汽车制动器压缩试验机设计(共41页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上汽车制动器压缩试验机设计作者姓名:XX专业名称:机械工程及自动化指导教师: XX专心-专注-专业摘要制动系统是汽车最重要系统之一,是为使高速行驶的汽车减速或停车而设计的。如果该系统不能正常工作,车上的驾驶员和乘客将受到车祸的伤害,其生命和财产安全得不到有效的保障。制动器分为鼓式制动器和盘式制动器,鼓式制动器是最早形式的汽车制动器,当盘式制动器还没有出现前,它已广泛用于各类汽车上。但由于结构问题,在近30年中,它在轿车领域已逐步让位给盘式制动器。盘式制动器主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上,随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定
2、不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用,推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动,动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子,迫使它停下来一样。这种制动器散热快,重量轻,构造简单,调整方便。特别是高负载时耐高温性能好,制动效果稳定,而且不怕泥水侵袭,在冬季和恶劣路况下行车,盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔,加速通风散热提高制动效率,因此盘式制动器被广泛应用。制动系统最关键的就是制动片的质量和使用寿命,由此可见制动片的压缩及热膨胀特性试验的重要性。关键字:制动器 加载 调整机构 AbstractAutomotive
3、 braking system is one of the most important,It is designed to make high-speed vehicle to slow down or stop. If the system does not work,Car drivers and passengers will be subject to a car accident injury,their lives and propert can not have effection protection.There are two types of brakes,one is
4、durm brake,another is disc brake .drum brake is one of the earliest form of car brakes, when the disc brake has not yet appeared, it has been widely used in various types of vehicles. however, due to structural problems in the past 30 years, it has gradually in the field of cars to make way for disc
5、 brakeThe main parts of disc brake are wheel cylinder, brake caliper, tubing, etc.the brake disc is made of steel and fixed at the wheel. wheel cylinder is fixed on the floor . the two films of clamp ate ere mounted on both sides of brake disc. the piston of wheel cylinder suffers the role of the hy
6、draulic pipeline and drive the friction plate to press the brake disc to brake.it sames as vise with rotating plate,forcing it to stop. This brake have cooling fast, light weight, simple structure, easy adjustment . especially, it has high temperature performance under high-load. Some disc brake dis
7、c brakes also open a lot of holes to speed up the heat to improve brake ventilation efficiency , so the are widely used . the quality and life of brake-chip is the most critical. So we can see the importance of the test of compression and thermal expansionKey words:arrester load adjustingframe work目
8、录前言汽车自上个世纪末诞生以来,已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度,跑到现在,竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年,汽车发展的速度是如此惊人!现代社会,汽车的重要性诗不言而喻的,交通跟便捷了,提高了办事效率,拉动了内需,催生了许多新的产业,带动了科技的革命。虽然面临经济危机,我们应该坚信这场危机终究要过去,而汽车行业的发展会迈上更高的台阶。汽车在带了诸多好处的同时,也附带了很多不好因素:环境污染,交通堵塞,能源消耗,交通事故等等,而交通事故则给人们生命财产造成了严重的伤害,据2004中国汽车工业年鉴
9、资料表明,我国属于汽车交通事故严重发生区,从每万辆车辆保有量死亡的人数来看,我国高达到44.58人,美国仅1.83人,全球平均约4人。从1998年至2003年,因交通事故造成死亡累计达57.51万人,受伤人数253.03万人,直接经济损失165.03亿元。那么我们如何减少交通事故呢,除了严格遵守交通规则外,汽车的性能也很重要,其中的刹车系统更是关键,刹车片(制动衬片)是整个刹车系统的终端,是直接其作用的部分,因此,我们测试制动衬片的可压缩性、剪切强度、受热膨胀、磨损、制动副噪声、固有频率与内部质量、比重、硬度、冲击强度和离合器片旋转强度性能等。此压缩性能试验机主要进行压缩试验。业论文大学工程技
10、术学院1. 本试验机系统工作原理以及试验标准1.1本实验机工作原理结合实际,要求本试验机的主要技术参数为:1):液压缸行程: 10mm液压缸活塞直径:90mm2)位移传感器行程:2mm测量精度:0.001mm加载范围:0100KN3)加载速度:(170)KN/S4)气源压力:(00.7)MPa5)加热板功率:350W66)加热板温度:5007)主电源:三相 380V 50Hz 3KVA8).冷却水:普通工业用水9)环境温度:10-40本次试验能对制动片的压缩性能有科学诊断和清晰的解释,能作为公司设计生产的参数,确保安全和质量。有了制动器压缩试验机为汽车安全保驾护航,汽车工业的发展会更进一台阶。
11、所以制动器检测设备的重要性越来越凸显,促进了制动器压缩试验机的革新和发展。在激烈的市场竟争和大量的市场需求下,此压缩特性试验机系统不断在完善。本设计此压缩特性试验机是用来测量盘式制动器刹车片压缩特性和盘式刹车片受热影响厚度方向产生的变形量大小,同时测出加热盘、摩擦块、背板之间的温度关系,从而了解整个盘式制动器制动片沿受压方向热传导规律。盘式制动器刹车片工作时,靠正压力产生摩擦力。在正压力作用下刹车片产生的变形称为压缩变形。在不同的温度时压缩变形量也不相同。这种受力与变形的关系实质描述了摩擦材料的弹性模量。可压缩特性是影响汽车制动踏板行程、制动液需液量、制动滞后的特性值,也影响制动的平顺性和舒适
12、性。对于防抱死(ABS)制动系统,可压缩特性还将影响ABS的工作状况。更重要的是,刹车片的可压缩性与密度密切相关,而密度影响刹车片的固有振动频率,固有频率影响刹车片的摩擦振动和噪声,所以,测定刹车片的可压缩性,可间接获得刹车片产生制动噪声的重要信息。1.2 试验标准可压缩特性检测通常依据ISO 6310、JISD 4413等标准进行。测试的基本原理如图1.1,1.2,1.3所示。JISD 4413规定加热板温度为30010。ISO 6310和欧洲DIN/ISO 6310以及DS/ISO 6310都把加热板温度提高到4005。根据特殊要求,盘式片总成(式样)做试验时,可能配有抗噪音垫片或涂胶。必
13、要是进行热传导测量,测量仪器位置见图2ISO 6310还分别对盘式片材料试块、鼓式片材料试块、制动蹄组件和盘式片实样的测试加载结构作了规定,为了更好地模拟制动钳工作状态,考虑活塞的变形,欧洲采用将活塞分成十个等级,根据实际活塞尺寸选择活塞大小的方式进行测试。本压缩特性试验机,综合了现有标准的原理和参数范围,吸收了德国ATE公司同类试验机的优点,采用计算机控制,气动比例阀加载,高精度位移传感器测量,自动程序控制并数据采集处理,自动生成测试报告,是一种比较先进的自动化测试设备。该机兼有热传导率和热膨胀测试功能。1、载荷 2、压头 3、试样 4、加热板a、. 商用车盘式片摩擦材料允许使用大试样。图1
14、-1 试样(无钢背摩擦材料)1、载荷 2、压头 3、试样 4、加热板图1-2 试样(盘式片总成)1. 压头 2. 试样 3. 加热板图1-3 试样(鼓式片总成)1. 热电偶接触点 2. 垫板 3. 摩擦材料图1-4测量热传导的热电偶位置2. 总体布局设计本压缩性能试验机的整机外形和加载部分的结构原理如图2所示。图2-2压缩特性试验机结构总体布局加载装置(加载油缸)垂直安装,固定于底板上,底板由四根支柱支撑。通过压力传感器(测量液压加载的载荷大小),连接到到调整螺母、螺杆(调整试样的安放位置)。再固定于中托板,中托板可在两根导柱上通过直线滚动球轴承上下滑动。中托板上固定活塞及热膨胀总成(对测试件
15、经行加压和加热)。再往上是上板,位移传感器和微调机构固定于其上。通过位移传感器测得试件的变形量,通过微调机构调整传感器侧头相对于试样的位置。3. 方案设计3.1 加载方式的选择 本试验对象是汽车制动器衬片,厚度为10-30mm,一般汽车刹车时,制动衬片的压缩量为5-7mm,压缩力范围为1-100KN,试验次数频繁且为上下往复直线运动,加载过程要求平稳,需要选择合理的加载装置。通过对课题的分析,我们可以列出3种常见的加载方式:A.齿轮传动方式加载,B.凸轮传动方式加载,C.液压传动方式加载。比较如下: A.齿轮传动方式加载:虽然齿轮传动有效率较高且传动比稳定等优点。但是传动中有振动、冲击和噪声,
16、并产生动载荷;无过载保护作用;要求齿轮的切齿精度较高或具有特殊齿形时,需要高精度机床、特殊刀具和测量仪器来保证,制造工艺复杂,成本较高;需要较好的润滑条件,难实现直线运动,也不适宜频繁启动。 B.凸轮传动方式加载:可以实现往复直线运动,且结构也较简单、紧凑、设计方面。但是凸轮与从动件之间组成了点或线接触的高副,在接触处由于相互作用力和相对运动的结果会产生较大的摩擦和磨损。加载过程也不能满足该试验对加载平稳的要求。 C.液压传动方式加载:可以获得较大的输出力和转矩,而且结构也并不复杂;可以实现较大范围内的无级调速,且可在运行中直接调节;易于实现过载保护;液压传动动作灵敏,启动,停止和换向响应快,
17、冲击小;液压元件能够自动润滑;压力平稳,质量轻体积小。综上所诉,本试验机的加载装置选用液压传动加载。3.2动力源的选择 在2-1中已经明确了将液压作为本试验机的加载方式。那么其动力源是单纯的液体,单纯的气体,还是综合两者呢?这三种方式的对比如下: A.气压传动动力源:气压传动的工作介质来源方面,而无需投资。使用后的气体直接排向大气、几乎无污染;安全可靠,自动保护能力强;压力损失小,可远距离传动和集中供气;传动与与控制相应快,调节使用方便;适应工作环境能力强。然而,它也有局限性:不宜用于精确的定比传动;通常工作压力低,输出功率小;排气时会产生高频噪声。 B.液压传动出了具有气压传动的大部分有点外
18、,还有如可以获得更大的输出力和转矩;实现较大范围内的无级调速;润滑性能好等。 C.单纯使用气压加载不能提供较大的输出力,工作压力不高,达不到本试验机的要求,而且工作压力不够稳定;单纯使用液压加载,虽能达到要求,但是需要一个专门的液压站提供压力,这样就使系统变的复杂,成本也提高了。 综合液压加载和气压加载的优点,我们选用气顶夜加载方式,其结构原理如图所示图2-1 气液原理图1-油杯 2-气液增压缸 3-气动比例阀 4-加载油缸 5-二位三通阀 6-节流消声器 7-调压阀 8-储气筒 9-气动三联体 其工作原理为:气源首先通过气动三联体9进入气压回路中,通过气动三联体,可以进行除油、除尘、除水,得
19、到清洁、干燥的气体进入储气筒8,能为整个回路提供稳定的气压源,使气体进入气动比例阀3,整个气体通过气动比例阀可以实现自动控制其加载压力,然后进入气液增压缸2的左腔,实现气体1:10的气体增压,为加载提供足够的压力。气通过气液增压缸,液体压力由右腔输出,通过油杯1可实现前面有压液体的自动补油,进入加载油缸4的下腔,推动活塞杆向上运动做功。加载油缸的上腔气体通过二位三通阀5,通过排气消音器排除气体。油缸复位则是通过二位三通阀5的右位工作实现液压缸的复位。 3.3调整机构的选择本实试验调整机构主要是调整工作台升降,控制工作台与压头之间的距离,便于衬片的装夹和安放,要求方便调整,且当调整到一定的位置时
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