【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由上式可知,地面對(duì)車(chē)輪的制動(dòng)力與車(chē)輪制動(dòng)器產(chǎn)生的摩擦力矩以及輪胎的靜力半徑有關(guān)。同時(shí)地面對(duì)車(chē)輪的制動(dòng)力 還受路面附著條件的限制,即地面對(duì)車(chē)輪的制動(dòng)力不大于地面的附著力 ,其值取決于作用在輪胎上的垂直載荷G 及地面和輪胎間的附著系數(shù)ψ的大小。 制動(dòng)器制動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力是指在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力，可知： 附著力附著力是指地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值，即地面對(duì)輪胎的最大靜摩擦力=ψ 附著系數(shù)車(chē)輛的制動(dòng)過(guò)程是車(chē)輪從純滾動(dòng)到邊滾邊滑再到抱死拖滑的漸變過(guò)程。當(dāng)制動(dòng)器作用在車(chē)輪上的制動(dòng)力矩小于地面與輪胎間的附著力,在車(chē)輪上產(chǎn)生附著力矩時(shí),車(chē)輪處于制動(dòng)的滾動(dòng)狀態(tài),地面對(duì)車(chē)輪的地面制動(dòng)力Fb 與制動(dòng)器所產(chǎn)生的制動(dòng)力成正比。當(dāng)?shù)孛鎸?duì)車(chē)輪的制動(dòng)力達(dá)到極限值Fbmax = Gψ時(shí),車(chē)輪被抱死而在路面上滑動(dòng)產(chǎn)生拖痕,這時(shí)地面對(duì)車(chē)輪的制動(dòng)力與制動(dòng)器的制動(dòng)力矩?zé)o關(guān),只與作用在輪胎上的垂直載荷和地面與輪胎間附著系數(shù)有關(guān)。其中ψ為附著系數(shù)，取決于道路材料，路面狀況，輪胎結(jié)構(gòu)，胎面花紋及其材料。 附著系數(shù)路面峰值附著系數(shù)（靜摩擦系數(shù)） 滑動(dòng)附著系數(shù)（運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)）混凝土、瀝青（干）瀝青（濕）混凝土（濕）礫石土路（干）土路（濕）雪（壓緊） 制動(dòng)力的分析 制動(dòng)器制動(dòng)力的概念制動(dòng)力指在輪胎周?chē)朔苿?dòng)摩擦力矩所需要的力，即： 影響制動(dòng)器制動(dòng)力的因素①地面制動(dòng)力僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定,即取決于制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。②制動(dòng)器摩擦系數(shù)與半徑有關(guān),并且與制動(dòng)器踏板力及制動(dòng)液壓或氣壓成正比。 地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與地面附著力的關(guān)系①地面制動(dòng)力僅與制動(dòng)力矩有關(guān)，而制動(dòng)器制動(dòng)力僅由制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)決定，地面附著力與無(wú)關(guān)。②一般來(lái)說(shuō)僅考慮制動(dòng)時(shí)，分車(chē)輪做滾動(dòng)和抱死拖滑兩種情況：制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪做滾動(dòng)時(shí)：地面制動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力，即ABS制動(dòng)，車(chē)輪不抱死仍具有轉(zhuǎn)向能力。車(chē)輪抱死拖滑時(shí)：地面制動(dòng)力地面附著力。圖42 、與的關(guān)系圖當(dāng)制動(dòng)油壓小于時(shí)，制動(dòng)器制動(dòng)力等于地面制動(dòng)力，且隨著制動(dòng)油壓的增大而增大；當(dāng)制動(dòng)油壓超過(guò)時(shí)，雖然制動(dòng)器制動(dòng)力還在增大，但是地面制動(dòng)力在達(dá)到地面附著力后便不再增加?？梢?jiàn)，首先取決于，但又受附著條件限制，只有車(chē)輛具有足夠的制動(dòng)器動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供加大的附著力時(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)力校核其小于地面附著力即可。 制動(dòng)車(chē)輛制動(dòng)效能①制動(dòng)減速度：影響因素：制動(dòng)器制動(dòng)力（車(chē)輛滾動(dòng)），附著力（車(chē)輛抱死拖滑等）。不同路面上的減速 (水平路面上） （41） 式中： 重力（）；故制動(dòng)減速度的極限值： （42）式中：重力加速度 （）一般情況下車(chē)輪不抱死制動(dòng)，故。②制動(dòng)距離s 依據(jù)“制動(dòng)規(guī)范”中規(guī)定的要求，車(chē)輛在時(shí)制動(dòng)距離，則制動(dòng)時(shí)間： （43） （44）式中： 制動(dòng)初速度（20Km/h）； 消除制動(dòng)器間隙所用的時(shí)間 （）； 制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程中所用的時(shí)間 （）； 最大制動(dòng)減速度 （）?？梢?jiàn)決定制動(dòng)器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。第5章 濕式多盤(pán)停車(chē)制動(dòng)器的計(jì)算 全封閉濕式多盤(pán)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)原則礦用防爆才有及無(wú)軌膠輪車(chē)通用技術(shù)條件MT/T9892006中規(guī)定的制動(dòng)要求：車(chē)輛應(yīng)設(shè)置停車(chē)制動(dòng)，停車(chē)制動(dòng)應(yīng)在車(chē)輛運(yùn)行和動(dòng)力停止時(shí)均起作用。，在最大坡度為16度的坡道上保持靜止。 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)①制動(dòng)器能實(shí)現(xiàn)停車(chē)制動(dòng)和輔助制動(dòng)功能；②整車(chē)最大裝載質(zhì)量5000kg，整車(chē)裝備質(zhì)量5000kg，最大總質(zhì)量10000kg；③全載荷下，前后橋質(zhì)量分配為1:1；④，在最大為16度的坡道上保持靜止?fàn)顟B(tài)而不產(chǎn)生位移；⑤停車(chē)制動(dòng)器安裝在分動(dòng)器輸入軸上；⑥停車(chē)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)受分動(dòng)器結(jié)構(gòu)限制。 整車(chē)制動(dòng)力矩計(jì)算 整車(chē)制動(dòng)器所需制動(dòng)力矩176。的坡道上停車(chē)時(shí)整車(chē)所需的制動(dòng)力矩MB為： （51） 式中： ——整車(chē)裝備質(zhì)量，5000kg； W——整車(chē)最大裝載質(zhì)量，5000kg； g——重力加速度，； ——輪胎半徑，；——輪邊減速，； ——分動(dòng)器傳動(dòng)比。將數(shù)據(jù)代入（51）得： （52） 整車(chē)制動(dòng)器所需制動(dòng)力 （53）得需制動(dòng)力 （54）式中： ——?jiǎng)幽Σ料禂?shù)，； n——摩擦副的個(gè)數(shù)，n=416，取12； k——折減系數(shù)，即摩擦片傳遞扭矩時(shí)花鍵齒處摩擦阻力引起串壓著摩擦盤(pán)壓緊力的遞減，由表51可查出，； ——摩擦副的等效半徑（mm）； 表51 折減系數(shù)n24681012k由上式可以看出制動(dòng)器的制動(dòng)力由制動(dòng)器本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定,即與摩擦片的尺寸及片數(shù)、動(dòng)摩擦系數(shù)和制動(dòng)系統(tǒng)的液壓力有關(guān)。制動(dòng)器油液的制動(dòng)壓力應(yīng)在摩擦片材料本身所允許的擠壓強(qiáng)度范圍內(nèi)。濕式多片制動(dòng)器工作在全封閉的浸油環(huán)境下，外部的粉塵等不會(huì)進(jìn)入，即使油中含有少量雜質(zhì)，也會(huì)通過(guò)襯片上的油槽被油及時(shí)帶走。另外，摩擦襯片與對(duì)偶片之間有油的介入，磨損甚微,故其破壞型式通常不是襯片的磨損，而是由于溫度場(chǎng)不均產(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致的摩擦偶件的翹曲以及溫度過(guò)高引起的燒損。襯片壓力與半徑成正比，最大壓緊力在外徑處取得。經(jīng)查閱參考文獻(xiàn)可知摩擦副等效半徑為： （55）式中： —粉片的外半徑（=）； —粉片的內(nèi)半徑（=）；將數(shù)據(jù)代入（55）得： （56）將數(shù)據(jù)代入（54）可得制動(dòng)器所需制動(dòng)力 彈簧方案的設(shè)計(jì)計(jì)算 濕式多盤(pán)制動(dòng)器對(duì)彈簧的要求井下膠輪車(chē)使用的制動(dòng)器設(shè)計(jì)時(shí)要求彈簧壽命高，安裝空間也受到限制，而彈簧壓縮產(chǎn)生的彈力即時(shí)制動(dòng)壓力，應(yīng)能保證足夠的壓力作用在壓盤(pán)上。又當(dāng)制動(dòng)器處于非制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，彈簧被壓縮量增加，使得彈簧所受壓力更大。當(dāng)車(chē)輛工作時(shí)，制動(dòng)器在制動(dòng)與非制動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行交換，使得彈簧受力也發(fā)生變化，這樣彈簧在制動(dòng)與非制動(dòng)狀態(tài)內(nèi)基本上是受最小載荷和最大載荷的作用，但是從比較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)考慮彈簧又在受一種似于穩(wěn)定變載荷的作用。因而，彈簧在滿(mǎn)足靜強(qiáng)度條件下，還應(yīng)該滿(mǎn)足一定的疲勞強(qiáng)度要求。 彈簧的類(lèi)型按受力性質(zhì)，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧；按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。 彈簧形式的選?、賶毫椈傻淖饔弥饕菍?duì)制動(dòng)器的摩擦副施加壓力,或用于摩擦副的松脫,在相同的空間尺寸下,碟形彈簧的承載能力要比螺旋彈簧大得多,因此螺旋彈簧作用壓力不能滿(mǎn)足制動(dòng)器摩擦副所需的總壓力時(shí),應(yīng)采用碟形彈簧。設(shè)計(jì)制動(dòng)器彈簧一般在摩擦片的環(huán)形面上布置多組彈簧。因而每組彈簧的承載力為總壓力除以組數(shù)。如果僅是起松脫摩擦副和液壓缸復(fù)位的作用,所需的彈簧承載能力和工作行程都較小,約為幾毫米, 因此,采用螺旋彈簧和碟形彈簧均能滿(mǎn)足總壓力的要求。如果彈簧的作用是靠它對(duì)摩擦副施加壓力而傳遞制動(dòng)力矩的話，每組彈簧的分配載荷較大，往往螺旋彈簧不能滿(mǎn)足總壓力的需要，這時(shí)，應(yīng)考慮采用碟形彈簧。碟形彈簧的制造工藝要求較高，一般由專(zhuān)業(yè)廠家按標(biāo)準(zhǔn)制造，根據(jù)每組彈簧的設(shè)計(jì)參數(shù)和制動(dòng)器的總體布置尺寸來(lái)選擇適合的規(guī)格尺寸，結(jié)構(gòu)形式，碟形彈簧由它的導(dǎo)桿定位安裝，兩端接觸面應(yīng)是蝶簧錐體的小端，對(duì)合組合的蝶簧承載能力與它的數(shù)量無(wú)關(guān)，而與工作行程有關(guān)；疊合組合的蝶簧承載能力基本上是疊合數(shù)的倍數(shù)。一般是2個(gè)疊合，疊合后的承載能力約是單個(gè)蝶形彈簧承載能力的2倍，并應(yīng)精確計(jì)算。此處選用碟形彈簧，碟形彈簧的主要參數(shù)按其總體布置和結(jié)構(gòu)來(lái)確定。碟簧的設(shè)計(jì)主要考慮碟簧的組數(shù)、碟簧的組合形式。碟簧的工作特點(diǎn)：碟簧安裝完畢，跌栓給彈簧施加壓力，使其壓縮然后達(dá)到制動(dòng)。車(chē)輛發(fā)動(dòng)，油壓系統(tǒng)供油，直至解除制動(dòng)。當(dāng)車(chē)輛發(fā)動(dòng)達(dá)到液壓系統(tǒng)工作油壓，此時(shí)彈簧再次被壓縮。碟簧組合形式有疊合、對(duì)合、復(fù)合三種形式。其中：疊合：由n個(gè)同方向規(guī)格的碟簧組成。由于單片碟簧無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，變形量小，疊合可以使彈力增加，但無(wú)法滿(mǎn)足行程的要求。 疊合對(duì)合：由i個(gè)相同規(guī)格的碟簧組成。碟簧對(duì)合使其滿(mǎn)足了對(duì)位移的要求，使變形量增加，雖然變形量增加但是力大小基本不變。 對(duì)合復(fù)合：由i個(gè)同方向同規(guī)格的疊合組合彈簧。 復(fù)合②復(fù)合碟簧的規(guī)格選取及計(jì)算數(shù)據(jù)根據(jù)原始數(shù)據(jù)預(yù)選摩擦片副數(shù)n=12，，疊合數(shù)x=1,對(duì)合數(shù)y=2。一組復(fù)合彈簧所需產(chǎn)生的制動(dòng)力為： （57）考慮磨損量取=42000N.表52 碟形彈簧參數(shù)D/ mmd/mmt()/mm/mm /mmP/MPaf/ mm f/mm/ MPa /MPaQ/(kg/ 1000件)140728()8530012601280表52中：——碟簧外徑（mm)； ——碟簧內(nèi)徑（mm)； t——碟簧厚度（mm)； ——碟簧壓平時(shí)的變形量計(jì)算值(mm)； ——碟簧自有高度（mm）； ——單片碟簧的載荷（N）； ——單片碟簧的變形量（mm)。由表52可知選取A系列3類(lèi)規(guī)格為140mm的碟簧。根據(jù)一組碟簧所需產(chǎn)生的制動(dòng)力為3400N，則疊合數(shù)x=2,