【正文】 及操作的輕便性和舒適性。 在設(shè)計之前 首先先要對叉車有較深入的了解，所以，我在已經(jīng)學(xué)過叉車構(gòu)造與設(shè)計這門課的同時，又查閱了很多書籍及網(wǎng)上的資料。但由于盤式制動器相對于鼓式制動器有很多的優(yōu)點，所以大有取代鼓式制動器的趨勢。然而，對于大噸位的叉車完全沒有這個限制。 對于車輛來說制動系統(tǒng)大同小異，所以，在設(shè)計時，我主要參照了汽車有關(guān)制動器的設(shè)計。因此二者還是有相當一部分區(qū)別的。其中行車制動系統(tǒng) 為人力液壓式，停車制動系統(tǒng)為機械式。行車制動系統(tǒng)與停車制動系統(tǒng)所用原理相同，不同的是行車制動系統(tǒng)人作用的力是通過油缸傳遞的，而停車制動系統(tǒng)是完全通過機械傳動的。其實質(zhì)是利用制動器的摩擦消耗車輛的動能，使之轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)掉，從而使車輛的行駛速度降低；當車輛停止后，利用制動器的摩擦力矩使車輛不因外力的作用而自行運動。制動性能的好壞，對車輛完成作業(yè)任務(wù)，提高生產(chǎn)率及保證行駛的安全起著很重要的作用。它必須具備如下基本功能： 1）在車輛行駛過程中，能以適當?shù)臏p速度使車輛降速行駛直至停車。 3）車輛停放時，使車輛在原地可靠地停住。由駕駛員通過制動踏板來操縱，當踏下制動系統(tǒng)時起制動作用，松開制動踏板后，制動作用即行消失，故也稱為腳制動系統(tǒng)，此類制動器亦可兼作駐車制動之用。這套制動系統(tǒng)通常用制動手柄操縱，并鎖止在制動位置上，當駕駛 員離開車輛后仍能可靠地保持在制動狀態(tài)，故也稱為手制動系統(tǒng)。叉車空載， 車速 20km/h,要求制動距離不大于 6m。制動器不自行制動，不抱死，不失靈，制動效果不隨溫度等環(huán)境因素變化。維修、調(diào)整應(yīng) 便利，特別是摩擦副磨損后，最好能實現(xiàn)自動調(diào)整。 5）由于叉車前、后行駛的時間接近，故要求制動系統(tǒng)保證前行與后行的制動效 能基本相同。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用 車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只作緩速器。 摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。 盤式制動器的制動盤有兩個主要部分：輪轂和制動表面。制動表面是制動盤兩側(cè)的加工表面。整個制動盤一般由鑄鐵鑄成。制動盤裝車輪的一側(cè)稱為外側(cè)，另一側(cè)朝向車輪中心，稱為內(nèi)側(cè)。制動時，當制動盤被兩側(cè)的制動塊夾緊時，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動盤上的摩擦力矩。 制動盤制動表面的大小由盤的直徑?jīng)Q定。較小較輕的車用較小的制動盤。 按輪轂結(jié)構(gòu)分類，制動盤有兩種常用型式。在這種結(jié)構(gòu)中，輪轂與制動盤的其余部分 鑄成單體件。輪轂用軸承裝到車軸上。這種型式制動盤稱為無轂制動盤。制動面磨損超過加工極限時能很容易更換。通風(fēng)的制動盤在兩個制動表面之間鑄有冷卻葉片。車輪轉(zhuǎn)動時，盤內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán)，有效的冷卻制動。特別是高負載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕 泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。一般來說，尺寸大的制動盤要比尺寸小的制動盤散熱效率高，而通風(fēng)盤則要比實體盤的散熱效率高。 鉗盤式制動器 鉗盤式制動器的固定摩擦元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動時活塞在液壓作用下使活動制動壓靠到制動盤上，而反作用力則推動制動鉗體連同固定制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，直到 4 6t內(nèi)燃平衡重式叉 車制動系統(tǒng)設(shè)計 兩制動塊受力均等為止。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。為此，有必要經(jīng)襯塊預(yù)先作成楔形。 浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設(shè)計得可以相對制動盤轉(zhuǎn)向滑動。 浮動鉗式制動器的優(yōu)點有： 1）僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠 近輪轂； 2）沒有跨越制動噢案的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性小； 3）成本低 4）浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。原因是一般無自行增力作用。此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。制動塊對盤的單位壓力高，易將水擠出，因而浸水后效能 降低不多；又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。 3） 制動力矩與車運動方向無關(guān)。 5） 尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。 7） 更換制動塊簡單容易。 9） 易實現(xiàn) 間隙自動調(diào)整。 2） 兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。 4） 因為襯塊工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。 5 6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系統(tǒng)設(shè)計 第 3章 制動器材料的選擇 制動盤一般用珠光體鑄鐵制成，或用添加 Ni,Cr 等的合金鑄鐵制成。制動盤在工作時不僅承受著制動塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負荷。 制動盤的工作表面應(yīng)光潔平整，制造時應(yīng)嚴格控制表面的跳動量，兩側(cè)表面的平行度（厚度差）及制動盤的不平衡量。 本次設(shè)計采用的材 料為合金鑄鐵，結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，通風(fēng)盤。例如用鋁合金壓鑄。其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。在鉗體中加工出制動油缸。活塞由鑄鋁合金制造，為了提高耐磨損性能，活塞的工作 6 6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系 統(tǒng)設(shè)計 表面進行鍍鉻處理。 制動鉗在叉車上的安裝位置可在車軸的前方或后方。 因此本次設(shè)計采用可鍛鑄鐵，整體式、鍍鉻處理。襯塊多為扇形，也有矩形，正方形或圓形的。制動塊背 板由鋼板制成。由于單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。本次設(shè)計取襯塊厚度 14mm， 制動摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動時不產(chǎn)生噪聲和不良氣 味，應(yīng)盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料。模壓材料的撓性較差，故應(yīng)按襯片或襯塊規(guī)格模壓，其優(yōu)點是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能和其他性能。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動蹄或制動帶上。但耐熱性差，在 200℃ ～ 250℃ 以上即不能承受較高的單位壓力，磨損加快。 此次設(shè)計綜合考慮各種材料，采用性能更好、環(huán)保效果更好的半金屬材料。其缸筒為通孔，需鏜磨。一般來說盤式制動器的制動間隙為 （單側(cè) ）?？紤]到制動過程中摩擦副可能產(chǎn)生熱變形和機械變形，因此制動器在冷態(tài)下的間隙應(yīng)有試驗確定。 另外，制動器在工作過程中會由于摩擦襯塊的磨損而使間隙加大，因此制動器必須設(shè)有間隙調(diào)整機構(gòu)。一般都采用一次調(diào)準式間隙自調(diào)裝置。當襯塊磨損而導(dǎo)致所需的活塞行程增大時，在密封圈達到極限變形之后，活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力，繼續(xù)前移到實現(xiàn)完全制動為止。解除制動后活塞在彈力作用下退回，直到密封圈的變形完全消失為止，這時摩擦快與制動盤之間重新回復(fù)到設(shè)定間隙。 在活塞與殼體孔之間的區(qū)域有一個防塵、防潮氣的保護帽。為排除液壓系統(tǒng)中的空氣，在制動鉗體最高處安裝了一個排氣螺釘。 （ 1）簡單制動系 簡單制動系即人力制動系，是靠駕駛員作用于制動踏板上或手柄上的力作為制動力源。機械式靠桿系或鋼絲繩傳力， 10 6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系統(tǒng)設(shè)計 其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，工作可靠，但機械效率低，故僅用于中、小噸位叉車的駐車制動裝置中。其優(yōu)點是作用滯后時間短 (～ )，工作壓力高 (可達 10～ 12MPa)，輪缸尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機構(gòu)或制動塊壓緊機構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價低。另外，液壓管路在過度受熱時會形成氣泡而影響傳輸，使制動效能降低甚至失效。在簡單制動系中的踏 板力與其行程間的反比例關(guān)系在動力制動系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當?shù)奶ぐ逍谐?。但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機、貯氣罐、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時間較長 (～ )，因此在制動閥到制動氣室和貯氣罐 的距離較遠時有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件 ——繼動閥 (即加速閥 )以及快放閥；管路工作壓力較低(一般為 ～ )，因而制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外，制動氣室排氣時也有較大噪聲。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價高，故主要用于大噸位叉車上。有開式 (常流式 )和閉式 (常壓式 )兩種。閉式回路因平時保持著高液壓，故又稱常壓式。在油泵出故障時，開式的將立即不起制動作用，而閉式的還有可能 11 6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系統(tǒng)設(shè)計 利用回路中的蓄能器的液壓繼續(xù)進行若干次制動。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用。 （ 3）伺服制動系 伺服制動系是在人力液壓制動系中增加由其他能源提供的助力裝置，使人力與動力可兼用，即間用人力和發(fā)動機動力作為制動能源的制動系。按伺服系統(tǒng)能源的不同，可分為真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系。 真空伺服制動系是利用發(fā)動機進氣管中節(jié)氣門后的真空度 (負壓，一般可達～ )作動力源，一般的柴油車若采用真空伺服制動系時，則需有專門的真空源 ——由發(fā)動機驅(qū)動的真空泵或噴吸器構(gòu)成。故在輸出力相等時，氣壓伺服氣室直徑比真空伺服氣 室直徑小得多。但氣壓伺服系統(tǒng)的其他組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。 按照助力特點，伺服制動系又可分為助力式和增壓式兩種。駕駛員通過制動踏板直接控制伺服動力的助力大小，并與之共同推動主缸活 塞，使主缸產(chǎn)生更高的液壓通向盤式制動器的油缸和鼓式制動器的輪缸。 12 6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系統(tǒng)設(shè)計 圖 （直動式）伺服制動系回路圖 1制動踏板； 2控制閥； 3真空伺服氣室； 4制動主缸 5貯液罐 6制動信號號燈液壓開關(guān)； 7—真空管路； 8—真空單向閥； 9—前盤式制動油缸； 圖 真空增壓式（遠動式）伺服制動系回路圖 1—前輪缸； 2—制動踏板； 3—制動主缸； 4—輔 助缸； 5—空氣濾清器； 6—控制閥； 7—真空伺服氣室； 8—發(fā)動機進氣管； 9—真空單向閥； 10—真空罐； 11—后輪缸； 12—安全缸 增壓式（遠動式）伺服制動系的回路如圖 。伺服氣室的推動力也作用于輔助缸活塞，使后者產(chǎn)生高于主缸壓力的工作油液并輸往制動輪缸?；芈分挟斖ㄏ蚯?輪 (或后輪 )制動輪缸的管路發(fā)生泄漏故障時，則安全缸內(nèi)的活塞將移位并堵死通往漏油管路的通道。 在采用雙回路系統(tǒng)時，助力式的一般只需采用一個帶雙腔主缸的助力器；而增壓式的則必須有兩個增壓器使回路更加復(fù)雜，或者仍采用一個增壓器，但在通往前、后輪缸的支管路中各裝一個安全缸，使回路局部地前、后分路。 本設(shè)計中采用如圖所示的真空助力式伺服制動制動系。壓簧克服了作用在控制殼橫斷面上的大氣壓力使膜片盤保持在其起始位置。在進一步運動過程中外部空氣通道打開，由此