【正文】 并聯(lián)系統(tǒng)中，當(dāng)一臺(tái)液壓泵向一組執(zhí)行元件供油時(shí)，進(jìn)入各執(zhí)行元件的流量只是液壓泵輸出流量的一部分。開(kāi)式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油，油經(jīng)各種控制閥后，驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行元件，回油再經(jīng)過(guò)換向閥回油箱。 29 本章對(duì)摩擦片材料進(jìn)行了必要的介紹和分析并對(duì)其按照工礦進(jìn)行了選型，對(duì)制動(dòng)器的組成進(jìn)行了敘述，進(jìn)行了必要的分析，對(duì)摩擦片的各種重要相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，并對(duì)制動(dòng)器各個(gè)零件外形參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)于密封、公差配合的選擇進(jìn)行了說(shuō)明。故一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用基孔制。設(shè)置于密封裝置中、起密封作用的元件稱為密封件。 查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，選 8d mm? ，其 1 mm? 由螺栓拉伸強(qiáng)度校核條件： 22m a x214 1 . 3 8 4 / [ ] 3 2 0 /lca F N m m N m mzd?????? ? ? ? 式中 σ ca—— 螺栓拉伸強(qiáng)度； d1—— 螺栓小徑； [σ ] —— 螺栓許用抗拉強(qiáng)度； z—— 螺栓個(gè)數(shù)。活塞中心為安裝軸及散熱要求，暫設(shè)置直徑 dz=68mm 的中心孔。 當(dāng)電機(jī)停轉(zhuǎn)，制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，摩擦片所受的實(shí)際比壓為： 2221( ) 0 . 6 8 9bTp p x R R M P a?? ? ?? 小于許用比壓 2MPa，因此 ，本設(shè)計(jì)是合理的，可行的。為了避免過(guò)早更換摩擦片造成材料浪費(fèi)或者過(guò)遲更換摩擦片引起安全隱患，可以在后蓋上開(kāi)一測(cè)量孔，通過(guò)測(cè)量后蓋與活塞之間的距離來(lái)確定摩擦片的磨損程度，所以這種結(jié)構(gòu)比較好。分析盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制動(dòng)時(shí)制動(dòng)盤與摩擦片處于周期性摩擦接觸，這種移動(dòng)熱源所產(chǎn)生的熱沖擊會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)盤發(fā)生熱疲勞裂紋。在一定的 條件下，可生成摩擦奧氏體、摩擦馬氏體，由于馬氏體占用的空間比原材金屬大，使得這一相變區(qū)域更為突出，因此在這一區(qū)域及其周邊取悅有可能有初始裂紋形成。五十年代 Kerriadge 指出金屬在摩擦接觸面之間的轉(zhuǎn)移和金屬的消耗兩者的區(qū)別，認(rèn)為前者金屬基體的直接轉(zhuǎn)移形成劇烈磨損 (相當(dāng)于咬合、膠合 )，后者可能發(fā)生在金屬表層氧化之后，表現(xiàn)為緩慢的磨損。 摩擦材料的組成成分復(fù)雜，含有金屬、非金屬 (聚合物、礦物質(zhì)、碳素等 )成分，對(duì)它們對(duì)偶副的摩擦過(guò)程不能用金屬摩擦副理論來(lái)解釋，可以借鑒這些論點(diǎn)來(lái)辨析制定的摩擦副。由潤(rùn)滑組元（包括鉛、石墨、二硫化鉬等）、基體金屬（包括銅、鐵或其他合金）、摩擦組元（二氧化硅、石 棉等）三部分組成。又稱燒結(jié)減摩材料。（ 5）密封與緊固標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。 （ 4）由于設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的不合理性，使得制動(dòng)器的機(jī)械釋放可靠性差。濕式和干式盤型制動(dòng)器均屬于全盤型制動(dòng)器，制動(dòng)盤摩擦面積比較大，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩容量明顯高于干式鉗 盤式、蹄式制動(dòng)器。 （ 1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（通稱為閘） ，它是默認(rèn)作用在制動(dòng)盤上，產(chǎn)生力矩的結(jié)構(gòu)。 (3)具有良好的散熱性能，以避免摩擦表面溫度過(guò)高。這些都是通過(guò)改變動(dòng)力來(lái)控制制動(dòng)器，并投有對(duì)摩擦片的工狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。斯佩里用各個(gè)車輪的輪轂和圓盤分別連成一體，另有一個(gè)鑲有摩擦片的小圓盤。 本次設(shè)計(jì)的題目是干式盤型液壓制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，能對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有一個(gè)明晰的認(rèn)識(shí)，并且對(duì)大學(xué)四年的知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)用和理解，使自己的專業(yè)能給力有一個(gè)明顯的提高。接著確定了液壓制動(dòng)器的整體構(gòu)造，簡(jiǎn)略制定了液壓制動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案。煤礦安全所產(chǎn)生的死亡人數(shù)中，有 %是由于機(jī)電事故。 1907 年，英國(guó)人赫178。是使機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)件停止和減速的機(jī)械零件。而鼓式制動(dòng)器又分為帶式和蹄式制動(dòng)器。 干式盤式制動(dòng)器由制動(dòng)器外殼、制動(dòng)活塞、制動(dòng)環(huán)、制動(dòng)片、圓盤輪轂及端板等組成。盤式摩擦面是兩個(gè)平行的平面，在一般情況下，兩摩擦面不會(huì)發(fā)生變形，所以穩(wěn)定性比較好。 （ 1）可靠性高。 15%。還叫做多孔燒結(jié)材料。它的晶粒渺小，組織勻稱，沒(méi)有偏析，比熔鑄高速鋼耐磨性和韌性好，熱處理變形非常小，使用壽命很長(zhǎng)。所以有 sAN ?? 式中： A實(shí)際接觸面積， s? 屈服極限， N法向載荷 ②滑動(dòng)摩擦表示的是滑動(dòng)和粘著相互交替發(fā)生著的跳動(dòng)過(guò)程。 (1)磨粒磨損，它是指外界的硬顆粒對(duì)磨表面上的硬突出物在摩擦過(guò)程中引起表面材料掉落的現(xiàn)象。在每次制動(dòng)時(shí)，材料表層溫度都會(huì)隨制動(dòng)升高，導(dǎo)致材料的熱疲勞，在長(zhǎng)期反復(fù)熱應(yīng)力作用下，會(huì)加速材料表面裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展，加速材料的疲勞磨損熱疲勞是指材料在經(jīng)受溫度變化時(shí)，因其自由膨脹和收縮受到了約束，從而產(chǎn)生了循環(huán)應(yīng)力和循環(huán)應(yīng)變，最終導(dǎo)致龜裂而破壞的現(xiàn)象。 干式盤型液壓制動(dòng)器是專為動(dòng)力電機(jī)配套使用而設(shè)計(jì)的。 （ 2）摩擦片工作的內(nèi)外直徑 12DD 、 12( ~ )DD? ； mmDD p ?? ； 2D 圓整取 190mm, mmD 681 ? ； （ 3）摩擦面對(duì)數(shù) i 22218( ) [ ]pTKi D D D f k?? ? 式中， K—— 工作情況系數(shù)，取 3； f—— 摩擦系數(shù)，銅基粉末冶金材料取 ； [k] — 許用單位面積壓力， [k]=1~2MPa,取 2MPa； ? (對(duì) )，通常 i 取偶數(shù)， 4i? 對(duì)。 （ 1）缸體內(nèi)徑：根據(jù)載荷的大小和 選定的系統(tǒng)壓力計(jì)算液壓缸內(nèi)徑 D為： mmpFD 33 ????? ?? 其中： F為軸向壓緊力， F=10182N 20 P為系統(tǒng)油壓， P=，這里取 P= 根據(jù)實(shí)際尺寸需求，取缸體內(nèi)徑系列值為 D=190mm 如 4 是缸體的結(jié)構(gòu)圖。 又有平均間隙δ =，內(nèi)鍵圈總長(zhǎng)度 Lnj=50+179。 （ 1）前蓋基本尺寸設(shè)計(jì) 前蓋的作用除了封閉缸體，還需要有與電機(jī)或液壓馬達(dá)連接固定的部分參照現(xiàn)有的固定連接形式，與電機(jī)或馬達(dá)結(jié)合面應(yīng)有密封，故應(yīng)在前蓋端面設(shè)置一安裝密封圈的密封溝槽，按照設(shè)計(jì)的尺 寸，溝槽內(nèi)徑 150mm，外徑 160mm，深 3mm，其余溝槽結(jié)構(gòu)參照 O型圈推薦溝槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，由于其工作介質(zhì)為壓縮空氣且工作壓力不高，因此氣體的泄漏問(wèn)題往往得不到應(yīng)有的重視。⑷ 任意孔、軸公差帶組成的配合：如原需采用Φ 50 G7/h6（ ++） /(0/)，為間隙配合，Xmax=ESei=+, Xmin=EIes=+。 控制元件（即各種液壓閥）在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。工作機(jī)構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，避免了開(kāi)式系統(tǒng)換向過(guò)程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。 32 結(jié)論 干式盤型液壓制動(dòng)器是極為重要的安全保障機(jī)構(gòu)。變量泵的優(yōu)點(diǎn)是在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，但其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜，成本高，可分為手動(dòng)變量、盡可能控變量、伺服變量、壓力補(bǔ)償變量、恒壓變量、液壓變量等多種方式。液壓系統(tǒng)就是通過(guò)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。 ⑵ 過(guò)渡配合可能具有間隙，也可能具有過(guò)盈，但無(wú)論間隙或過(guò)盈，量均較小，主要用于精確定心，結(jié)合件間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)、可拆卸的靜聯(lián)接。而且適用于多種密封場(chǎng)合：動(dòng)密封、靜密封、單作用或雙作用。另外，活塞上設(shè)計(jì)有傳感器安裝位置，澤 有必要防止活塞的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的限制銷釘，還要考慮傳感器線纜的引出，故應(yīng)在后蓋上設(shè)計(jì)線纜等的布置孔道。 彈簧工作在壓縮狀態(tài)，其許用切應(yīng)力 [τ ]= b=785MPa，切變模量 G=79000MPa。由摩擦片計(jì)算章節(jié)確定的δ = 1mm。 按照確 定的制動(dòng)扭矩，計(jì)算所需軸向壓緊力（彈簧總壓緊力）為： NifDTBQ p 1 0 1 8 22 ?? 式中 T—— 設(shè)計(jì)時(shí)所確定的制動(dòng)力矩，這里取靜制動(dòng)力矩， T=700Nm； β —— 安全系數(shù)，一般β =； f—— 摩擦片的材料選用粉末冶金材料，取其 f=； i—— 摩擦面對(duì)數(shù)， i=4； pD —— 摩擦片平均直徑， 170mm； 18 圖 3 摩擦盤上的摩擦轉(zhuǎn)矩 本設(shè)計(jì)選用 12 個(gè)相同的彈簧 , 則每個(gè)彈簧的壓緊力為 39。 15 圖 2 多片干式液壓制動(dòng)器基本結(jié)構(gòu) 它主要是由摩擦片、制動(dòng)盤、彈簧、前后蓋、活塞、缸體等零件組成。摩擦制動(dòng)器中摩擦材料的裂紋分為三類：①垂直于滑動(dòng)方向的裂紋，這是由于摩擦力引起材料表面層內(nèi)的拉應(yīng)力作用的結(jié)果；②平行與滑動(dòng)方向的裂紋，這是由于摩擦材料本身的熱彈性和熱塑性不穩(wěn)定的結(jié)果 ；⑨距表面一定距離處的裂紋，這是由于摩擦表面受粗大磨粒作用而造成應(yīng)力增大的結(jié)果。為獲得較高的摩擦系數(shù)，摩擦材料與摩擦盤之間可有一定的粘著，但過(guò)大會(huì)加劇粘著磨 損，嚴(yán)重的粘著磨損，最終將摩擦材料成片撕裂。因此，摩擦本身的過(guò)程是克服表面微凸體的犁溝、機(jī)械嵌合還有表面分子間引力的過(guò)程，而摩擦力就是各接觸點(diǎn)上由于機(jī)械嵌合、犁溝和分子引力所引起的切向阻力之和。軟磁材料有磁性粉末、磁粉芯、軟磁鐵氧體、矩磁鐵氧體、壓磁鐵氧體、正鐵鐵氧體、微波氧體和粉末硅鋼等；硬磁材料有磁記錄材料、稀土鈷硬磁、 硬磁鐵氧體 、微粉硬磁、磁性塑料等。還叫做燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料。此外還具有相當(dāng)高的強(qiáng)度和良好的耐磨性，其許用壓強(qiáng)高于其他摩擦材料，可用作摩擦片襯片或摩擦塊，在濕式或干式條件下與鋼或鑄鐵配對(duì)，用于重載或高速工況。 （ 4）成本控制。 （ 6） 使用壽命。濕式多片制 動(dòng)器和干式制動(dòng)器的根本區(qū)別是濕式制動(dòng)器都采用封閉的結(jié)構(gòu)，摩擦片在冷卻油中使用，制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量只有較少一部分由制動(dòng)器的元件吸收，而大部分熱量則通過(guò)冷卻液帶走。 (3)根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類，制動(dòng)器分為機(jī)械式、電磁式、液壓式、電液式、氣壓式、氣液式、慣性式等。 制動(dòng)器的制動(dòng)過(guò)程， 從形式上說(shuō)，就是通過(guò)能量的轉(zhuǎn)化，從而使需要制動(dòng)的機(jī)器停止工作或者減速。通用和福特于1934 年和 1939 年使用了液壓制動(dòng)技術(shù)。當(dāng)動(dòng)力電機(jī)意外斷電或過(guò)載時(shí)，如果沒(méi)有有效的安全 制動(dòng)保護(hù)，其結(jié)果將非常嚴(yán)重，會(huì)對(duì)礦山的生產(chǎn)及生命財(cái)產(chǎn)安全造成不可估量的損失。 design III 目 錄 1 引言 .......................................................................................................................................... 1 選題背景 ............................................................................................................................ 1 礦用機(jī)械安全形勢(shì) ............................................................................................................ 1 制動(dòng)器發(fā)展史 .................................................................................................................... 2 制動(dòng)器的基本概況 ............................................................................................................ 3 制動(dòng)器的作用 ............................................................................................................. 3 制動(dòng)器的性能要求 ..................................................................................................... 3 制動(dòng)器的種類 ............................................................................................................. 3 制動(dòng)器的組成 ............................................................................................................. 4 制動(dòng)器比較及應(yīng)用概述 .................................................................................................... 4 盤形制動(dòng)器存在的問(wèn)題 .................................................................................................... 5 2 總體方案及關(guān)鍵問(wèn)題 .........................................................................