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1、 . 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題目：抱軸式濕式多盤制動(dòng)器 學(xué)院：大學(xué)煤炭工學(xué)院 班級(jí)： 機(jī)械班 ： 指導(dǎo)教師：職稱： 講師 完成日期： 201年 6 月 11 22 / 82 抱軸式全封閉濕式多盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 摘要：無軌膠輪車輔助運(yùn)輸，是我國煤礦生產(chǎn)中重要的運(yùn)輸方式。因此，濕式多盤制動(dòng)器就成為了目前研究的重要課題。本文通過對(duì)不同種類制動(dòng)器的作用、分類、結(jié)構(gòu)以與原理的詳細(xì)介紹，找出了濕式多盤制動(dòng)器

2、的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步分析了濕式多盤制動(dòng)器的工作原理。結(jié)合本課題無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備所需的制動(dòng)性能，根據(jù)常規(guī)全封閉濕式多盤制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其工作原理，通過詳細(xì)計(jì)算與校核設(shè)計(jì)出符合無軌膠輪車輔助運(yùn)動(dòng)車輛的制動(dòng)器。 關(guān)鍵字：濕式多盤制動(dòng)器；制動(dòng)力矩；碟簧 The Design of Fully Enclosed Wet Multi-disc Brake Abstract：The trackless assisted transportation is an important transport in China's c

3、oal production , therefore wet multi-disc brake has become an important topic. The paper introduce the function, classification, structure and working principle of all kinds of brake. Further analysis the advantages of a wet multi-disc brake and how it works. With rail auxiliary transport equipment

4、required braking performance of the subject. According to the structural characteristics of the Practices fully enclosed wet multi-disc brake and its working principle. Through the detailed, In conformity with the supplementary we should design motor vehicles rubber-tyred car brake. Key words：Wet

5、 multi-disc brake；Brakingtorque；Disc spring 目 錄 第一章 緒論1 1.1 課題背景1 1.2 國外現(xiàn)狀1 1 2 1.3 工程車輛制動(dòng)器的開展方向3 1.4 濕式多盤制動(dòng)器研究的意義4 第二章制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)器要求和制動(dòng)器的比擬5 2.1 制動(dòng)器的類型和比擬5 5 制動(dòng)器的性能比擬5 第三章 濕式多盤制動(dòng)器概述7 3.1 濕式多盤制動(dòng)器的現(xiàn)狀、種類與特點(diǎn)7 3.2 濕式多盤制動(dòng)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其工作原理8 3.3 濕式多盤制動(dòng)器的工作原理8 3.4

6、 濕式多盤制動(dòng)器冷卻方式與散熱途徑9 第四章 抱軸式濕式多盤制動(dòng)器的設(shè)計(jì)10 4.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)10 4.2 汽車制動(dòng)理論分析10 制動(dòng)性能的概念10 10 11 制動(dòng)車輛制動(dòng)效能13 14 4.3 濕式多盤制動(dòng)器的計(jì)算15 15 16 的計(jì)算17 18 18 4.4 碟簧的計(jì)算與校核19 碟簧形式的選取19 碟簧的工作特點(diǎn)20 20 復(fù)合碟簧的計(jì)算21 碟簧方案的選取22 碟簧方案的校核25 31 4.5 濕式多盤制動(dòng)器摩擦材料的選擇32 兩種類型的摩擦材料32 33 4.6 花鍵的計(jì)算與校核34 花鍵的選擇

7、34 活塞上花鍵的參數(shù)計(jì)算與校核34 4.7 摩擦片選取與布置40 O 形密封圈的特點(diǎn)41 形密封圈對(duì)濕式多片制動(dòng)器的影響41 4.9 濕式多盤制動(dòng)器典型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝42 第五章 機(jī)械工程CAD制圖規(guī)那么46 第六章 總結(jié)50 參考文獻(xiàn)51 致52 附錄53 英語文獻(xiàn)1 中文翻譯12 第一章 緒論 1.1 課題背景 濕式多盤制動(dòng)器具有制動(dòng)力矩大、使用壽命長、抗衰退能力強(qiáng)、免維修等很多特點(diǎn)。為了提高本錢效益,適應(yīng)井下無軌輔助運(yùn)輸方向的開展。無軌輔助運(yùn)輸中重要的運(yùn)輸裝置無軌膠輪車的制動(dòng)裝置要求在載重量逐步增加,工作條件惡

8、劣的環(huán)境下具有更好的制動(dòng)平安性、耐用性以與較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，因此要設(shè)計(jì)研制出一種適于井下無軌膠輪車的全封閉濕式多盤制動(dòng)器來滿足市場(chǎng)的要求。 1.2 國外現(xiàn)狀 1.2.1 國外現(xiàn)狀 濕式多盤制動(dòng)器的出現(xiàn)最早始于美國。早期的工作目的主要側(cè)重于試驗(yàn)研究,通過試驗(yàn)結(jié)果來研究濕式多盤制動(dòng)器和離合器的摩擦特性。近年來,相應(yīng)有關(guān)濕式多盤制動(dòng)器的一系列根底理論方面的研究正逐步進(jìn)展和不斷完善。當(dāng)前對(duì)于濕式多盤制動(dòng)器的分析研究來說，因其結(jié)構(gòu)形狀和工作環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性,而有限元分析法較為先進(jìn)。近年來，國外非常重視多盤制動(dòng)器的研究，已研制出多種形式的濕式多盤制動(dòng)器，應(yīng)用越來越廣。國外極大工程

9、機(jī)械公司，如美國的CLARK、CATERPILLAR公司和瑞典的VOLVO公司已在整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用濕式多盤制動(dòng)器，美國RONKWELL公司與德國的KESSLER公司在車橋產(chǎn)品中也采用了濕式多盤制動(dòng)器。叉車、裝載機(jī)等已廣泛采用了濕式多盤制動(dòng)器的車橋，而井下礦用車輛已全面采用濕式多盤制動(dòng)器系統(tǒng)。 國現(xiàn)狀 我國過去的輪式車輛主制動(dòng)器廣泛采用蹄式結(jié)構(gòu),但由于蹄式結(jié)構(gòu)受車輛輪轂尺寸限制,制動(dòng)鼓經(jīng)長期作用,磨損嚴(yán)重, 需要經(jīng)常調(diào)整間隙; 制動(dòng)鼓浸入油、泥、水時(shí), 難于排除, 影響制動(dòng)穩(wěn)定性;且存在作用面積小, 散熱不好等缺點(diǎn), 因而逐漸由制動(dòng)性能良好的鉗盤式制動(dòng)器取代。然而鉗盤式制動(dòng)器雖

10、然克制了蹄式制動(dòng)器的一些缺點(diǎn), 但仍存在著摩擦面積小, 摩擦外表單位壓力高, 對(duì)摩擦襯片材料的強(qiáng)度與高溫下的耐壓性能要求高, 而且自動(dòng)補(bǔ)償襯片磨損間隙的可靠性差。以往車輛上廣泛采用的鼓式制動(dòng)器存在磨損嚴(yán)重, 需要經(jīng)常調(diào)整間隙; 易產(chǎn)生熱衰退現(xiàn)象,從而影響制動(dòng)性能的穩(wěn)定性等缺點(diǎn),其已不能完全滿足對(duì)車輛制動(dòng)性能的要求,所以逐漸采用了制動(dòng)性能較好的干盤式制動(dòng)器。干盤式制動(dòng)器雖具有制動(dòng)性能穩(wěn)定,能承受溫度、水和車速的影響, 抗衰退性能好等優(yōu)點(diǎn), 但其只有1個(gè)盤, 摩擦面積小,單位壓力高, 散熱條件差。因此, 隨著對(duì)制動(dòng)性能要求十分嚴(yán)格的機(jī)械工業(yè)的不斷開展和完善,干式制動(dòng)器逐步被制動(dòng)性能更好的濕式多盤制

11、動(dòng)器所取代。80年代中期,我國引進(jìn)和消化吸收國外井下裝載機(jī)技術(shù), 開場(chǎng)了對(duì)濕式多盤制動(dòng)器的研究。80年代末期開場(chǎng)研制車用濕式多盤制動(dòng)器產(chǎn)品, 現(xiàn)已研制出液壓制動(dòng)型、彈簧制動(dòng)液壓制動(dòng)型、彈簧制動(dòng)液壓解除制動(dòng)型、多功能型和非驅(qū)動(dòng)橋用型等,局部產(chǎn)品已開場(chǎng)在車輛上使用, 效果良好。濕式多盤制動(dòng)器按其安裝與工作原理可分為普通型濕式多盤制動(dòng)器、濕式多盤失壓制動(dòng)器、多功能濕式多盤制動(dòng)器3種形式。其獨(dú)特之處在于: ( 1) 為全封閉結(jié)構(gòu),環(huán)形工作面積較大,且防止了泥、水、油的浸入, 制動(dòng)穩(wěn) 定。 ( 2) 采用多片結(jié)構(gòu),可在較小襯片壓力下獲得較大的制動(dòng)力矩, 而元件承受 壓力降低, 摩擦

12、片單位比壓小。 ( 3) 隨著摩擦材料的開展,濕態(tài)摩擦系數(shù)也將大幅度地提高。 ( 4) 采用了單制動(dòng)活塞推進(jìn)結(jié)構(gòu),摩擦零部件受力均勻, 圓盤間隙不用調(diào)整 并準(zhǔn)許滑轉(zhuǎn)、傳遞扭矩,特別適合重載長坡制動(dòng)工況。 ( 5) 為液壓驅(qū)動(dòng)、油液循環(huán)散熱冷卻, 具有良好的散熱性能, 減少了維修保 養(yǎng),延長了使用壽命。其冷卻方式可根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度選擇強(qiáng)制式或自冷式。 自冷式制動(dòng)器在支撐軸與輪轂間無密封, 潤滑差速器和行星輪邊減速器 的潤滑油可直接流向制動(dòng)器中, 到達(dá)同時(shí)冷卻制動(dòng)盤的效果。 ( 6) 固定盤與制動(dòng)器殼體用花鍵連接,摩擦盤裝在固定盤之間,并隨輪轂制動(dòng)。 制動(dòng)時(shí)油液推動(dòng)活塞向外

13、運(yùn)動(dòng),固定盤壓緊摩擦盤,使摩擦盤減速,從而降 低輪轂轉(zhuǎn)速,到達(dá)制動(dòng)的目的。近幾年又研制出彈簧制動(dòng)式液壓松閘的全 封閉多盤式制動(dòng)器,其制動(dòng)更加平安可靠,使用壽命更長,幾乎無需保養(yǎng)。 可實(shí)現(xiàn)工作制動(dòng)、停車制動(dòng)和緊急制動(dòng),大大簡化制動(dòng)液壓系統(tǒng),便于總體 布置設(shè)有手動(dòng)松閘泵,當(dāng)車輛動(dòng)力發(fā)生故障時(shí)可被其他車輛牽引。 1.3 工程車輛制動(dòng)器的開展方向 目前,輪式裝載機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有兩大趨布,目的是分析外圈淺層外表力的分布規(guī)律。特別是其圓周外表應(yīng)力在故障發(fā)生后的表現(xiàn)特征在發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)支承發(fā)生故障后,其部故障在通過主負(fù)荷區(qū)域滾道的過程中,會(huì)使與其在徑向正對(duì)的滾圈圓周外表節(jié)點(diǎn)

14、應(yīng)力整體增加的同時(shí)發(fā)生短時(shí)間的劇烈波動(dòng),還導(dǎo)致其縱向?qū)?yīng)的滾圈下外表節(jié)點(diǎn)應(yīng)力出現(xiàn)同樣的變化,且波動(dòng)峰值更為明顯由于各種類型的回轉(zhuǎn)支承裝置都是由在結(jié)構(gòu)和受力上與雙排異徑球式回轉(zhuǎn)支承裝置的外圈上半局部類似的座圈組合而成,故可通過觀測(cè)滾圈下外表與位于回轉(zhuǎn)支承主負(fù)荷區(qū)域的圓周外表應(yīng)力在回轉(zhuǎn)過程中有無這種變化規(guī)律來判斷其是否存在故障。我國研制的濕式多盤制動(dòng)器已在以下工程車輛上得到應(yīng)用: ( 1) 井下裝載機(jī),包括金川有色金屬公司第二機(jī)械廠生產(chǎn)的、 井下裝載機(jī), 通用機(jī)械廠生產(chǎn)的井下裝載機(jī)等。 ( 2) 自卸汽車,包括重型機(jī)械廠生產(chǎn)的18t 礦用自卸汽車等。 ( 3) 飛機(jī)牽引車,包括威海廣泰航空地

15、面設(shè)備生產(chǎn)的20t飛機(jī)牽引車等。 ( 4) 裝載機(jī)、平地機(jī),裝載機(jī)廠生產(chǎn)的ZL50D 型和ZL30E 型裝載機(jī), 天工 工程機(jī)械生產(chǎn)的PY200 型平地機(jī)等。 ( 5) 水陸兩用車, 包括勝利油田工程機(jī)械總廠生產(chǎn)的大、小水陸兩用車等。 ( 6) 煤科院分院生產(chǎn)的中型客貨車非驅(qū)動(dòng)車橋用濕式多盤制動(dòng)器等。雖然 國應(yīng)用濕式多盤制動(dòng)器起步比擬晚,但其應(yīng)用前景十分可觀。隨著工程 機(jī)械向大型化、高性能和自動(dòng)化方向開展,對(duì)制動(dòng)控制裝置的操縱性、穩(wěn) 定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求也越來越高,人們對(duì)濕式多盤制動(dòng)器技術(shù)日益 了解: 制動(dòng)性能好,平安效率高

16、, 不需要調(diào)整和維護(hù), 制動(dòng)性能優(yōu)于干式 制動(dòng)器。為了提高設(shè)備運(yùn)行性能和生產(chǎn)率, 設(shè)計(jì)時(shí)將會(huì)普遍采用濕式多盤 制動(dòng)器。濕式多盤制動(dòng)器代替干式制動(dòng)器指日可待。 1.4 濕式多盤制動(dòng)器研究的意義 濕式多盤制動(dòng)器具有制動(dòng)力矩大、使用壽命長、抗衰退與抗污染能力強(qiáng)、免維修等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于需要制動(dòng)力矩大或工作環(huán)境惡劣的設(shè)備。因此,在較大型或特殊工況使用的工程車輛上,濕式多盤制動(dòng)器取代其它形式制動(dòng)器已成為必然趨勢(shì)。 隨著人們對(duì)濕式多盤制動(dòng)器技術(shù)的了解不斷加深, 以與基于其制動(dòng)性能好、平安、效率高。制動(dòng)器不需要調(diào)整和維護(hù),維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低等特點(diǎn),因此濕式多盤制動(dòng)器

17、的前景是非常廣闊的。除此之外，近年來,隨著用戶對(duì)濕式多盤制動(dòng)器制動(dòng)性能和使用壽命要求的不斷提高,我們有必要對(duì)濕式多盤制動(dòng)器進(jìn)展更近一步的改良與更新，所以有關(guān)濕式多盤制動(dòng)器設(shè)計(jì)原那么、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以與破壞機(jī)理等一系列根底理論方面的研究正在逐步進(jìn)展和不斷完善。 煤炭行業(yè)在我國不斷開展的同時(shí)，也給我國人民生活水平的提高與國經(jīng)濟(jì)的開展奉獻(xiàn)了不可磨滅的力量。眾所周知，濕式多盤制動(dòng)器對(duì)于煤炭行業(yè)意味著什么，它是煤炭行業(yè)最不可缺少的。因此，研究濕式多盤制動(dòng)器有著非常重要的意義。 第二章制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)器要求和制動(dòng)器的比擬 2.1 制動(dòng)器的類型和比擬

18、制動(dòng)器的類型 制動(dòng)器分為碟式制動(dòng)器、通風(fēng)碟制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器。現(xiàn)在汽車上采用的制動(dòng)器，結(jié)構(gòu)分為鼓式和盤式的兩種。鼓式制動(dòng)器是汽車上最常用的一種制動(dòng)器，它的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為鼓狀的制動(dòng)鼓，工作邊面為圓柱外表，固定元件為圓弧形的帶摩擦片的制動(dòng)踢。盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得的。它由液壓控制，主要零件有制動(dòng)盤、分泵、制動(dòng)鉗、油管等，制動(dòng)盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來就好似用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下

19、來一樣。只有在中高級(jí)轎車或者高性能汽車上才會(huì)采用四輪盤式制動(dòng)器或者通風(fēng)制動(dòng)器。 2.2.2 制動(dòng)器的性能比擬 鼓式剎車有良好的自剎能力，由于剎車來令片外，車輪旋轉(zhuǎn)連帶著外的剎車鼓扭曲一個(gè)角度，剎車力越大，此情形就越明顯，因此，一般大型車輛還是使用鼓式剎車，除了本錢較低外，大型車與小型車的鼓剎，差異可能只有大型采用氣動(dòng)輔助，而小型車采用真空輔助來幫助剎車。鼓式剎車制造技術(shù)層次較低，也是最先用于剎車系統(tǒng)，因此制造本錢要比碟式剎車低。由于鼓式剎車剎車來令片密封于剎車鼓，造成剎車來令片磨損后的碎屑無法散去，影響剎車鼓與來令片的接觸面而影響剎車性能。由于剎車系統(tǒng)沒有密封，因此剎車磨損

20、的細(xì)屑不會(huì)沉積在剎車上，碟式剎車的離心力可以將一切水、灰塵等污染向外拋出，以維持一定的清潔。此外由于碟式剎車零件獨(dú)立在外，要比鼓式剎車更易于維修 碟式剎車除了本錢較高，根本上皆優(yōu)于鼓式剎車，盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，這種制動(dòng)器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，并且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間令車停下。有些盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤上還開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。反觀鼓式制動(dòng)器，由于散熱性能差，在制動(dòng)過程中會(huì)聚集大量的熱量。制動(dòng)蹄片和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為

21、復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。當(dāng)然，盤式制動(dòng)器也有自己的缺陷。比方對(duì)制動(dòng)器和制動(dòng)管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，本錢貴，而且由于摩擦片的面積小，相對(duì)摩擦的工作面也較小，需要的制動(dòng)液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用，所以只能適用于輕型車上。而鼓式制動(dòng)器本錢相對(duì)低廉，比擬經(jīng)濟(jì)。 所以，汽車設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)。四輪轎車在制動(dòng)過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%－80%，因此前輪制動(dòng)力要比后輪大。轎車生產(chǎn)廠家為了節(jié)省本錢，就采用前輪盤式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)的方式。四輪盤式制動(dòng)的

22、中高級(jí)轎車，采用前輪通風(fēng)盤式制動(dòng)是為了更好地發(fā)熱，至于后輪采用非通風(fēng)盤式同樣那么是本錢的原因。畢竟通風(fēng)盤式的制造工藝要復(fù)雜得多，價(jià)格也就相對(duì)貴很多。隨著材料科學(xué)的開展以與本錢的降低，在轎車領(lǐng)域中，盤式制動(dòng)有逐漸取代鼓式制動(dòng)的趨向。通風(fēng)碟是由兩塊尺寸一樣的制動(dòng)碟構(gòu)成，他們之間有通風(fēng)口。當(dāng)制動(dòng)碟隨車輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，它就會(huì)象泵一樣，把兩碟之間的熱空氣排出，到達(dá)散熱的目的。 第三章 濕式多盤制動(dòng)器概述 3.1 濕式多盤制動(dòng)器的現(xiàn)狀、種類與特點(diǎn) 濕式多盤制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)與工作原理可分為普通型濕式多盤制動(dòng)器、濕式多盤失壓式制動(dòng)器,多功能濕式盤式制動(dòng)器

23、三種形式。 普通型濕式多盤制動(dòng)器采用壓力操縱制動(dòng),卸壓后彈簧釋放制動(dòng)。壓力油進(jìn)入制動(dòng)器油腔,作用在一個(gè)與摩擦片外徑相等的大活塞上,從而推動(dòng)活塞壓緊摩擦片制動(dòng)。這種普通型濕式多盤制動(dòng)器一般安裝在各類車輛輪端,作為行車制動(dòng),它需要一個(gè)液壓系統(tǒng)來操縱制動(dòng)動(dòng)作, 一旦管路出現(xiàn)爆裂等故障, 就無法實(shí)現(xiàn)制動(dòng),給車輛平安行駛帶來威脅。另外,為了保證車輛停車后能夠平安定位, 還設(shè)有一個(gè)停車制動(dòng)器。停車制動(dòng)器一般采用失壓制動(dòng), 兩套制動(dòng)器保證了車輛的平安性,卻增加了零件的數(shù)量。 濕式多盤失壓制動(dòng)器是一種平安型濕式多盤制動(dòng)器,它除了具有濕式多盤制動(dòng)器的特點(diǎn)外,對(duì)于車輛的平安使用將起到非常重要的作用。同

24、時(shí),使用濕多盤失壓制動(dòng)器可以使液壓制動(dòng)系統(tǒng)大大簡化,不需要第二制動(dòng)系統(tǒng),工作制動(dòng)、停車制動(dòng)和緊急制動(dòng)都由此制動(dòng)器完成, 無需另加停車制動(dòng)器,給總體布里帶來方便。濕式多盤失壓制動(dòng)器在結(jié)構(gòu)上采用彈簧操縱制動(dòng),當(dāng)制動(dòng)管路中的油壓到達(dá)額定值時(shí),推動(dòng)活塞壓縮彈簧施放制動(dòng),踏下制動(dòng)踏板時(shí),油壓卸荷 彈簧立刻推動(dòng)活塞壓緊摩擦片制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)管路無論任何原因失壓時(shí),制動(dòng)器均能自動(dòng)施加制動(dòng), 確保車輛的行駛平安。但由于該制動(dòng)器采用彈簧操縱制動(dòng), 對(duì)于需經(jīng)常制動(dòng)減速的重型卡車,彈簧長期承受疲勞載荷, 對(duì)彈簧的剛度、抗疲勞強(qiáng)度的要求都很高, 彈簧壽命較短。 多功能濕式多盤制動(dòng)器是綜合了以上兩種濕式制動(dòng)器的特點(diǎn),它在

25、結(jié)構(gòu)上采用雙活塞制動(dòng)方式。即行車制動(dòng)時(shí)采用壓力油操縱制動(dòng),壓力油進(jìn)入制動(dòng)器油腔, 作用在行車制動(dòng)活塞上,從而推動(dòng)活塞壓緊摩擦片制動(dòng),卸壓后由回位彈簧釋放制動(dòng)。停車制動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障與管路爆裂時(shí),制動(dòng)液壓系統(tǒng)卸荷,壓縮彈簧立刻推動(dòng)停車活塞壓緊摩擦片進(jìn)展制動(dòng)。 3.2 濕式多盤制動(dòng)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其工作原理 礦上廣泛使用的濕式多盤制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)有半軸、油封、鎖母、軸承、動(dòng)殼、浮動(dòng)油封、壓蓋、動(dòng)摩擦片、靜摩擦片、透氣塞、排氣塞、靜殼、活塞、析殼、螺栓、圓柱壓縮彈簧、放油塞等。 這種制動(dòng)器摩擦片一半以上的面積浸在潤滑油的環(huán)境中，同時(shí)摩擦片上開有許多螺旋溝槽，車輛制動(dòng)時(shí)摩擦片摩

26、擦產(chǎn)生的大局部熱量將通過潤滑油與殼體散發(fā)出去，使制動(dòng)器不會(huì)因?yàn)椴繙囟冗^高而損壞元部件。動(dòng)摩擦片緣通過花鍵與動(dòng)殼連接，可隨動(dòng)殼一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并可沿軸向左右移動(dòng)。靜摩擦片外緣通過花鍵與靜殼連接，不可轉(zhuǎn)動(dòng)但可沿軸向左右移動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)器實(shí)施制動(dòng)時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)系統(tǒng)的高壓油進(jìn)入制動(dòng)器的活塞腔中，在油壓作用下，復(fù)位彈簧被壓縮，活塞向左移動(dòng)將動(dòng)摩擦片和靜摩擦片壓緊，從而實(shí)施制動(dòng)。當(dāng)松開制動(dòng)踏板后，活塞腔的液壓油回到液壓油箱，活塞在復(fù)位彈簧的作用下回位，動(dòng)摩擦片和靜摩擦片別離，制動(dòng)解除。 3.3 濕式多盤制動(dòng)器的工作原理 濕式多盤制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)與工作原理分為兩種形式:普通型濕式多盤制動(dòng)器和失

27、壓型濕式多盤制動(dòng)器,對(duì)輕型膠輪車輛由于受前后橋結(jié)構(gòu)與輪轂空間的限制,只能采用普通型濕式多盤制動(dòng)器。其結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)摩擦片、靜摩擦片、動(dòng)殼、靜殼、壓盤、活塞和碟簧組件等組成。制動(dòng)器分別安裝在四個(gè)車輪,動(dòng)、靜摩擦片通過花鍵分別與動(dòng)殼和靜殼聯(lián)接,兩者相間排列,并均可沿花鍵左右移動(dòng),制動(dòng)釋放時(shí),動(dòng)、靜摩擦片間保持一定間隙,可自由旋轉(zhuǎn)。工作制動(dòng)器采用液壓制動(dòng),彈簧釋放的制動(dòng)形式。當(dāng)活塞腔接通液壓油時(shí),油液壓力推動(dòng)活塞,進(jìn)而壓緊動(dòng)、靜摩擦片產(chǎn)生摩擦力,所產(chǎn)生的摩擦阻力矩使車輪制動(dòng);當(dāng)活塞腔液壓油卸壓時(shí),回位彈簧將活塞復(fù)位,從而使動(dòng)、靜摩擦片別離,摩擦阻力矩消失,解除車輪制動(dòng)。 在車輛行駛過程中,需要減速或

28、制動(dòng)時(shí),踩下腳踏閥通過控制腳踏閥的行程,從而成比例地控制了注入液壓腔的油液量,獲得所需的制動(dòng)力。因?yàn)橹苿?dòng)力可在一定圍進(jìn)展調(diào)控,從而保證了車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性。 3.4 濕式多盤制動(dòng)器冷卻方式與散熱途徑 一、冷卻方式 目前礦用濕式多盤制動(dòng)器的冷卻降溫主要依靠油液的循環(huán)。冷卻方式可根據(jù)制動(dòng)器的工作環(huán)境與制動(dòng)的頻繁狀況分為自行冷卻和強(qiáng)制油液循環(huán)冷卻2種方式。主要依靠制動(dòng)器部的潤滑油與殼體使熱量散發(fā)的方式稱為自行冷卻方式。將外部的冷卻液引入制動(dòng)器，冷卻液流過摩擦盤后再流出制動(dòng)器，將制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走的方式稱為強(qiáng)制冷卻方式。其中強(qiáng)制冷卻方式又分為軸心式冷 卻方式、浸油式冷

29、卻方式和滴油或噴油式冷卻方式。自行冷卻方式適用于制動(dòng)不太頻繁而制動(dòng)器本身散熱就已經(jīng)足夠的場(chǎng)合，結(jié)構(gòu)簡單但冷卻能力相對(duì)較弱；強(qiáng)制冷卻方式適用于制動(dòng)頻繁而制動(dòng)器本身散熱缺乏的場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)復(fù)雜但冷卻能力相對(duì)較強(qiáng)。 二、散熱機(jī)理分析 濕式多盤制動(dòng)器與干式制動(dòng)器不同，其特點(diǎn)：濕式多盤制動(dòng)器工作在浸滿冷卻液的封閉環(huán)境中。在液壓力的作用下壓緊、外摩擦片，當(dāng)摩擦片相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸的外表產(chǎn)生摩擦力，摩擦力所做的功轉(zhuǎn)化為熱量，熱量通過接觸界面逐漸傳遞到潤滑油液與制動(dòng)器殼體。其中，一局部熱量以熱傳導(dǎo)、對(duì)流以與輻射等方式，通過制動(dòng)器潤滑冷卻油與周圍空氣散發(fā)；另一局部那么以部勢(shì)能的形式積累在材料部。

30、 制動(dòng)器的熱量產(chǎn)生具有瞬時(shí)性，制動(dòng)器熱量的散發(fā)具有過程性。油液與摩擦副之間的對(duì)流換熱以與殼體連續(xù)散熱過程均為非穩(wěn)態(tài)過程。由于全封閉濕式多盤制動(dòng)器的瞬間產(chǎn)生的制動(dòng)熱能向油液擴(kuò)散有一個(gè)過程，這與油液的流動(dòng)狀態(tài)，摩擦片的導(dǎo)熱性、對(duì)偶鋼片的熱容量與其傳熱特性有關(guān)，此外還與外界環(huán)境的溫度與空氣流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。工作循環(huán)時(shí)間的長短、制動(dòng)強(qiáng)度對(duì)全封閉濕式多盤制動(dòng)器油的溫升均影響較大。 從制動(dòng)器的散熱機(jī)理分析，制動(dòng)器摩擦副的熱量傳遞主要表現(xiàn)為傳導(dǎo)和對(duì)流2種傳熱方式。影響其散熱的因素除摩擦副材料的導(dǎo)熱系數(shù)、油液的對(duì)流換熱系數(shù)外，還與殼體的導(dǎo)熱性能、摩擦副的結(jié)構(gòu)形式、油液在制動(dòng)器中的流動(dòng)狀態(tài)、環(huán)境溫度、摩擦片的導(dǎo)熱

31、特性、初始溫度以與空氣的流動(dòng)狀況等有關(guān)。 第四章 抱軸式濕式多盤制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 4.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)如下： 1、制動(dòng)器能實(shí)現(xiàn)行車制動(dòng)、停車制動(dòng)和緊急制動(dòng)功能； 2、整車最大裝載質(zhì)量6000kg，整車裝備質(zhì)量6000kg，最大總質(zhì)量12000kg; 3、全載荷下，前后橋質(zhì)量分配為50%，50%； 4、在水平干硬路面下，以額定載荷制動(dòng)，當(dāng)制動(dòng)器的制動(dòng)初速度為20km/h 時(shí)， 制動(dòng)距離不大于8m; 5、停車制動(dòng)要求汽車承載1.5倍額定載荷下，在最大為16度的坡道上保持靜 止而不產(chǎn)生位移； 6、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)軸、分動(dòng)器殼體結(jié)構(gòu)組成。

32、 4.2 汽車制動(dòng)理論分析 4.2.1 制動(dòng)性能的概念 無軌膠輪車行駛時(shí)能經(jīng)短距離停車且維持行駛方向的穩(wěn)定性。 制動(dòng)器性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 1、制動(dòng)性能：制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度。 2、制動(dòng)效能恒定性：抗熱衰退性。 3、制動(dòng)時(shí)汽車方向穩(wěn)定性：即車輛防止跑偏、側(cè)滑的能力?？紤]設(shè) 計(jì)任務(wù)車速為20 km/h,一般不會(huì)發(fā)生此類現(xiàn)象，故不做參考。 制動(dòng)時(shí)車輛受力分析 1、地面制動(dòng)力:如圖4-1 圖4-1 受力分析 =Tu/r

33、 (4-1) 式〔4-1〕中： -------地面制動(dòng)力〔N〕; F’---------車輪時(shí)地面的作用力〔N〕; Tu---------車輪制動(dòng)器的摩擦力矩〔N.m〕; r----------車輪半徑〔m〕; ---------車軸對(duì)車輪的作用力〔N〕。 2、地面制動(dòng)力是使汽車制動(dòng)而減速行駛的外力，其取決于： 〔1〕制動(dòng)器制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)盤的摩擦力矩； 〔2〕輪胎與地面間摩擦力的極限值，即附著力?！哺街Γ篙喬ヅc地面摩 擦力的極值〕

34、。 3、制動(dòng)器制動(dòng)力的分析： 〔1〕制動(dòng)器制動(dòng)力的定義：即指輪胎周圍克制制動(dòng)器摩擦力矩所需要的力。 =Tu/r (4-2) 〔2〕影響制動(dòng)器制動(dòng)力的因素：地面制動(dòng)力僅有制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)。制動(dòng)器摩擦副的摩擦系數(shù)與車輪的半徑有關(guān)，并與制動(dòng)器踏板力Fp與制動(dòng)系的液壓或氣壓成正比。 〔3〕地面制動(dòng)力,制動(dòng)器制動(dòng)力，地面附著力F的關(guān)系 一般來說只考慮制動(dòng)時(shí)，車輪做滾動(dòng)和抱死脫滑兩種情況〔ABS系統(tǒng)制 動(dòng)性能最好〕，汽車制動(dòng)輪胎滾動(dòng)時(shí)：地面

35、制動(dòng)力=制動(dòng)器制動(dòng)力車 輪抱死拖滑時(shí)：地面制動(dòng)力為極限值小于地面附著力= 圖4-2 、與F的關(guān)系 可見，首先取于,但又受附著條件限制。只有車輛具有足夠的制 動(dòng)器制動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供較大的附著力時(shí)才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。 地面制動(dòng)力，制動(dòng)器所需的制動(dòng)力矩，制動(dòng)器制動(dòng)力，校核小于F即可。 4、 附著系數(shù)f 附著系數(shù)表示輪胎與地面摩擦系數(shù)。一般用平均附著系數(shù)f，峰值附 著系數(shù)Fp,滑動(dòng)附著系數(shù)Fs來衡量。 表4-1 附著系數(shù)f的值 瀝青混凝土 平均輔值Fs 峰值輔值系數(shù)

36、 干 0.8——0.9 0.75 濕 0.5——0.7 0.45——0.7 附著系數(shù)f取決于道路材料、路面狀況、花紋材料、輪胎結(jié)構(gòu)與汽車動(dòng) 速度等。 4.2.4 制動(dòng)車輛制動(dòng)效能 制動(dòng)減速度的計(jì)算: 1、不考慮制動(dòng)延遲時(shí)的制動(dòng)減速度j1： 此時(shí)產(chǎn)生的減速制動(dòng)距離為: (4-3) 2、考慮制動(dòng)器延遲時(shí)間t2時(shí)制動(dòng)減速度j2： 表4-2 制動(dòng)類型延遲時(shí)間的選取 制動(dòng)類型 時(shí)間t2 彈簧制動(dòng) 0.5s 液壓盤式制動(dòng) 0.35 多片制動(dòng) 0.17s 氣壓制動(dòng)

37、 0.4～0.8s 鼓式制動(dòng) 0.75s 選取彈簧制動(dòng)，由表4-2延遲時(shí)間t2為0.5s 〔4-4〕 此時(shí)因制動(dòng)延遲產(chǎn)生的減速制動(dòng)距離S2為： 〔4-5) 〔4-6) 此時(shí)總的制動(dòng)距離S總為：S總=S2+S3=2.78+5.21=7.99﹤8m。 〔4-7〕 由式〔4-3〕、〔4-4〕知最大制動(dòng)減速度： =〔j1，j2〕max=2.96m/s2〔4-8〕 可見，決定制動(dòng)器制動(dòng)距離的主要因素是:制動(dòng)器起作用的時(shí)間和最大制動(dòng)減速度。

38、 制動(dòng)器制動(dòng)力的比例關(guān)系 1、 地面對(duì)前后輪法向反作用力Fz1、Fz2決定于F1、F2，如圖4-3 圖4-3 力的關(guān)系 2、力和力矩的關(guān)系 (1)以O(shè)1為研究對(duì)象，那么力和力矩的平衡方程 (4-9) (2)以 O2為研究對(duì)象，那么力和力矩的平衡方程式： 〔4-10〕 聯(lián)立式〔4-9〕、〔4-10〕得: 〔4-11〕 (4-12) 考慮到極限情況〔前后輪抱死制動(dòng)〕 此時(shí)：〔4-13〕 將式〔4-13〕代入(4-9)、〔4-10〕得： 此時(shí)制動(dòng)器制動(dòng)力

39、取得極值 4.3 濕式多盤制動(dòng)器的計(jì)算 全封閉濕式多盤制動(dòng)器的原始數(shù)據(jù) 1、在水平干硬路面，在額定載荷下制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)初速度v0=20km/h，制 動(dòng)距離小于等于8m; 2、車輛承載1.5倍載荷在規(guī)定坡道16°保持靜止，空轉(zhuǎn)為6000kg,車載荷 為6000kg,總載荷為12000kg. 全封閉濕式多盤制動(dòng)器的設(shè)計(jì)原那么 1、車輛應(yīng)設(shè)置行車制動(dòng)，行車制動(dòng)的靜態(tài)制動(dòng)力大于50%整車的最大質(zhì)量。 2、車輛應(yīng)設(shè)置行車制動(dòng)，停車制動(dòng)應(yīng)在車輛運(yùn)行和動(dòng)力停止運(yùn)行時(shí)均起 作用。停車制動(dòng)裝置要保證車輛在規(guī)

40、定的坡道上承載1.5倍最大載荷， 在最大為16度的坡道上能保持靜止?fàn)顟B(tài)。 3、行車制動(dòng)：使車輛減速與至停駛制動(dòng)情況； 駐車制動(dòng)：使車輛在平路上或坡道上靜止不動(dòng)的情況。 緊急制動(dòng)：使車輛迅速制動(dòng)而停駛的情況。 4、車輛輪胎半徑： 輪胎的型號(hào)為11.00——20，半徑0.519m 輪胎半徑：自由半徑—未裝車成品輪胎； 靜力半徑—承受最大載荷時(shí)輪胎中心到地面的距離； 運(yùn)動(dòng)半徑—測(cè)量輪胎走過幾圈的路程。 由于無軌膠輪車采用實(shí)心輪胎，

41、所以輪胎半徑采用靜力半徑。 5、制動(dòng)原理 濕式多盤制動(dòng)器具有制動(dòng)力矩大、使用壽命長、抗衰退能力強(qiáng)、免維修等諸多特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)由動(dòng)靜殼、活塞、碟簧組件、摩擦片〔粉片、鋼片〕、轉(zhuǎn)向節(jié)、安裝螺釘、動(dòng)靜壓盤、密封圈、透氣塞總成、 排空嘴總成等組成。 濕式多盤制動(dòng)器的工作原理：采用碟簧制動(dòng)、液壓釋放制動(dòng)方式。 抱軸制動(dòng)式濕式多盤制動(dòng)器安裝在輪轂和橋殼之間，動(dòng)、靜摩擦片通過花鍵分別與動(dòng)殼、活塞連接，兩者相間排列，并均可沿花鍵左右移動(dòng)，制動(dòng)釋放時(shí)，動(dòng)靜摩擦片間保持一定間隙，可自由旋轉(zhuǎn)。主要采用碟簧制動(dòng)、液壓釋放。車輛在停車或緊急制動(dòng)未解除

42、前，碟簧組件推動(dòng)活塞帶動(dòng)動(dòng)壓盤左移，壓緊摩擦片，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。當(dāng)液壓腔充液后，活塞右移，壓縮碟簧組件使摩擦片逐漸松開，解決制動(dòng)力。假設(shè)需緊急制動(dòng)，翻開控制閥，碟簧推動(dòng)活塞左移，液壓油迅速流回油箱，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。當(dāng)車輛行駛過程中需要制動(dòng)時(shí)，通過腳踏閥的行程控制排油量，調(diào)控所需的制動(dòng)力。 這樣，制動(dòng)力可在一定圍進(jìn)展調(diào)控，以保持車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性，防止了車輛的急停。 整車所需的最大制動(dòng)力矩的計(jì)算 1、按制動(dòng)減速度計(jì)算整車制動(dòng)力矩 〔4-14〕 在式〔4-14〕中：——整機(jī)工作質(zhì)量〔N); ——輪胎半徑〔m〕； J—

43、—最大制動(dòng)減速度〔〕 將式〔4-9〕代入得 2、按整車在16°坡道上駐車制動(dòng)計(jì)算整車所需的制動(dòng)力矩〔4-15〕 選取最大整車制動(dòng)力矩 〔4-16〕 考慮一定的制動(dòng)扭矩儲(chǔ)藏：儲(chǔ)藏系數(shù)為1.2--1,4取最大值，即1.4；可知 整車最大制動(dòng)力矩為： 〔4-17) 按照制動(dòng)時(shí)載荷分配可知制動(dòng)時(shí)前后橋所需的制動(dòng)力矩為： 〔4-18〕

44、 〔4-19〕 因?yàn)檩嗊厹p速比為3.39，所以 前后橋制動(dòng)器所需的力矩 1、一個(gè)前橋制動(dòng)器的制動(dòng)力矩： 2、一個(gè)后橋制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 前后橋制動(dòng)器所需的制動(dòng)力 1、一個(gè)前制動(dòng)器的制動(dòng)力： (4-20) 在式〔4-20〕中： f——摩擦系數(shù)，0.08---0.1，取0.085； n——摩擦副個(gè)數(shù)，4------14，預(yù)取12； k——折減

45、系數(shù)，取0.95； ——摩擦副的等效作用半徑〔mm〕； 表4-1 n和k的對(duì)應(yīng)關(guān)系 n 6 8 10 12 14 k 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 〔4-21) 式〔4-21〕中： R——摩擦片的外半徑，取80mm； r——摩擦片的半徑，取40mm； 得

46、 (4-22) 由式〔4-20〕、〔4-21〕、〔4-22〕得： 2、一個(gè)后制動(dòng)器的制動(dòng)力： =67197.7N 4.4 碟簧的計(jì)算與校核 4.4.1 碟簧形式的選取 碟簧的設(shè)計(jì)主要考慮：碟簧的組數(shù)，碟簧的組合形式。 碟簧具有以下特點(diǎn): 1)、剛度大、緩沖吸振能力強(qiáng)、能以小變形承受大載荷。適合于 軸向空間要求小的場(chǎng)合。 2〕、具有變剛度特性，可通過適中選擇碟簧的壓平時(shí)變形量與 厚度t之比得到不同的特性曲線。

47、 3〕、用同樣的碟簧采用不同的組合方式，能使碟簧特性在很大 圍變化?？刹捎脤?duì)合、疊合的組合方式，也可采用復(fù)合不 同厚度、不同片數(shù)等的組合方式。 因?yàn)閳A柱形彈簧不適用，矩形彈簧需設(shè)計(jì)，而碟簧為標(biāo) 準(zhǔn)件，所以在設(shè)計(jì)中選用碟簧。 4.4.2 碟簧的工作特點(diǎn) 碟簧的工作特點(diǎn)：碟簧安裝完畢，螺栓給碟簧施加壓力，使其壓縮。然后到達(dá)制動(dòng)〔動(dòng)靜消除間隙到達(dá)制動(dòng)力矩〕。一旦車輛發(fā)動(dòng)，油壓系統(tǒng)有油壓，直至解除制動(dòng)。使車輛發(fā)動(dòng)到達(dá)液壓系統(tǒng)工作：油壓，此時(shí)碟簧又被壓縮。 碟簧的種類

48、 〔1〕疊合：由n個(gè)同方向規(guī)格的碟簧組成；如以下圖： 圖4-4 疊合方式 單片疊合無法滿足市場(chǎng)設(shè)計(jì)要求，變形較?。化B合可以使彈力增加，但 無法滿足力和行程的要求。 〔2〕對(duì)合：由i個(gè)相向同規(guī)格的碟簧組成；如以下圖 圖4-5 對(duì)合方式 碟簧對(duì)合時(shí)位移增加，變形量增加但力不變。 〔3〕復(fù)合：由i個(gè)同方向同規(guī)格的疊合組合碟簧；如以下圖 圖4-6 復(fù)合方式 復(fù)合時(shí)位移變形量和力都增加。 綜上所述選取復(fù)合碟簧

49、。 4.4.3 復(fù)合碟簧的計(jì)算 數(shù)據(jù)： 1、一個(gè)前制動(dòng)器的制動(dòng)力； 2、大致的結(jié)構(gòu)尺寸已確定可以均布多少組復(fù)合碟簧組。 軸向尺寸： 一組碟簧安裝時(shí)，軸向尺寸受限制，自由高度小于某一個(gè) 軸向尺寸安裝高度，碟簧的自由高度+碟簧螺栓頭部的高度+ 墊片厚度=軸向尺寸，即： 〔4-23〕 其中： y為對(duì)合碟簧數(shù)量； 為單片碟簧的高度； x為各疊合層碟簧數(shù)量；

50、 t為厚度。 徑向尺寸： 根據(jù)活塞尺寸可以確定碟簧徑向布置的最大尺寸。 根據(jù)碟簧規(guī)格確定可以布置12組比擬合理。 4.4.5 碟簧方案的選取 方案一： 1、預(yù)選摩擦片副數(shù)n=12，碟簧組組數(shù)m=14，剛片粉片間隙 值取0.1；一組復(fù)合碟簧所需產(chǎn)生的制動(dòng)力為: 〔4-24〕 考慮磨損量取，根據(jù)碟簧變形量和彈力的線性關(guān) 系取A系列碟簧，選用碟簧規(guī)格為31.5，設(shè)碟簧復(fù)合數(shù)為x，對(duì) 合數(shù)為y；

51、 碟簧產(chǎn)生的彈力為3900N，需要疊合兩片。 表4-2 系列A〔〕碟簧尺寸和參數(shù) 類別 D/mm d/mm t/mm /mm H0/mm P/N /mm /mm 2 35.5 18.3 2 0.8 2.8 5190 0.6 2.2 2 31.5 16.3 1.75 0.7 2.45 3900 0.53 1.92 D——碟簧外徑〔mm〕； d——碟簧徑〔mm〕； t——碟簧厚度〔mm〕； ——碟簧壓平時(shí)變形量計(jì)算值〔mm〕； ——碟簧的自由高度〔mm〕

52、； ——單個(gè)碟簧的載荷〔mm〕； ——單個(gè)碟簧變形量〔mm〕； ——碟簧上外表OM點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力〔壓應(yīng)力〕； ——位置處算出的最大計(jì)算拉應(yīng)力。 制動(dòng)時(shí)單片碟簧的變形量為，碟簧的彈力為，即所產(chǎn)生 的制動(dòng)力： 〔4-25〕 解除制動(dòng)時(shí)的變形量為，碟簧的彈力為,那么打 開摩擦片所需的間隙為： 因成線性關(guān)系，故 取 那么 〔4-26〕

53、 2、碟簧對(duì)合組數(shù)的計(jì)算 〔4-27〕 3、碟簧自由高度的計(jì)算 〔4-28〕 在式〔4-28〕中： ——碟簧的自由高度〔mm〕； ——碟簧的對(duì)合組數(shù)； ——單片自由高度〔mm〕； ——碟簧厚度〔mm〕。 查表3-1與將式〔4-27〕代入〔4-28〕得： 4、碟簧組的軸向尺寸 58.8+16+3=77.8

54、 〔4-29〕 徑向尺寸為：31.5mm 方案二： 1、預(yù)選摩擦片副數(shù)n=12，碟簧組組數(shù)m=12，剛片粉片間隙 值取0.07；一組復(fù)合碟簧所需產(chǎn)生的制動(dòng)力為: 〔4-30〕 考慮磨損量取，根據(jù)碟簧變形量和彈力的線性關(guān) 系取A系列碟簧，選用碟簧規(guī)格為35.5，設(shè)碟簧復(fù)合數(shù)為x，對(duì) 合數(shù)為y； 碟簧產(chǎn)生的彈力為5190N，需要疊合兩片。 制動(dòng)時(shí)單片碟簧的變形量為，碟簧的彈力為，即所產(chǎn)生

55、 的制動(dòng)力： 〔4-31〕 解除制動(dòng)時(shí)的變形量為，碟簧的彈力為,那么打 開摩擦片所需的間隙為： 〔4-32〕 因成線性關(guān)系，故 取, 那么 〔4-33〕 2、碟簧對(duì)合組數(shù)的計(jì)算 〔4-34〕 3、碟簧自由高度的計(jì)算

56、 〔4-35〕 得 4、碟簧組的軸向尺寸 57.6+16+3=76.6 〔4-36〕 徑向尺寸為：35.5mm 4.4.6 碟簧方案的校核 方案一的校核： 有一個(gè)由7片碟簧A31.5對(duì)合組合碟簧，受預(yù)加負(fù) 荷,工作負(fù)荷 碟簧負(fù)荷： 當(dāng)，即碟簧壓平時(shí)，上式簡化為：

57、 〔4-37〕 在式〔4-37〕中： ——單個(gè)碟簧的載荷〔N〕； ——壓平時(shí)碟簧載荷計(jì)算值〔N〕； ——碟簧厚度〔mm〕； ——碟簧外徑〔mm〕； ——單片碟簧變形量〔mm〕； ——碟簧壓平時(shí)變形量的計(jì)算值〔mm〕； E——彈性模量; ——泊松比； 、、、——折減系數(shù) 表4-3 的影響系數(shù) 、、 1.94 0.682 1.206 1.355 1.93 0.6525 1.2035 1.351 注：對(duì)于無支撐面的碟簧

58、 由表4-2,4-3得 〔4-38〕 因此： 〔4-39〕 圖4-7 按不同或計(jì)算的單個(gè)碟簧的特性線 由圖4-7，按 故 〔4-40〕 圖4-8碟簧疲勞破壞關(guān)鍵部位 由圖4-8，按可得疲勞破壞關(guān)鍵點(diǎn)為II點(diǎn)，如圖4-9

59、 圖4-9 計(jì)算碟簧時(shí)的應(yīng)力點(diǎn)示意圖 〔4-41〕 使〔4-41〕中： E——彈性模量〔〕； u——泊松比； t——碟簧厚度〔mm〕； D——碟簧外徑〔mm〕； f——單片碟簧變形量〔mm〕； ——碟簧壓平時(shí)的變形量的計(jì)算值〔mm〕； 、、、——折減系數(shù) 查表4-2,4-3得： 當(dāng)mm時(shí)， 〔4-42〕 當(dāng)時(shí)， 〔4-4

60、3) 圖4-10 1.25mmt6mm碟簧的極限應(yīng)力曲線 因，故不能滿足疲勞強(qiáng)度要求。因此該方案不可行。 方案二的校核： 有一個(gè)由6片碟簧A35.5對(duì)合組合碟簧，受預(yù)加負(fù)荷,工作負(fù)荷 碟簧負(fù)荷： 當(dāng)時(shí)，即碟簧壓平時(shí)，上式簡化為： 由表3-2,3-3得 因此： 由圖4-7，按 故 由圖4-8，按可得疲勞破壞關(guān)鍵點(diǎn)為II點(diǎn)，如圖3-6 查表4-2,4-3得： 當(dāng)mm時(shí)， 當(dāng)時(shí)， 碟簧的計(jì)算應(yīng)力幅：==294 由圖4-10在處查得：N=時(shí)疲勞強(qiáng)度上限應(yīng)力為：

61、 即疲勞強(qiáng)度應(yīng)力幅為：=355.7 因，故能滿足疲勞強(qiáng)度要求。因此方案二可行，選取。 碟簧組設(shè)計(jì)方案的有關(guān)數(shù)據(jù) 1、 碟簧規(guī)格：A2-35.5 2、 對(duì)合碟簧形式：復(fù)合 3、 單片碟簧制動(dòng)時(shí)要求所需的變形量==0.37 4、 單片碟簧制動(dòng)時(shí)要求所需的變形力=3000N 5、 單片碟簧加大預(yù)加載荷時(shí)的力=3200N 6、 單片碟簧加大預(yù)加載荷時(shí)的變形量=0.42 7、 單片碟簧工作載荷=4400N 8、 單片碟簧工作變形量=0.54 9、 碟簧組磨損極限〔-〕y=0.3 10、單片碟簧由解除制動(dòng)到制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的變形量=-=0.12 1

62、1、復(fù)合碟簧組由解除制動(dòng)到制動(dòng)狀態(tài)時(shí)的變形量=*y=0.72 12、碟簧組自由高度=57.6 13、取碟簧組數(shù)m=12 14、預(yù)變形時(shí)，Ⅱ點(diǎn)的應(yīng)力=884.3N 預(yù)變形時(shí)，Ⅱ點(diǎn)的應(yīng)力=1178.3N 15、碟簧的計(jì)算應(yīng)力幅=294 16、碟簧的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力幅=355.7 17、摩擦副的個(gè)數(shù)：n=12片 18、鋼片粉片間隙值?。?.07 19、對(duì)合組數(shù)：6組 4.5 濕式多盤制動(dòng)器摩擦材料的選擇 4.5.1 兩種類型的摩擦材料 理想的濕式摩擦材料應(yīng)具有以下性能：高摩擦材料，穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，高的導(dǎo)熱性與耐熱性，高的耐磨性等。我國普遍應(yīng)

63、用的濕式摩擦材料是燒結(jié)金屬摩擦材料和紙基摩擦材料。 燒結(jié)金屬摩擦材料是將不同金屬粉末加些石墨、硫、錫或鉛等粉末高壓成型再經(jīng)過高熱燒結(jié)而成的多孔質(zhì)金屬材料。它的導(dǎo)熱性好可以承受較高的工作溫度。燒結(jié)金屬硬度高彈性和壓縮性都較差。燒結(jié)金屬中石墨的彈性模量僅為銅的6%-8%，可以認(rèn)為石墨也是一種孔降低了燒結(jié)金屬的彈性模量。燒結(jié)金屬是多孔隙結(jié)構(gòu)但它沒有部相連的孔隙結(jié)構(gòu)許多孔都是不通孔，不能讓機(jī)油流過燒結(jié)的整個(gè)結(jié)構(gòu)，對(duì)冷卻機(jī)油的利用率低?？傮w上可以認(rèn)為燒結(jié)金屬是大彈性模量、低孔隙度與非吸收性的摩擦材料。 紙基摩擦材料由纖維素纖維高性能纖維特殊的顆粒和添加劑以與不同的粘接劑制成是軟而多孔的材料，

64、沿厚度方向結(jié)構(gòu)均勻，孔隙之間互相連通。當(dāng)摩擦副未接合時(shí)孔隙里儲(chǔ)滿了機(jī)油摩擦副接合時(shí)，油從多孔材料中流出，從而冷卻了摩擦外表。紙基材料彈性好，接合時(shí)可以通過變形將載荷均勻地分布在整個(gè)外表上。由于它的有機(jī)結(jié)構(gòu)紙基材料導(dǎo)熱系數(shù)、熱容量比燒結(jié)金屬摩擦材料小。 結(jié)論 〔1〕大彈性模量的燒結(jié)金屬摩擦材料不適宜用于低外表壓力的工況。當(dāng)金屬 摩擦材料用于低外表壓力工況時(shí)，不能充分利用整個(gè)摩擦外表，外表上 只有局部區(qū)域發(fā)生摩滑。不均勻的接觸引起溫度的不均勻分布。燒結(jié)金 屬摩擦材料由于不均勻的溫度分布最終引起對(duì)偶鋼片的變形。 〔2〕燒結(jié)

65、金屬用于低速一大扭矩工況時(shí)，外表壓力高，轉(zhuǎn)速較低，使機(jī)油不 能流到摩擦外表，產(chǎn)生干摩擦將外表上不平整的地方磨掉，使摩擦表 面積增大，可以得到較大的摩擦系數(shù)和均勻分布的溫度場(chǎng)。 〔3〕紙基材料在承受大的外表壓力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大的變形擠出摩擦材料孔隙里 的機(jī)油，使材料沒有足夠的機(jī)油降低接合時(shí)引起的高溫。同時(shí)，由于紙 基材料的有機(jī)母體過大的外表壓力，會(huì)使材料外表以下的纖維粘結(jié)劑斷 開，材料出現(xiàn)斑點(diǎn)或大面積脫落，導(dǎo)致材料的失效。所以選擇紙基材料 時(shí)，應(yīng)特別注意接合時(shí)外表壓力

66、不要太大。 〔4〕對(duì)于低速一大扭矩而采用集油槽自流冷卻的濕式多片制動(dòng)器如工程機(jī)的 車輪制動(dòng)器采用燒結(jié)金屬最適宜。紙基摩擦材料更適用于高速一小扭矩 有較大機(jī)油流率的工況。 4.6 花鍵的計(jì)算與校核 4.6.1 花鍵的選擇 鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來選定。 鍵的剖面尺寸通常根據(jù)軸的直徑和具體工作情況選取。對(duì)于薄壁空心軸、階梯軸、傳遞轉(zhuǎn)矩較小以與用于定位等情況下，允許選取剖面尺寸較小的鍵；有時(shí)，由于工藝需要也可選用較大的鍵。鍵的長度按輪轂長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取，并按傳遞的轉(zhuǎn)矩對(duì)鍵的剖面尺寸和長度進(jìn)展計(jì)算。 如單鍵強(qiáng)度不夠采用雙鍵時(shí)，應(yīng)考慮鍵的合理布置。兩個(gè)平鍵最好相隔180度；兩個(gè)半圓鍵那么應(yīng)沿軸心線布置在一條直線上；兩個(gè)楔鍵夾角一般為90度到120度；兩個(gè)切向鍵間夾角一般為120度到135度。雙鍵連接的強(qiáng)度按1.5個(gè)鍵計(jì)算。如果輪轂允許適當(dāng)加長，也可相應(yīng)地增加鍵的長度，以提高單鍵連接的承載能力。但一般采用的鍵長不宜超過〔1.6-1.8〕d。必要時(shí)加大軸徑或改用其它連接方式。 當(dāng)鍵連接的