【正文】 查閱的相關(guān)資料，以及零件結(jié)構(gòu)和外形。 在液壓與氣壓傳動系統(tǒng)及其元件中，安置密封裝置和密封元件的作用，在于防止工作介質(zhì)的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。 210mm，前蓋中心為安置中心軸，設(shè)置一個直徑 88mm 的通孔。0 ??????? 總 ..... 螺栓材料選擇 45 號鋼， 級，其 228 0 0 / , 6 4 0 /bsN m m N m m???? 選用安全系數(shù) [S]=2，許用拉應(yīng)力 2[ ] 3 2 0 /s N m mS?? ?? 所需螺栓小徑 72 07 ][z ??? ?????? ??? 總Fd 其中， z為螺栓數(shù)量。 內(nèi)鍵圈外徑與缸體外徑相同， Dnj=220mm。 另外，彈簧需要安裝支承在活塞上，由彈簧的設(shè)計計算，彈簧的外徑為 ,留一安裝余量 ,則活塞上安裝彈簧的盲孔直徑 Dm=25mm，盲孔深度應(yīng) 比彈簧最短工作高度小一些，取 Hm=60mm，為保證強度，盲孔底部距離活塞小端端面厚度應(yīng)至少保持 5mm,由于小端長度 22mm 已確定，故取大端長度 Ld=60+522=43mm。有已知的制動油壓要求，制動油壓為P=~，選定制動油壓 P= 計算活塞桿直徑 d 查機械設(shè)計手冊知 ? ? ?? /1?? Dd 其中 ? 為速度比 根據(jù)機械設(shè)計手冊，在設(shè)計中，根據(jù)工作壓力的大小選用速度比時，可參考下圖表 21 工作壓 力 /MP 10? 20 ? 2 因為 p=，故去速度比 ? = 故 ? ? mmd ??? 根據(jù)實際需求及尺寸取系列值 d=136mm 液壓缸有效面積 A ? ? ? ? 2222122 3 8 2 641 3 61 9 04 mmDDA ????? ?? 則 NFNmmMPPAF c 2 ?????? 故設(shè)計符合載荷要求。在此時應(yīng)滿足下式： 2212()T f Kp Q p D D? ? ?? pK為制動器的開啟壓力，代入數(shù)據(jù)，計算可得： pK≥ ，即，當(dāng)壓力達到 時，摩擦片可充分松開，使馬達運轉(zhuǎn)，此壓力即為制動器的開啟壓力。 （ 4）摩擦片厚度 摩擦片的厚度與其材料有關(guān)，對于兩 面鑲銅基粉末摩擦材料摩擦片，干式厚度一般 17 為 B= 4~6mm, 取 B= 4mm。當(dāng)制動器出現(xiàn)故障或者更換摩擦片的時候，可以對制動器進行機械方式釋放，釋放方式為，把螺釘 5卸下，用兩個長螺釘旋入活塞 8的螺孔中，完全旋緊，將活塞 8 提起，這是制動器被釋放。多盤干式液壓制動器的基本結(jié)構(gòu)如 2 所示，多盤摩擦式液壓制動器由摩擦片、制動盤、進油口、彈簧、前后蓋、活塞、缸體等零件組成，這種制動器是一種常閉干式液壓盤式摩擦制動器，在通常情況西安，依靠一組圓柱壓縮彈簧產(chǎn)生的壓力作用在活塞上壓緊摩擦片與摩擦盤而產(chǎn)生制動力矩，當(dāng)制 動機械需要轉(zhuǎn)動時，將壓力油通過液壓油路輸送到缸體內(nèi)，此時，液壓力將活塞推開，摩擦片與摩擦盤分離。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。表面接觸處承受循環(huán)應(yīng)力的作用，反復(fù)制動時將產(chǎn)生較大的溫度梯度，受循環(huán)熱應(yīng)力的作用，表面或在表層、多相的晶接口或接口處將產(chǎn)生裂紋，裂紋擴展至小塊 磨粒而剝落。當(dāng)熱流輸入下降很快或是制動很快結(jié)束時，這一區(qū)域的材料很快地被冷卻，可能發(fā)生由珠光體到馬氏體的相變。形成的磨屑將會導(dǎo)致摩擦材料和對偶的磨損增大，使摩擦系數(shù)增大。 Fink 及 Siebel 等發(fā)現(xiàn)金屬在磨損過程中可能氧化，且工作條件不同，磨損型式又有很大差別。相對的移滑動時，粘著的點被剪切后然后產(chǎn)生移滑動 。用于制造高溫下使用的噴頭、渦輪、葉片及其他耐高溫零部件。 ⑥粉末冶金電磁材料。還叫做燒結(jié)摩擦材料。材料內(nèi)部孔道互相貫通、相互交錯，通常有 30%～60%的 體積孔隙度，孔徑大小有 1～ 100 微米之間。 ①粉末冶金減摩材料。 20%； （ 2）具有足夠的強度和良好的耐磨性； （ 3）導(dǎo)熱性好，熱容量大，能經(jīng)受較高的溫度二無明顯的變形或碳化、腐蝕等引起材質(zhì)的改變； （ 4）抗膠合性能好，不擦傷對偶的摩擦表面；易跑合，耐油無腐蝕； （ 5）工藝性好，摩擦?xí)r沒噪聲、沒振蕩、沒雜味、沒污染物，成本低。本文將主要解決干式盤型液壓制動器的如下的關(guān)鍵問題： 干式盤型液壓制動器結(jié)構(gòu)及受力設(shè)計計算； 需要解決的問題：（ 1）制動器軸向壓緊力，（ 2）摩擦片制動可靠性，（ 3）摩擦片開啟可靠性及摩擦片比壓的計算，（ 4）制動器主要零件的設(shè)計。 （ 2）制動不頻繁。 （ 3）在使用現(xiàn)場憑借工人的經(jīng)驗或者定期更換摩擦片，這種方式勞動強度大，而且由于沒有準確的標準，很容易出現(xiàn)滯 后更換而出現(xiàn)安全隱患或者前更換造成材料的浪費。濕式制動器一般為全密封結(jié)構(gòu)，所以不會因為泄漏而對工作環(huán)境產(chǎn)生污染。 （ 2）制動容量。當(dāng)來自制動閥的液壓油進入到制動器時 ,制動活塞就 5 把交替安裝的制動摩擦片壓緊 ,使旋轉(zhuǎn)的磨擦圓盤受到磨擦力減速直到停止轉(zhuǎn)動 ,達到制動的目的。而常開式與之相反，制動器經(jīng)常處于打開狀態(tài)，只有在外力作用下才抱緊制動。盤式制動器分為全盤式、鉗盤式和錐盤式制動器等。這樣摩擦副才能產(chǎn)生穩(wěn)定的制動力矩。 同樣的，電機制動器是用于使工作中為防止意外事故發(fā)生而使電機停車或減速的機構(gòu)。電牽引控制系統(tǒng) ，可以對一個或多個車輪，在光滑路面上沒有牽引時，給每個車輪均勻改變動力。盤式制動器的應(yīng)用使美國汽車在制動性能方面有了很大提高。斯佩里設(shè)計的電動汽車就采用了前輪盤式制動器。 礦山機 械設(shè)備是礦山生產(chǎn)中的重要設(shè)備，占有重要的地位。盤式液壓制動器相對于鼓式制動器具有制動性能穩(wěn)定，傳遞力矩大、只有軸向受力、結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性好等突出的優(yōu)點，所以在實際中被廣泛應(yīng)用。繪制出了整個制動器的裝配圖和各個零件圖。然后對摩擦片材料進行了分析與選取，確定了摩擦片所使用的材料，最后對制動器摩擦盤、缸體、活塞等尺寸進行了計算與校核，設(shè)計出整個制動器。工作原理是工件表面想回摩擦，從而達到機器停止制動的目的。因此，采取對煤礦機電事故采取有效的遏制措施、尤其是運輸事故，對改變煤礦生產(chǎn)面貌、保障生產(chǎn)能力具有極大的意義。安178。弗羅特提出了用石棉襯板的想法，解決了制動器存在的制動噪聲問題。 ABS 系統(tǒng)有如下優(yōu)點：可縮短制動距離，制動時不影響轉(zhuǎn)向性能；能增進駕駛員制動操作的穩(wěn)定性；可避免輪胎在制動時的偏磨。通稱剎車、閘。 (2)在 受到 (速度、溫度、濕度、驅(qū)動力等 )外界條件的變化的條件下，制動力矩的變化也要盡量小。按其制動蹄的布置型式蹄式制動器又分為雙向增力式、雙 4 領(lǐng)蹄式和領(lǐng)蹄一從蹄式。常閉式制動器在彈簧和重力作用下常常處于閘塊抱緊狀態(tài)，在外力作用下才打開，在外力去除之后自動制動。若干固定的和轉(zhuǎn)動 的制動摩擦片相互交替排列 ,固定摩擦片通過花鍵和制動器外殼連接 ,軸與活動摩擦片連接同時旋轉(zhuǎn)。由于干式制動器的冷卻條件沒有濕式制動器好，所以摩擦襯片受熱后的熱穩(wěn)定性會受影響，所以對摩擦片的要求很高。 （ 4）可靠性。 （ 2）摩擦副表面溫度過高導(dǎo)致摩擦片表面材料的性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致摩擦片性能降低，可靠性降低。礦用電機的安全制動裝置是在電機斷電或電機過載損壞的緊急情況下的安全保障，要求具有極高的制動可靠性和安全性。本文需要解決的關(guān)鍵問題是完成多片干式液壓制動器結(jié)構(gòu)及受力設(shè)計計算。對于濕式摩擦片摩擦系數(shù)數(shù)值的波動值不應(yīng)超過177。平常按照用途可分為七類。材料是由球形狀或形狀不很規(guī)則的金屬或者合金粉末來經(jīng)成型、燒結(jié)制成。 ④粉末冶金摩擦材料。可用于零件、模具和制造切削刀具的毛坯件。囊括粉末冶金高溫合金、金屬陶瓷和合金、 難溶金屬 、纖 11 維強化和彌散強化材料 等。由于接觸點的金屬正處于塑性流動狀態(tài)，摩擦中接觸點還有可能會有瞬時高溫，因而使兩種金屬產(chǎn)生粘著，粘著點具有非常強強的粘著力。本世紀三十年代德國 Fiich sel 認為磨損過程是先表面變形，繼而變形金屬從基體脫離。摩擦材料中含有纖維和硬顆粒，硬顆粒在其中起承載作用，并在接觸面面形成很多比其偶件硬的小凸出，在摩擦過程中，這些小凸起像刀子一樣，對其偶件表面進行切削，在多次作用力的狀況下，這些小凸起物因為勞累而斷開形成碎末，或者原因摩擦表面溫度升高，樹脂變軟，結(jié)合力降低，硬質(zhì)點脫離材料機體形成磨屑。一旦對偶件接觸面的小塊面積開始承受多出的載荷并且比周邊溫度高時，它將膨脹并伸 13 出“平均水平面”，形成“熱點”，而使表面壓應(yīng)力的變化，進而使得熱點周圍的區(qū)域發(fā)生塑性變形，也可能發(fā)生冶金變化。在制動過程中主要是熱疲勞磨損，它是在制動過程中由于表面接觸的分散性，每經(jīng)過一個接觸斑點就有一變形波。摩擦熱引起襯片中的有機物組分間發(fā)生熱降解等一系列化學(xué)反應(yīng)和物理作用，其反應(yīng)速率隨溫度呈指數(shù)增加。它具有良好的制動性能，也可以在其他機械系統(tǒng)中使用。制動器通過前蓋法蘭上的螺釘固定在采煤機上，制動油液的控制是通過液壓油路上的一個電磁控制閥，在通常情況下，電磁控制閥不工作，當(dāng)電機需要轉(zhuǎn)動的時候，電磁控制閥發(fā)出信號，控制 液壓油路輸送壓力油從進油口 3進入缸體 10實現(xiàn)松閘。則摩擦片總數(shù) 4 1 5zi ? ? ? 片。 當(dāng)制動器需要解除制動時，液壓油通過油孔進入制動器，彈簧壓縮，摩擦片松開。 圖 4 缸體結(jié)構(gòu)圖 活塞是制動器的重要執(zhí)行零件，它既支撐壓緊彈簧，又是直接專遞彈簧的壓緊力給摩擦片和摩擦盤，同時更是液壓系統(tǒng)的最終執(zhí)行元件，作用在活塞上面的液壓壓 力最終轉(zhuǎn)化抵消彈簧壓緊力，實現(xiàn)電機工作時制動器解除制動，電機失電或液壓系統(tǒng)異常壓力降低時使制動器制動，最終實現(xiàn)安全制動的效果。 由缸體密封長度要求 Lm=15mm，考慮安裝時摩擦盤與缸體距離取為 1mm,可得活塞小端總長度 Lh= f1+Lm+1=6+15+1=22mm。 8=。 制動器的缸體，內(nèi)鍵圈以及前后蓋都需要通過螺栓進行連接緊固，工作中的螺栓承受預(yù)緊力和工作拉力，最大工作拉力由彈簧最大工作 壓力可知： NnFF 2 7 7 2 0122 3 1 0m a x ???? 彈簧工作殘余預(yù)緊力 NFF 4 4 3 5 m a x0 ?? 螺栓總拉力 NFFF 7 2 0 7 20m a x ???總 相對剛度系數(shù) 1 1 2()c c c? = 螺栓所需預(yù)緊力 25 NFccFF 3 6 0 3 62 7 7 2 4 3 5 2c m a x21 139。 26 前蓋整體形狀設(shè)計成矩形，便于安裝和固定，矩形外形尺寸為 210mm179。另外，為使安裝方便和固定，后蓋與缸體結(jié)合面端還應(yīng)設(shè)置與缸體內(nèi)徑相符的凸臺，按照通常經(jīng)驗，凸臺高設(shè)置為 5mm。其實，氣壓傳動系統(tǒng)中的泄漏同樣會造成系統(tǒng)壓力下降，能耗加大，動作紊亂，或 造成真空系統(tǒng)中的負壓建立不起來；氣缸進氣口的泄漏將造成氣缸低速運行的爬行，等等。選擇時還要考慮工藝等價性即（公差精度要求較高時采用孔的公差等級比相配合的軸低一級的配合，公差精度要求較低時可采用同級配合），配合性質(zhì)要求，配合的主次表 2d 1d 7d b 1r 2r 5 150 160 5 28 面，及采用的加工工藝等諸多方面因素?，F(xiàn)無法實現(xiàn)，則可改選Φ 50 F7/k6（ ++） /(++), Xmax=+, Xmin=+，使保持近似的配合。如需傳遞力矩，需加鍵銷等緊固件。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控 制閥和方向控制閥。從不同的角度出發(fā)，可以把液壓系統(tǒng)分成不同的形式。但閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)復(fù)雜，因無油箱，油液的散熱和過濾條件較差。在串聯(lián)系統(tǒng)中，當(dāng)主泵向多路閥控制的各執(zhí) 行元件供油時，只要液壓泵的出口壓力足夠，便可以實現(xiàn)各執(zhí)行元件的運動的復(fù)合。本文從礦山機械目前的安全形勢分析入手，指出安全制動的必要性和重要性。全液壓傳動機械性能的優(yōu)劣，主要取決于液壓系統(tǒng)性能的好壞，包括所用元件質(zhì)量優(yōu)劣，基本回路是否恰當(dāng)?shù)取? （ 3）按所用液壓泵形式的不同，可分為定量泵系統(tǒng)和變量泵系統(tǒng)。開式系統(tǒng)油箱大，油泵自吸性能好。 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。過盈量較大時，可直接用于傳遞力矩。 ⑵ 與標準件配合時，基準制的選擇要依據(jù)標準件而定，如滾動軸承外圈與殼體孔的配合應(yīng)采用基軸制。容易安裝，在安裝中不容易出現(xiàn)錯誤。泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏兩類。 （ 2）后蓋基本尺寸設(shè)計 后蓋設(shè)計比前蓋設(shè)計稍微復(fù)雜一點，要考慮到活塞腔的排油排氣，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的螺紋孔。 螺栓連接在缸體及內(nèi)鍵圈的圓周方向，根據(jù)缸體和內(nèi)鍵圈壁厚，螺栓孔的均布直徑取 212mm。初選彈簧鋼絲截面直徑 dt=5mm,材料為 D 級碳素彈簧鋼絲，其抗拉強度σb=1570MPa。 如下是活塞的結(jié)構(gòu)圖。 = ][? :缸體材料許用應(yīng)力（ MP） 對于：鍛鋼 ][? =100120MP 鑄鋼 ][? =100110MP 鋼管 ][? =100110MP 鑄鐵 ][? =60MP 所以 ????? 取 ? =4mm 22 液壓制動器分離時，各摩擦表面間隙并不均勻，但可以用平均間隙