制动器主要由制动架、制动部件和操纵装置组成。一些制动器还配有自动调节装置，用于制动间隙。为了减小制动力矩和制动器的尺寸，制动器通常安装在机构的高速轴上，即电机或减速器的输入轴上。然而，安全要求高的大型设备(

2、如矿井提升机和电梯等。)应安装在设备工作部分附近的低速轴上。在特殊情况下，也有制动器安装在中速轴上，例如，负载制动器需要浸入油中。一些电动葫芦安装在减速器壳内，以减少热量和磨损。2制动轮的工作原理制动轮的工作原理是利用摩擦副产生的摩擦力矩来实现制动，或者利用制动力和重力之间的平衡来保持机器的运行速度不变。具体如下：制动器通过摩擦副之间的摩擦产生制动效果，其中一个摩擦副与机构的固定架连接。另一组与机构转轴连接。当机构启动时，摩擦面脱离，机构的转动部分可以运转；当机构需要制动时，摩擦面接触并压紧。此时，摩擦表面之间会产生足够大的摩擦力矩，这将消耗动能并使机构减速，直至停止运动。制动状态还可以防止机

3、构在外部负载的作用下移动。采用摩擦制动的优点是制动机构稳定可靠，有时制动力矩可以根据需要进行调整。3制动轮的使用制动轮几乎是所有起重机机构中不可缺少的一部分。举升机构中必须安装可靠的制动器，以确保举升重物能够停止在空中。自重未完全平衡的起重臂也必须用制动器保持在某个位置。运行机构和回转机构也需要制动器在一定的时间或行程内停止它们。对于在露天或斜坡上工作的起重机，制动器还可以防止风吹或滑下。只有速度很低、阻力很大的室内起重机的运行机构才能不配备制动器。一些起重机的提升机构也使用制动器以所需的速度降低物品，例如卡车起重机和淬火起重机。综上所述，制动器具有以下三种功能。1)支持保持不变2)停止利用摩

4、擦消耗运动部件的动能，并在一定的减速度下停止机构。3)下落的重量平衡了制动力和重力，因此移动体以稳定(恒定)的速度下降。在起重机的各种机构中，制动器可以具有一种或多种上述功能。设计或选择制动器时，应充分注意制动器的任务和要求。例如，支撑制动器的制动力矩必须有足够的储备，也就是说，应该保证一定的安全系数。对于安全性要求高的机构，需要安装双制动器，如运输铁水包的提升机构。规定必须安装两个制动器，每个制动器都可以安全地支撑钢包不掉落。对于落锤式制动器，应考虑散热问题，必须有足够的散热面积来消散重物势能产生的热量，以避免制动器过热而损坏或失效。4制动轮结构制动轮通常由铸钢制成，低转速的制动轮也可以由精

5、细结构的铸铁制成。使用铁制动轮可以减少制动衬片的磨损。国外用含钼、铬或镍的合金铸铁制造制动器。为了提高制动轮摩擦面的耐磨性，最好进行表面淬火，使硬度达到hrc 35 45，深度为2 3 mm的制动轮表面粗糙度ra为12.5 6.3 m。如果表面粗糙度过低，磨合过程中制动衬片会磨损过多。安装在高速轴上的所有制动轮都应进行加工，否则，它们应保持平衡，以避免因质量不平衡而引起的振动。制动轮的宽度通常比制动片的宽度大5-10毫米。制动轮的直径是根据制动力矩和制动衬片的允许比压确定的。5制动衬片的要求：1)摩擦系数大。2)恒定摩擦系数。3)允许的高工作温度当衬里达到极限工作温度时，总摩擦系数急剧下降，磨

6、损加速。4)耐磨性。5)不要伤害制动轮。6)允许的比压较大。7)具有适当的刚性，。刚性高的材料需要较小的行程来释放制动器，但是如果刚性太高，材料将失去其缓冲效果，这将在加载制动器时增加负载。8)适当的柔性便于弯曲，以适应管片的圆弧，否则，应制成定型产品。9)导热性一般来说，摩擦材料的导热性不好。为了提高导热性，一些制动衬片添加了具有良好导热性的铜线或铜粉。摩擦衬片的6种主要类型：1)棉制品的摩擦系数大，=0.45 0.55，最大允许工作温度约100，允许比压也低，p=0.05 0.3 n/mm2。2)用沥青或亚麻籽油浸渍的石棉布可以增加强度，这是一种常见的材料。摩擦系数=0.350.4，最大允

7、许工作温度175200，允许比压p=0.05 0.6n/mm2。3)石棉制品与橡胶和少量硫磺混合，然后硫化。摩擦系数=0.420.53，最大允许工作温度220，允许比压p=0.05 0.6 n/mm24)石棉树脂材料是将石棉纤维或石棉线与树脂粘结剂和各种填料混合，然后热压而成。这种材料的最高允许工作温度与粘合树脂的分解温度有关。酚醛树脂通常用作粘结剂，重晶石用作填料，可以增加耐磨性和摩擦系数的稳定性。黄铜丝碎片或黄铜粉尘经常混合在一起以提高耐热性。摩擦系数=0.350.5，最大允许工作温度250，允许比压p=0.15 0.8n/mm2。5)粉末冶金摩擦材料、金属粉末、石棉、石墨等材料压制烧结。

8、允许工作温度在600以上，允许比压为1 1.5 n/mm2。粉末冶金材料是一种相对较新的摩擦材料，它主要由金属制成，通常是铁或铜，并添加有提高摩擦系数的成分，如石棉、二氧化硅、氧化铝、碳化硅等。以及用于减少磨损的润滑部件，例如石墨、铅、二硫化钼、金属硫等。通过调整每种成分的含量可以获得所需的性能。将各组分按一定比例混合均匀，在钢模中压制成型，然后在保护气氛中烧结。铜基粉末冶金摩擦材料不易与钢双材料结合，适合作为离合器，尤其是湿式离合器的摩擦材料。在高速重载制动中，瞬时摩擦表面温度可达1000以上，且大多采用铁基材料。下表列出了常用制动粉末冶金摩擦材料的成分和性能。常用制动粉末冶金摩擦材料的组成

9、和性能粉末冶金摩擦材料的导热系数远高于石棉树脂材料，前者为4.18千瓦/(m2k)，后者为0.04千瓦/(m2k)。这对保护双材料免受过热有很大的影响。粉末冶金摩擦材料的摩擦系数也随着比压和相对速度的增加而降低。然而，由于其高强度、高允许比压力和高工作温度，它特别适合高速和重载工作。在高温下工作时，磨损超过制动衬片的固定方法通常采用铝铆钉或低碳钢空心铆钉将衬片和瓦片铆接在一起。通过铆接，内衬材料的利用率只有50%左右。采用胶粘方法可以大大提高材料的利用率，延长衬里材料的更换周期。方法是将内衬材料粘在2.5 3毫米的钢板上，将钢板插入瓷砖的凹槽中，用压板和螺钉将两端固定。第四章制动器的选择和使用

10、4.1静力矩提升额定载荷时作用在滚筒轴上的静力矩mjt=(pq po)do/2mzdt其中mjt静态力矩，单位为牛米m-滑轮组倍增系数。z-滑轮组效率。d导轮效率。 t 滚筒的机械效率滑轮效率阻力系数zm 2 3 4 5 6 8 10滚动轴承0.98 0.02 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.935 0.916滑动轴承0.95 0.05 0.975 0.95 0.325 0.9 0.88 0.84 0.8作用在电机轴上的静力矩为：mj=mjt/ich=(pq po)do/2mi其中mj-静态力矩，单位为牛米i减速齿轮的传动比下降时，作用在电机轴上的静力矩为：mj=(pq

11、po)do/2mido滚筒的卷绕直径-下降时的总机械效率=chzdtz下降时滑轮组效率ch减速装置下降时的效率一般来说，z z chch4.2制动器的选择(1)制动器的制动力矩应符合下列要求：mzk m j其中：mz制动器的制动力矩；m j 制动器所在轴的扭矩；k安全系数见下表。见表制动安全系数驾驶类型的工作等级k人力驱动m1(轻型)1.5m3 m2 m1动力传动系统(轻型)1.5m4(中级)1.75m5(重型)2.0m6，m7，m8(超重级)2.5机构使用的安全系数提升机构概述1.5重要1.751.25具有液压制动功能的液压传动装置当用于提升热金属或危险品的提升机构装有两套支撑制动器时，每套

12、制动器1.25两套相互刚性连接的驱动装置，当每套装置配有两套支撑制动器时，每套制动器1.1不平衡变幅机构1.75工作状态下的平衡变幅机构1.251.15处于非工作状态(2)制动器通常安装在机构的高速轴上，以减小制动力矩。如果举升和变幅机构的驱动系统中有离合器或柔性传动装置，制动器必须安装在滚筒上以确保安全。升降和变幅机构必须使用自动操作的常闭制动器。当必须使用常开操作制动器时，应安装制动器。运行和回转机构推荐使用操作制动器。为了具有自动常闭制动器安全可靠、常开操作制动器制动稳定的优点，综合制动器可用于电动桥式和门式起重机的运行机构中。(3)起升变幅机构中支撑物品和吊臂的制动力矩必须有足够的储备

13、。运行和旋转机构采用自动常闭制动器时，应满足制动时间或制动减速度的要求。门式起重机、门座起重机和装卸桥运行机构的制动器应保证起重机在工作状态下安全抗风和防滑。铁路起重机运行机构的制动器不仅具有自运行制动功能，而且保证起重机随列车返回时能与列车空气制动系统同步制动。汽车起重机的运行机构应具有行车制动和停车制动功能。行车制动由车轮制动器实现。驻车制动器可以采用中心制动器、制动器传动轴或变速器输出轴，也可以在车轮制动器上安装另一个操作机构，这样它也可以作为驻车制动器，而不需要中心制动器。(4)选择制动器时要注意经济性、可维护性和可靠性。选择电液制动块标准产品时，制动力矩只能在(1.0 0.7)额定制

14、动力矩范围内调节，以保证制动力矩稳定、制动可靠。电磁制动标准产品的制动力矩可在(1.0 0.5)额定力矩范围内调节。(5)选择制动器后，应根据起重机的工况和具体要求计算制动时间或制动距离或制动减速度，必要时进行加热计算。4.3配备制动器1)对起重机进行安全检查时，必须确认各机构对制动器配置的要求；2)电动起重机的起升、变幅、运行和旋转机构必须装有制动器。3)起升机构和变幅机构的制动器必须是常闭制动器。4)每套独立驱动装置应安装两套支撑制动器，用于提升热金属或其他危险品，以及在发生事故时可能造成重大危险或损失的提升机构。5)人工驱动的起重机，其升降机构和变幅机构必须装有制动器或制动器。4.4制动

15、器的检查和报废对于正常使用的起重机，应每班检查一次制动器。检查内容包括：制动器关键部件的完好情况、摩擦副的接触和分离情况、制动器释放器的可靠性、制动器的整体工作性能等。所有制动器应灵敏且无卡滞。有下列情况之一时，应报废和更新制动器零件：1)制动器零件开裂；2)制动带或制动衬块的摩擦衬垫厚度磨损至原始厚度的50%；3)弹簧的塑性变形；4)铰接小轴或轴孔的直径磨损达原始直径的5%；5)制动轮缘厚度磨损，对起升变幅机构的损坏为原厚度的40%，对其他机构的损坏为50%。摘要通过本课程设计，可以应用和总结过去三年所学的知识。在本次设计中，我们主要运用了机械制图、机械工程材料、实用机械设计、理论力学、材料力学等知识。并了解制动器的发展和应用范围。这一次，课程设计让我受益匪浅，同时，对我来说也是一次很好的锻炼。这让我对自己有了一个准确的认识，也让我明白了我以前没有对自己负责是多么的错误。通过这个设计，我对书中描述的知识有了系统的了解。从最初的不理解到最后的理解，教师的严格要求和指导是必不可少的。此外，我也经历过这