【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(gè)或幾個(gè)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(dòng)力的整體裝置，是向液壓系統(tǒng)提供動(dòng)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(shí)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(dòng)的摩擦因數(shù)較高，有足夠的制 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 49 動(dòng)摩擦力矩，以提高 提升機(jī) 的制動(dòng)效果。摩擦襯片的磨損可靠性決定了 提升機(jī) 制動(dòng)器工作的安全性、可靠性和持久性。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 50 圖 51 制動(dòng)器摩擦襯片磨損的可靠性分析 測(cè)試系統(tǒng)的組成 圖 52 測(cè)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(cè)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(jī) 擴(kuò)展 顯示器 溫度傳感器 放大器 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 51 出。在此階段，磨損量隨著時(shí)間較穩(wěn)定地增加。 磨損量的測(cè)量 提升機(jī)制動(dòng)器是利用其摩擦副間在工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力來(lái)進(jìn)行制動(dòng)的 。由平面法知 NFf ? 整個(gè)測(cè)試的目的是為了測(cè)得摩擦力 F和正壓力 N，對(duì)于加壓油缸所施加的正壓力 N 在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中基本保持不變。一般是指由油箱、液位計(jì)、空氣過(guò)濾器以及放油箱塞等相對(duì)獨(dú)立單元組合而成的，用來(lái)完成存儲(chǔ)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(guò)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(guò)濾精度30 m? 壓力表的選擇 在相對(duì)振動(dòng)不大的條件下，選用一般的壓力表 Y60T 型。 電機(jī)、油箱及其附件的選擇 電機(jī) 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(shí)驗(yàn)選用 25 L/min,所需電機(jī)功率為 ，而定轉(zhuǎn)速為 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 45 1450r/min）所以，液壓系統(tǒng)選用 Y100Ｌ－４型電動(dòng)機(jī)，其功率為 ，轉(zhuǎn)速為 1420r/min。 卸荷閥的選擇 主要用于減少電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)次數(shù)，為保證實(shí)驗(yàn)測(cè)試的需要，也能在試驗(yàn)運(yùn)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(diǎn)是動(dòng)作時(shí)間短，電氣控制線路簡(jiǎn)單，不需特殊的觸電保護(hù)。各種液壓泵的比較如表 所示。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì)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(jì) 根據(jù) D=50mm，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇外徑 D1=65mm 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 ? ?? ?材料的抗拉強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(duì)所選壁厚進(jìn)行驗(yàn)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(cè)量的精確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,應(yīng)使對(duì)稱布置的兩加壓油缸同時(shí)動(dòng)作 ,其油路可做并聯(lián)布置。 以下參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 求當(dāng)量動(dòng)載荷 Pr 因?yàn)檩S承只受徑向載荷的作用，所以選用深溝球軸承，在軸承型號(hào)未知的情況下，顯然 A/Re,查《機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)盤的質(zhì)量：kgl )( 8 0 0RM2 222 ???????? ?? 制動(dòng)盤兩端的軸承承受的載荷較大，此處 Pr=。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)傳感器的選擇 實(shí)驗(yàn)臺(tái)要測(cè)出盤式制動(dòng)器的摩擦磨損性能，應(yīng) 用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)制動(dòng)力矩及制動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速 , 溫度傳動(dòng)器。 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 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(zhǎng) L=120mm,平鍵尺寸40812 ????? lhb ,螺釘尺寸為 128?M ，端部倒角為 ?? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的最大轉(zhuǎn)矩，所以聯(lián)軸器的強(qiáng)度合格。 3）傳感器軸 (如圖 35) 圖 35傳感器軸 軸段① 實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(zhǎng)度比聯(lián)軸器長(zhǎng) 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(shí)驗(yàn)臺(tái)總體布置的要求，因此取mmL 1202? 。 傳感器軸用來(lái)連接前兩個(gè)軸，同時(shí)用于安裝傳感器。 直流電源的設(shè)計(jì) 本裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)為直流電機(jī)，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(shí)內(nèi)應(yīng)小于 1% （ 5）制動(dòng)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(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè) 量系統(tǒng)與電控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)試驗(yàn)要求，主要對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、制動(dòng)力矩、摩擦副的溫度和磨損量的測(cè)量方法進(jìn)行研究，并設(shè)計(jì)出 整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)所需的控制系統(tǒng)。在接觸界面形成轉(zhuǎn)移膜，出現(xiàn)“制動(dòng)熱衰退”現(xiàn)象和“氫脆”現(xiàn)象，促進(jìn)磨粒的形成，加劇材料的磨損。干式制動(dòng)摩擦系統(tǒng)是由摩擦襯片、摩擦對(duì)偶 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(dòng)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(dòng)摩擦?xí)r會(huì) 產(chǎn)生高頻振動(dòng)及相應(yīng)的噪音。在摩擦工作過(guò)程中，摩擦材料除了要承受很高溫度的同時(shí)，還要承受較大的壓力與剪切力。摩擦材料在摩擦過(guò)程中，由于溫度的迅速升高，一般當(dāng)溫度達(dá)到 200℃以后，摩擦系數(shù)開始下降，當(dāng)溫度達(dá)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(huì)導(dǎo)致制動(dòng)效能變差，在實(shí)際應(yīng)用中 會(huì)降低摩擦力，即降低了制動(dòng)作用。 (4)疲勞磨損 在汽車制動(dòng)過(guò)程中，摩擦材料與其對(duì)偶進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，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(shí)摩擦系數(shù)與計(jì)算得到的摩擦系數(shù)的關(guān)系為： )1( 0 NNNF ???? ?? ?? 稱為真實(shí)摩擦系數(shù)，這是一個(gè)恒量，μ是通過(guò)計(jì)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(diǎn)產(chǎn)生的瞬時(shí)溫度可達(dá) 1000℃，并可持續(xù)千分之幾秒，高溫會(huì)引起二物體發(fā)生“粘著（或稱為冷焊），兩物體表面相對(duì)移動(dòng)過(guò)程中，這些粘著點(diǎn)就被剪切斷掉，二物體發(fā)生“滑溜”， 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 摩擦就是這種“粘著與滑溜交替進(jìn)行的過(guò)程（當(dāng)摩擦速度變 快時(shí)，這種躍動(dòng)式過(guò)程變得不明顯）。兩個(gè)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(huì)產(chǎn)生接觸摩擦，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)物體的速度減慢或停止。 (3)在輸出制動(dòng)力矩相同的情況下，尺寸和質(zhì)量較 小。 圖 11 盤式制動(dòng)器工作原理 盤式制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn) 與鼓式制動(dòng)器相比，盤式制動(dòng)器具有以下突出優(yōu)點(diǎn) : (1)熱穩(wěn)定性好。制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)是測(cè)定和分析制動(dòng)器性能和質(zhì)量的試驗(yàn)裝置。隨著機(jī)械設(shè)備上速度的不斷提高，對(duì)制動(dòng)器性能的要求也越來(lái)越高，因此制動(dòng)器生產(chǎn)企業(yè)需要對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行各種質(zhì)量檢測(cè)和性能綜合評(píng)價(jià)。 鑒于盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制動(dòng)時(shí)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(dòng)熱源造成的熱沖擊，以及反復(fù)制動(dòng)過(guò)程中的冷熱沖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 擊、制動(dòng)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(dòng)器則 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 需多次甚至 10余次制動(dòng)，性能方能恢復(fù)。 制動(dòng)器摩擦片應(yīng)用機(jī)理與性能要求 摩擦和運(yùn)動(dòng) 對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，是在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(gè)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(qiáng)度極限降低，都會(huì)使真實(shí)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(shí)，材料的壓縮屈服強(qiáng)度極限（ ）降低，導(dǎo)致摩擦表面真實(shí)接觸面積（ A）的變大，摩擦系數(shù)（μ）也會(huì)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(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦材料與其偶件之間 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jī)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(huì)同時(shí)作用于摩擦材料與其對(duì)偶件，導(dǎo)致摩擦材料和對(duì)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(jī)械強(qiáng)度和物理性能 摩擦材料制品在裝配使用之前，需要進(jìn)行鉆孔、鉚裝、裝配等機(jī)械加工，才能制成剎車片總成。高硬度填料用量多時(shí)，易產(chǎn)生噪音； 摩擦制動(dòng)副在很短的時(shí)間內(nèi)把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能。摩擦熱引起襯片中的有機(jī)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(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的工作原理以及加載方式的研究，確定實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)方案 3） 閘瓦性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主要機(jī)械部件，包括主軸、飛輪、閘瓦制動(dòng)裝置、制動(dòng)液壓系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、傳感器、軸承、液壓站等部件。 如圖 21 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 21 實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)布置形式 電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 飛輪、 固定支承 5 傳感 器 制動(dòng)盤 液壓缸 閘瓦 液壓泵 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 第 3 章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原始參數(shù) 閘瓦比壓 ： 1Mpa 測(cè)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(jì)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(xiàng)同時(shí)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(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： （ 1） 飛輪24421 mkgLrr ????????? ??? （ 2） 制動(dòng)盤 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 24442241122)()(2121JmkgRLRLr???????????? ???(3)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 221 mkg ?????? 所以根據(jù)功率和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量