【正文】 和直角式兩種。 根據(jù)系統(tǒng)具體條件，合理選用油箱。液壓泵站是為了一個或幾個系統(tǒng)存放有一定清潔度要求工作介質(zhì)并輸出具有一定（或可調(diào)）壓力、流量的液體動力的整體裝置，是向液壓系統(tǒng)提供動力源的重要部件。一般是泛指由加熱器、冷卻器及溫度傳感器等器件構(gòu)成的，實現(xiàn)系統(tǒng)油溫控制裝置的總稱。則 N一定。從安全可靠性考慮，希望制動的摩擦因數(shù)較高，有足夠的制 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 49 動摩擦力矩，以提高 提升機 的制動效果。摩擦襯片的磨損可靠性決定了 提升機 制動器工作的安全性、可靠性和持久性。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 50 圖 51 制動器摩擦襯片磨損的可靠性分析 測試系統(tǒng)的組成 圖 52 測試系統(tǒng)組成原理圖 本裝置中，軸的扭矩和轉(zhuǎn)速用 JCZ 型智能轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器可測轉(zhuǎn)速傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器 放大器 放大器 多 路 轉(zhuǎn) 換 器 A/D 鍵盤 單片機 擴展 顯示器 溫度傳感器 放大器 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 51 出。在此階段，磨損量隨著時間較穩(wěn)定地增加。 磨損量的測量 提升機制動器是利用其摩擦副間在工作時產(chǎn)生的摩擦阻力來進行制動的 。由平面法知 NFf ? 整個測試的目的是為了測得摩擦力 F和正壓力 N，對于加壓油缸所施加的正壓力 N 在整個測試過程中基本保持不變。一般是指由油箱、液位計、空氣過濾器以及放油箱塞等相對獨立單元組合而成的，用來完成存儲油液、散發(fā)油中熱量、逸出油中氣體、沉淀油中污物等功能的整體裝置。 選用低壓線隙式過濾器的 XUA100 30S型，其技術(shù)參數(shù)為：通徑 32mm,額定流量 100L/min,額定壓力 ,過濾精度30 m? 壓力表的選擇 在相對振動不大的條件下，選用一般的壓力表 Y60T 型。 電機、油箱及其附件的選擇 電機 根據(jù)液壓泵的技術(shù)參數(shù)（ CBB 型泵壓力為 ，排量為~125L/min,實驗選用 25 L/min,所需電機功率為 ，而定轉(zhuǎn)速為 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 45 1450r/min）所以，液壓系統(tǒng)選用 Y100Ｌ－４型電動機，其功率為 ，轉(zhuǎn)速為 1420r/min。 卸荷閥的選擇 主要用于減少電動機的起動和制動次數(shù)，為保證實驗測試的需要，也能在試驗運行中起到不斷 開電源而且節(jié)約能源的效果。交流電磁換向閥的優(yōu)點是動作時間短，電氣控制線路簡單，不需特殊的觸電保護。各種液壓泵的比較如表 所示。 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 41 液壓泵是主要噪聲源。由于液壓元件的特殊性，在完全相同的條件下使用的情況并不多見，失效分布往往不明確，壽命的估計很困難。其安裝方式分為立式和臥式兩種。 加壓油缸缸筒壁厚及外徑設(shè)計 根據(jù) D=50mm，查閱《機械設(shè)計手冊》，選擇外徑 D1=65mm 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 36 ? ?? ?材料的抗拉強度查相關(guān)資料可得，缸筒缸筒內(nèi)最高工作壓力安全系數(shù)，通常取—缸筒材料的抗拉強度，—式中：即缸筒材料的許用應(yīng)力，—缸筒內(nèi)最高工作壓力—Ｐ小值；缸筒材料的強度要求最—式中：即M P aPnnmmnmmaDDDim s xB. 5 P1P5/N/NMP~2Dm a x2B2m a x01????????????????? ? ?? ?選取中等壁厚缸筒即即mmmmPDM P anPaP1205600M6000m a xm a x0BB???????????????????? 對所選壁厚進行驗算 （ 1）額定工作壓力 Pn 應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全。 為保證測量的精確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,應(yīng)使對稱布置的兩加壓油缸同時動作 ,其油路可做并聯(lián)布置。 以下參考《機械設(shè)計》進行設(shè)計計算： 求當(dāng)量動載荷 Pr 因為軸承只受徑向載荷的作用，所以選用深溝球軸承，在軸承型號未知的情況下，顯然 A/Re,查《機械設(shè)計工程學(xué)》表 512 得： X=1，Y=0， Pr=XR+YA=R 飛輪的質(zhì)量： kgl 8 0 0RM1 22 ?????? ?? 制動盤的質(zhì)量：kgl )( 8 0 0RM2 222 ???????? ?? 制動盤兩端的軸承承受的載荷較大，此處 Pr=。 實驗臺傳感器的選擇 實驗臺要測出盤式制動器的摩擦磨損性能，應(yīng) 用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器檢測制動力矩及制動盤的轉(zhuǎn)速 , 溫度傳動器。 聯(lián)軸器的設(shè)計 根據(jù)聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩和最小軸徑尺寸的要求，選擇套筒聯(lián)軸器 , 選用軸徑為 40mm系列，其額定轉(zhuǎn)矩 ,聯(lián)軸器長 L=120mm,平鍵尺寸40812 ????? lhb ,螺釘尺寸為 128?M ，端部倒角為 ?? 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 27 本實驗臺的傳輸扭矩不大，而且聯(lián)軸器只受扭矩作用，其額定轉(zhuǎn)矩為,閘瓦作用的最大轉(zhuǎn)矩 mm?? N3 3 1 0 0 0M m a x ，遠遠大于實驗臺的最大轉(zhuǎn)矩，所以聯(lián)軸器的強度合格。 3）傳感器軸 (如圖 35) 圖 35傳感器軸 軸段① 實驗臺要求與聯(lián)軸器配合，所以軸段①的直徑取軸的最小直徑 mmd 401? ，為了便于拆裝，軸的長度比聯(lián)軸器長 5mm,因此取mmL 651? 軸段② 為了聯(lián)軸器的軸向定位，將軸段②的左端制出軸肩，軸肩高度 h=5mm,(h≧ )，所以軸段②的直徑為 mmd 502? ，考慮到軸段②上要安裝 傳感器 ，而且在實驗臺總體布置的要求，因此取mmL 1202? 。 傳感器軸用來連接前兩個軸，同時用于安裝傳感器。 直流電源的設(shè)計 本裝置驅(qū)動電機為直流電機，而一般供給的電源為 380V 的交流電源。 （ 2）沖擊值應(yīng)大于 2/cmN (3)布氏硬 度應(yīng)小于 490 2/cmN （ 4）吸油率和吸水率在 4小時內(nèi)應(yīng)小于 1% （ 5）制動瓦的工作表面與襯板配合表面的平面度誤差值每米應(yīng)小于在 。 4） 摩擦磨損性能測試實驗臺的測 量系統(tǒng)與電控系統(tǒng)進行設(shè)計 根據(jù)試驗要求，主要對主軸轉(zhuǎn)速、制動力矩、摩擦副的溫度和磨損量的測量方法進行研究，并設(shè)計出 整個實驗臺所需的控制系統(tǒng)。在接觸界面形成轉(zhuǎn)移膜，出現(xiàn)“制動熱衰退”現(xiàn)象和“氫脆”現(xiàn)象，促進磨粒的形成，加劇材料的磨損。干式制動摩擦系統(tǒng)是由摩擦襯片、摩擦對偶 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 13 件及界面第三體 (界面膜、磨粒等 )組成。剎車片經(jīng)高溫制動作用后，工作表面形成光亮而硬的碳化膜，又稱釉質(zhì)層，在制動摩擦?xí)r會 產(chǎn)生高頻振動及相應(yīng)的噪音。在摩擦工作過程中，摩擦材料除了要承受很高溫度的同時，還要承受較大的壓力與剪切力。摩擦材料在摩擦過程中，由于溫度的迅速升高，一般當(dāng)溫度達到 200℃以后，摩擦系數(shù)開始下降，當(dāng)溫度達到樹脂和橡膠分解溫度范圍以后，產(chǎn)生了摩擦系數(shù)的驟然降低，這種現(xiàn)象稱為“熱衰退”，嚴(yán)重的“熱衰退”會導(dǎo)致制動效能變差，在實際應(yīng)用中 會降低摩擦力，即降低了制動作用。 (4)疲勞磨損 在汽車制動過程中，摩擦材料與其對偶進行相對滑動，在兩者接觸區(qū)將造成很大的應(yīng)力和塑性變形。高溫分解主要出現(xiàn)在摩擦材料的芯部而較少發(fā)生在邊緣和角部 。 真實摩擦系數(shù)與計算得到的摩擦系數(shù)的關(guān)系為： )1( 0 NNNF ???? ?? ?? 稱為真實摩擦系數(shù)，這是一個恒量，μ是通過計算得到的摩擦系數(shù)，不是一恒量，它隨負(fù)荷的增加而降低。 當(dāng)兩物體表面摩擦?xí)r，接觸點產(chǎn)生的瞬時溫度可達 1000℃，并可持續(xù)千分之幾秒，高溫會引起二物體發(fā)生“粘著（或稱為冷焊），兩物體表面相對移動過程中，這些粘著點就被剪切斷掉，二物體發(fā)生“滑溜”， 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 7 摩擦就是這種“粘著與滑溜交替進行的過程（當(dāng)摩擦速度變 快時，這種躍動式過程變得不明顯）。兩個在接觸表面相互摩擦的物體，稱之為摩擦偶件或摩擦副。這樣會產(chǎn)生接觸摩擦，導(dǎo)致運動物體的速度減慢或停止。 (3)在輸出制動力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量較 小。 圖 11 盤式制動器工作原理 盤式制動器的優(yōu)點 與鼓式制動器相比，盤式制動器具有以下突出優(yōu)點 : (1)熱穩(wěn)定性好。制動器試驗臺是測定和分析制動器性能和質(zhì)量的試驗裝置。隨著機械設(shè)備上速度的不斷提高，對制動器性能的要求也越來越高，因此制動器生產(chǎn)企業(yè)需要對制動器進行各種質(zhì)量檢測和性能綜合評價。 鑒于盤式制動器的結(jié)構(gòu)特點，制動時盤上某處材料表面與片處于周期性間歇摩擦接觸，這種移動熱源造成的熱沖擊，以及反復(fù)制動過程中的冷熱沖 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 4 擊、制動壓力和摩擦力的協(xié)同作用可導(dǎo)致表面熱開裂和 (熱 )磨損 。而鼓式制動器則 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 5 需多次甚至 10余次制動，性能方能恢復(fù)。 制動器摩擦片應(yīng)用機理與性能要求 摩擦和運動 對機械運動來說，是在運動過程中一種物體與其它物體相接觸，或者與其周圍的液體或氣體相接觸。摩擦是這個現(xiàn)象本身的力學(xué)特性。由此可知，若負(fù)荷增加或較軟材料壓縮屈服強度極限降低，都會使真實面積增大。 當(dāng)摩擦材料中含有相當(dāng)多的軟質(zhì)成分，構(gòu)成軟質(zhì)摩擦材料，如橡膠基摩擦材料（軟質(zhì)剎車片），或摩擦表面溫度在一定范圍內(nèi)升高時，材料的壓縮屈服強度極限（ ）降低，導(dǎo)致摩擦表面真實接觸面積（ A）的變大，摩擦系數(shù)（μ）也會升高。即： )( 0NNF ???? 也可以寫成： )( 0NNF ?? ?? 摩擦?xí)r，表面的相互嚙合和分子引力的形成與破壞造成了摩擦表面的磨損。許多研究表明，汽車摩擦材料的磨損形式主要有以下 幾種 ： (1)熱磨損 高速行駛的汽車在制動過程中，動能轉(zhuǎn)化為摩擦材料與其偶件之間 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 9 因摩擦而產(chǎn)生的熱能，致使摩擦材料溫度升高，從而使摩擦材料中的某些組分發(fā)生諸如高溫分解、氧化、顆粒化、暴裂融化、蒸發(fā)和升華，以及伴隨著機械力變化的一系列物理的和化學(xué)的現(xiàn)象，使摩擦材料原子間結(jié)合不斷破壞，導(dǎo)致材料磨損。這樣散落的磨屑將會同時作用于摩擦材料與其對偶件，導(dǎo)致摩擦材料和對偶的磨損增 大，摩擦系數(shù)增大。 溫度是影響摩擦系數(shù)的最重要因素。 具有良好的機械強度和物理性能 摩擦材料制品在裝配使用之前，需要進行鉆孔、鉚裝、裝配等機械加工，才能制成剎車片總成。高硬度填料用量多時，易產(chǎn)生噪音； 摩擦制動副在很短的時間內(nèi)把動能轉(zhuǎn)換成熱能。摩擦熱引起襯片中的有機物組分發(fā)生熱 降解等一系列化學(xué)反應(yīng)和物理作用，其反應(yīng)速率隨溫度的升高呈指數(shù)增加。 2） 通過對實驗臺的工作原理以及加載方式的研究，確定實驗臺的總體設(shè)計方案 3） 閘瓦性能測試實驗臺的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 對實驗臺的主要機械部件，包括主軸、飛輪、閘瓦制動裝置、制動液壓系統(tǒng)等進行設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求選取電動機、聯(lián)軸器、傳感器、軸承、液壓站等部件。 如圖 21 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 16 圖 21 實驗臺總體結(jié)構(gòu)布置形式 電動機 聯(lián)軸器 飛輪、 固定支承 5 傳感 器 制動盤 液壓缸 閘瓦 液壓泵 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 17 第 3 章 實驗臺機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計原始參數(shù) 閘瓦比壓 ： 1Mpa 測試速度 (滑速 ):10m/s 閘瓦試件的形狀及尺寸的確定 （ 1）其設(shè)計應(yīng)滿足下表： 溫度℃ 摩擦系數(shù) ?? 磨損率 ≤ 5100? 5150? 5 5200? 7 5250? 9 注 :摩擦系數(shù)和磨損率兩項同時考核。 閘瓦產(chǎn)生的摩擦力矩： )(932M 313221 rrfPf r r drPrr ??? ? ?? ?? 其中： 摩擦系數(shù) f=,閘瓦比壓 Pa=1Mpa， mr .101 ? , mr .1502 ? 所以KWrvMMPm 10331N331)m a xm a x33m a x?????????????? （ 飛輪和制動盤的轉(zhuǎn)動慣量為： （ 1） 飛輪24421 mkgLrr ????????? ??? （ 2） 制動盤 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 20 24442241122)()(2121JmkgRLRLr???????????? ???(3)總轉(zhuǎn)動慣量為 221 mkg ?????? 所以根據(jù)功率和轉(zhuǎn)動慣量