制动器设计说明书培训资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。制动器设计说明书-制动器设计说明书摘要制动器可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机

2、械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。臂架式盘式制动器是一种新型的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数及一些台架试验结果。除此之外还着重介绍了制动臂、松闸器等关键部件的设计参数及注意事项，同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。AbstractBrakescanbedividedi

3、ntotwocategories,industrialbrakesandautomotivebrakes,automotivebrakeisdividedintobrake(footbrake)andtheparkingbrake.Inthedrivingprocess,generallyusedbrake(footbrake),tofacilitatetheprocessofdecelerationintheforwardstop,notjustthecartoremainintact.IfthetrafficZhidongshilingwhenusingtheparkingbrake.Wh

4、enthecarcompletelystopped,ithastousetheparkingbrake(handbrake),topreventthevehiclefrontandrearslipslide.Afterstoppingthegeneraladditiontotheparkingbrake,theuphillhanginginastalltostall(aftertheslidetoprevent),downhilltohanginthereversegear(topreventforwardslip.)Mechanicalmovingpartstostoporslowdownt

5、heresistanceofthemomentmustbeappliedasthebraketorque.Brakingtorqueisthedesign,selectionbasedonthebrake,thesizeofthepatternandworkbythemechanicalrequirementsofthedecision.Frictionmaterialusedonbrake(brakeparts)directlyaffectstheperformanceofthebrakingprocess,andthemainfactorsaffectingtheperformanceof

6、theworkingtemperatureandthetemperaturerisespeed.Frictionmaterialshouldhavehighandstablefrictioncoefficientandgoodwearresistance.Metallicandnonmetallicfrictionmaterialssub-categories.Theformerarecommonlyusedcastiron,steel,bronze,andpowdermetallurgyfrictionmaterials,whichhaveleather,rubber,woodandasbe

7、stos.Discbrakearmframeisanewmajorforthebrakingdevicehandlingequipment.Thispaperfocusesonitscharacteristics,keycomponentsoftheselectionordesignmethods,themainperformanceparametersandsomebenchtestresults.Highlightsinadditiontothebrakearm,loosebrakecomponents,etc.Thekeydesignparametersandconsiderations

8、,whilethedetailsofthestatictorqueforthebrakehasalsodoneadetailedcalculationofdesign.第1章概论1.1制动器（brakestaff）简介制动器就是刹车，是使机械中的运动件停止或减速的机械零件；俗称刹车、闸。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩，缩小制动器的尺寸，通常将制动器安装在机构的高速轴上，也就是电动机上，或减速器的输入轴上。但对安全性要求较高的大型设备（如矿井提升机、电梯等）则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。特殊情况下也有将制动器装在中速轴

9、中的，例如需要浸入油中的载重制动器。有些电动葫芦为了减轻发热与磨损，就装在减速器壳里。1.2制动器工作原理制动器的工作原理是利用摩擦副中产生的摩擦力矩来实现制动作用，或者利用制力与重力的平衡，使机器运转速度保持恒定。具体如下：制动器是依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的，摩擦副中的一组与机构的固定机架相连。另一组则与机构转动轴相连。当机构起动时，使摩擦面脱开，机构转动件便可运转；当机构需要制动时，使摩擦面接触并压紧，这时摩擦面间产生足够大的摩擦力矩，消耗动能，使机构减速，直到停止运动。制动状态还能阻止机构在外载荷作用下运动。采用摩擦制动的优点是：机构制动平稳可靠，有时还可以根据需要调整制动力矩的

10、大小。第2章制动器的种类和用途2.1制动器的用途在起重机的各个机构中，制动器几乎是不可缺少的组成部分。在起升机构中必须装设可靠的制动器，以保证吊重能停止在空中。自重不完全平衡的起重伸臂也必须用制动器将它维持在一定的位置。运行机构与回转机构也需要用制动器使它们在一定的时间或一定的行程内停下来。对于在露天工作或在斜坡上运行的起重机，制动器还有防止风力吹动或下滑的作用。只有速度很低、阻力很大的室内起重机的运行机构才可以不装设制动器。某些起重机的起升机构还利用制动器来使物品以所要求的速度下降，例如汽车起重机、淬火起重机等。综上所述，制动器的作用有如下三种。1）支持保持不动2）停止用摩擦消耗运动部分的动

11、能，以一定的减速度使机构停止下来。3）落重将制动力与重力平衡，使运动体以稳定（恒定）的速度下降。在起重机的各个机构中，制动器可以具有上述一种或几种作用。在设计或选用制动器时，应充分注意制动器的任务以及对它的要求。例如，支持制动器的制动力矩必须具有足够的储备，也就是应当保证一定的安全系数。对于安全性有高度要求的机构需要装设双重制动器，例如运送熔化铁水包的起升机构，规定必须装设两个制动器，其中每一个都能安全地支持铁水包不致坠落。对于落重制动器，则应该考虑散热问题，它必须具有足够的散热面积将重物的位能所产生的热量散去，以免制动器过热而损坏或失效。2.2制动器的种类2.2.1根据制动器的构造形式分类a

12、、带式制动器：利用挠性钢带压紧制动轮产生制动力矩。带式制动器构造简单，尺寸紧凑，但制动轮轴受力较大（使制动轮轴受到弯曲载荷），摩擦面上压力分布不均匀，因而磨损也不均匀。它常用于中小起重机和流动式起重机。b、块式制动器：两个对称布置的制动瓦块在径向抱紧制动轮产生制动力矩，从而使制动轮轴所受制动力抵消。块式制动器结构紧凑，紧闸和松闸动作快，但冲击力大。在桥架类型起重机上大多采用这种制动器。c、多盘式与圆锥式制动器的上闸力是轴向力，它的制动轮轴也不受弯曲载荷。这两种制动器都需要较小的尺寸与轴向压力就可以产生相当大的制动力矩，常用于电动葫芦上，使结构非常紧凑。d、盘式制动器：其上闸力是轴向力，成对互相

13、平衡，但其摩擦力对制动轮轴产生制动力矩，其大小依制动块的数目与安装而定。这种制动器的优点是对同一直径的制动盘可采用不同数量的制动块以达到不同的制动力矩。制动块的形状是平面的，摩擦面易于跑合，有时制动盘做成通风盘，更易于散热。体积小，质量小，动作灵敏，摩擦面积大，制动力巨大。它较多地应用于各类起重机中。2.2.2根据操作情况分类a、常闭式制动器：在机构停止工作时，制动器处于紧闸状态；当机构接通能源的瞬间施加外力才能解除制动，使机构开始工作。b、开式制动器：机构在非工作状态时，制动器处于松闸状态，在外载荷（例如风载荷）作用下机构可产生运动；机构在工作状态需要运动停止时，可以根据需要施加上闸力使摩擦

14、副结合，产生制动力矩。c、综合式制动器是常闭式与常开式的综合体。2.2.3根据制动器驱动方式形式分类a、自动式制动器的上闸与松闸是自动的。b、操纵式制动器的制动力矩是可以由人随意控制的。c、综合式制动器在正常工作时为操纵式，当切断电源后自动上闸以保证安全。图1综合式制动器第3章块式制动器的构造块式制动器的主要部分是制动轮、制动瓦块、制动臂与松闸器。3.1制动轮制动轮通常由铸钢制造，转速不高的制动轮也可以用组织细密的铸铁制造。采用铁制动轮可以使制动衬料的磨损减轻。国外有用含钼、鉻或镍的合金铸铁制造制动。为了增强制动轮摩擦表面的耐磨性，最好进行表面淬火，使之硬度为HRC3545,深度为23mm制动

15、轮表面粗糙度Ra值为12.56.3m，表面粗糙度太低在跑合期间使制动衬料磨损太多。装在高速轴上的制动轮应全部加工，否则应进行平衡，以避免不平衡质量引起的振动。制动轮的宽度通常比制动瓦块宽度大5mm到10mm。制动轮的直径根据制动力矩和制动衬料的容许比压力等决定。3.2制动瓦块制动瓦块有固定式（图2a）与铰接式（图2b）两种。固定瓦块构造简单，但由于对安装要求高，现在几乎已不采用。活动的铰接瓦块在松闸后有贴向制动轮的可能，因而在制动器的瓦块与制动臂之间装了两个弹簧垫圈，以使瓦块不能自由转动。图2固定式与铰接式制动瓦块瓦块的材料通常为铸铁。为了便于加工圆弧面，瓦块的包角取为略小于360/n,n=4

16、或5。标准制动器瓦块的包角取为70及88（图3）。增大包角可以增加制动力矩，但包角太大降低散热作用，同时也使瓦块下端松闸间隙太小。图4示出极限情况的包角，这时A点的松闸运动在制动轮的切线方向，松闸间隙为零。图370瓦块的铸造工艺图4极限情况的包角3.3制动衬料不加衬料的制动瓦块只用于铁路车辆，起重机制动器采用带有摩擦衬料的制动瓦块，一方面衬料的摩擦系数大，同时使制动轮的磨损小。3.3.1关于制动衬料的要求：1）摩擦系数大。2）摩擦系数恒定。3）容许高的工作温度当衬料达到极限工作温度时，一般摩擦系数急剧下降，并且磨损加快。4）耐磨。5）不伤制动轮。6）容许比压力大。7）有适当的刚性刚性大的材料要

17、求的松闸行程较小，但刚性太大材料丧失缓冲作用，使上闸时的载荷增大。8）有适当的挠性便于弯曲，以适合瓦块圆弧，否则应制成定型产品。9）导热性一般摩擦材料的导热性都不好，为了提高导热性能，有的制动衬料中加入一些导热性能良好的铜丝或铜末。3.3.2摩擦衬料的主要种类：1）棉织制品摩擦系数较大，=0.450.55，最高容许工作温度100左右，容许的比压力也低，p=0.050.3N/mm2。2）石棉织制品浸以沥青或亚麻仁油能增加强度，是一种常用材料。摩擦系数=0.350.4，最高容许工作温度175200，容许比压力p=0.050.6N/mm2。3）石棉压制品将石棉碎片与橡胶及小量硫混合压制在一起，然后进

18、行硫化。摩擦系数=0.420.53，最高容许工作温度220，容许比压力容许比压力p=0.050.6N/mm24）石棉树脂材料由石棉纤维或者石棉线与树脂粘结剂和各种填料混合后经热压而成。这种材料允许的最高工作温度与粘结树脂的分解温度有关。粘结剂通常用酚醛树脂，填料长用重晶石，可增加耐磨性与摩擦系数的稳定性。常常混入黄铜丝碎段或黄铜末以提高耐热性。摩擦系数=0.350.5，最高容许工作温度250，容许比压力p=0.150.8N/mm2。5）粉末冶金摩擦材料金属粉末及石棉、石墨等材料压制烧结而成，容许工作温度达600以上，容许比压力p=11.5N/mm2。粉末冶金材料是较新的摩擦材料，它是以金属为主

19、体，通常用铁或铜，添加增加摩擦系数的组元，如石棉、二氧化硅、三氧化二铝、碳化硅等，及减少磨损的润滑组元，如石墨、铅、二硫化钼、金属硫等。调节各组元的含量，可得到所需要的性能。各组分按一定比例混合均匀，在钢制模具中压制成型，然后在保护气氛下烧结。铜基粉末冶金摩擦材料对于钢质的对偶材料不易出现粘结，适合作为离合器的摩擦材料，尤其是湿式离合器。在高速重载的刹车制动，瞬间摩擦表面温度可达1000以上，大多采用铁基材料。下表列出了常用的制动粉末冶金摩擦材料的成分和性能。常用的制动粉末冶金摩擦材料的成分和性能粉末冶金摩擦材料的导热系数比石棉树脂材料大的多，前者为4.18kW/(m2k),后者为0.04Kw

20、/(m2k)。这对于保护对偶材料不致过热有很大的作用。粉末冶金摩擦材料的摩擦系数也是随着比压力与相对速度的增大而降低。但由于强度较高，容许比压力较大，工作温度较高，特别适合于高速重载工作。在高温工作时，磨损量比石棉树脂小一倍以上。粉末冶金摩擦材料通常烧结在钢质背板上，可以制成多个圆形，方形或梯形。制动衬料的固定方法通常用铝铆钉或软钢空心铆钉将衬料和瓦块铆在一起。采用铆接的办法，衬料的利用率仅为50%左右。采用胶合的方法可以大大的提高材料的利用率，延长更换衬料的周期。其方法是将衬料胶在2.53mm的钢板上,把该板插在瓦块的凹槽中,两端用压板及螺钉固定.3.4制动臂制动臂可用铸钢或钢板制造,但不允

21、许用铸铁。铸钢制动臂断面为工字形，钢板制动臂断面为矩形。由于铸钢制动臂费工、费料、自重大，所以现在我国大都将制动臂改为由两片钢板组成。制动臂做成直的或弯的，主要由铰点的位置决定。直的制动臂可以保证制动轮轴不受弯曲力。采用弯制动臂使下铰点（固定铰点）向内移，可以增大制动瓦块的包角（图5）。但由于在制动过程中两瓦块制动压力不相等，合力不为零，使制动轮轴受弯曲力。图6示出铰点位置对于制动瓦块压力的影响。图5衬料包角与制动臂铰点位置的关系图6铰点位置对于制动瓦块压力的影响由制动臂的平衡条件，当制动轮的回转方向如图所示时图7铰点偏距C产生弯曲压力当制动轮向图示反方向回转时，FN的方向相反对于同样的上闸力

22、FP,如果c0，向不同方向回转时瓦块的压力与制动力矩是不相同的。对于双瓦块制动器来说，如果一侧制动臂为正向，则另一侧为反向，因而两侧的制动瓦块压力与摩擦力不相等（图7），使制动轮轴向一侧弯曲力为3.5松闸器制动器的性能好坏很大程度上取决于松闸器的性能。制动器的松闸器有制动电磁铁和电动推杆。3.5.1制动电磁铁制动电磁铁是最常用的松闸器。制动电磁铁根据激磁电流的种类分为直流电磁铁与交流电磁铁。除少数特殊情况外，通常将电磁铁与电动机并联，电压是恒定的。直流电磁铁的电流完全由线圈电阻决定，具有恒定的磁势，其磁通大小随磁铁空气间隙而变，气隙大时磁通小，吸力也小；完全吸合后磁通最大，吸力也最大。有时为了

23、减轻电磁铁发热，在完全吸合后串入一个电阻以减小电流，此电阻称为经济电阻。此外还需要与电磁铁线圈并联一个电阻，以避免断电时由于电感产生高压将线圈绝缘击穿，称为放电电阻。交流电磁铁的电流是变化的。当气隙大时，由于电感小，电流很大，完全闭合后电流降到最小。由于电流的这种变化，使交流电磁铁的吸力随气隙的变化比直流电磁铁缓和得多。但值得注意的是，如果交流电磁铁吸合不完全，会产生烧毁线圈的危险，而直流电磁铁则否。通常交流电磁铁与交流电动机配套，直流电磁铁与直流电动机配套。如果在交流电动机处需要采用直流电磁铁，则必须附加整流设备。根据行程的大小，制动电磁铁分为短程电磁铁与长程电磁铁。如前所述，采用短程电磁铁

24、时不需要复杂的杠杆系统，制动器紧凑，上闸动作灵敏，但由于松闸能量小（吸力行程），只能用于小型制动器，制动轮直径一般不超过300mm。长程电磁铁则需要杠杆系统以增大上闸力。上述简单的电磁铁的共同缺点是动作时有猛烈的冲击。为了减小冲击，有些电磁铁上设有空气缓冲装置。目前采用一种新型的电磁铁，称为液压电磁铁。这种电磁铁消除了简单电磁铁的缺点。它的动作平稳，无噪声，寿命长。此外它还有能自动补偿瓦块衬料磨损的优点。它的缺点是制造工艺要求较高，价格昂贵。制造不完善的液压电磁铁也常有动作失灵、漏油等毛病。3.5.2电动推杆目前采用的电动推杆有两种，即电动液压推杆与电动离心推杆，两者的基本原理都是利用回转物体

25、的离心力，前者是利用回转液体离心力所产生的液体压力，后者是利用重块回转时的离心力。a、电动液压推杆的优点是：1)动作平稳，无噪声。如果装设可调整的阀，可以在很大范围调整上闸及松闸时间。2)允许开动次数多，达600次/h以上。3)推力恒定。4)所需电动机功率很小（0.180.4kw），工作时耗电很少。5)可与电动机联合进行调速，例如淬火起重机。电动液压推杆的缺点是：上闸缓慢，用于起升机构时，制动行程较长；不适于低温环境；只宜于垂直布置，偏角一般不大于10。3.5.3电动离心推杆电动离心推杆几乎具有电动液压推杆的所有优点。此外，它可用于寒冷气候与任何位置。它的缺点是：由于惯性质量大，松闸、上闸动作

26、迟缓，不宜于起升机构。目前我国尚未生产这种松闸器。3.6闸瓦松闸间隙的调整与衬料磨损自动补偿制动器在松闸状态时应当使制动瓦块与制动轮间具有适当的间隙。通常这个松闸间隙随着闸瓦衬料的磨损逐渐增大。为了保证制动器正常工作，松闸间隙不能过大与过小。最小松闸间隙根据制动材料的弹性而定，通常约为min=0.40.8mm，用以保证制动轮在旋转时不致由于振摆、轴的挠度以及热膨胀而与制动瓦接触。松闸间隙过大可能引起很大的上闸冲击。最大的松闸间隙通常约为max=1.5min。松闸间隙的调整包括两个方面。一方面要求松闸器的实际行程（它通常小于额定行程）合乎要求，这样就保证了两侧的松闸间隙的和为规定值。例如对于短行

27、程制动器，这是通过调整带螺纹的松闸顶杆来达到的。另一方面要求两侧的松闸间隙相等。为此目的，制动器都备有特殊装置。最简单的就是装设可调整的顶螺钉（图8a、b）。图8顶螺钉第4章制动器的选择与使用4.1静力矩起吊额定起荷时作用在卷筒轴上的静力矩Mjt=(PQ+PO)DO/2mZdt式中Mjt静力矩，单位为Nmm滑轮组倍率。Z滑轮组效率。d导向轮效率。t卷筒的机械效率滑轮效率阻力系数Zm23456810滚动轴承0.980.020.990.980.970.960.950.9350.916滑动轴承0.950.050.9750.950.3250.90.880.840.8作用在电动机轴上的静力矩为：Mj=M

28、jt/ich(PQ+PO)DO/2mi式中Mj静力矩，单位为Nmi减速装置的传动比下降时作用在电动机轴上的静力矩为：Mj=(PQ+PO)DO/2miDO卷筒的卷绕直径下降时总机械效率=chZdtZ下降时滑轮组效率ch下降时减速装置效率通常ZZchch4.2制动器的选用（1）制动器的制动力矩，应该满足以下要求：MZkMj式中：MZ制动器的制动力矩；Mj制动器所在轴的力矩；k安全系数，参见下表。见表制动器安全系数驱动型式工作级别K人力驱动M1(轻级)1.5动力驱动M1,M2,M3(轻级)1.5M4(中级)1.75M5(重级)2.0M6,M7,M8(特重级)2.5机构使用情况安全系数起升机构一般的1

29、.5重要的1.75具有液压制动作用的液压传动的1.25吊运炽热金属或危险品的起升机构装有两套支持制动器时，对每一套制动器1.25彼此有刚性联系的两套驱动装置，每套装置装有两套支持制动器时，对每一套制动器1.1非平衡变幅机构1.75平衡变幅机构在工作状态时1.25在非工作状态时1.15（2）制动器一般装在机构的高速轴上，以减小制动转矩。如果在起升和变幅机构的传动系中有离合器或挠性传动件，制动器必须装在卷筒上，以确保安全。起升和变幅机构必须使用自动作用或操纵的常闭式制动器。必须使用常开式操纵制动器时，应加装停止器。运行和回转机构推荐使用操纵式制动器。为了兼有自动作用常闭式制动器安全可靠和常开操纵式

30、制动器制动平稳的优点，在电动桥、门式起重机的运行机构上可采用综合式制动器。（3）在起升、变幅机构中用于支持物品和吊臂的制动器，制动转矩必须有足够的储备。运行、回转机构采用自动作用常闭式制动器时，应满足制动时间或制动减速度的要求。门式、门座起重机和装卸桥运行机构制动器，应保证起重机具有工作状态下的防风抗滑安全性。铁路起重机运行机构制动器除具有自力行走制动的功能外，还应保证起重机随列车回送时能与列车空气制动系统同步制动。汽车起重机运行机构应具有行车制动和驻车制动功能。行车制动由车轮制动器实现。驻车制动可采用中央制动器，制动传动轴或变速器输出轴，也可在车轮制动器上另设操纵机构，使之兼起驻车制动器作用

31、，不另设中央制动器。（4）选制动器应注意经济性、维修性和使用可靠性。选用电力液压块式制动器标准产品时，制动转矩只能在（1.00.7）额定制动转矩范围内调整，以保证制动转矩稳定，制动可靠。电磁块式制动器标准产品的制动转矩可在（1.00.5）额定转矩范围内调整。（5）制动器选定后，应根据起重机的工作条件和具体要求验算制动时间或制动距离或制动减速度，必要时应作发热验算。4.3制动的配备1）在对起重机进行安全检查时，对各机构制动器的配备要求必须给予确认；2）动力驱动起重机的起升、变幅、运行、旋转机构都必须装设制动器。3）起升机构、变幅机构的制动器，必须是常闭式制动器。4）吊运炽热金属或其他危险品的起升

32、机构，以及发生事故可能造成重大危险或损失的起升机构，每套独立的驱动装置都应装设两套支持制动器。5）人力驱动的起重机，其起升机构和变幅机械必须装设制动器或停止器。4.4制动器的检查与报废正常使用的起重机，每个班次都应对制动器进行检查。检查内容包括：制动器关键零件的完好状况、摩擦副的接触和分离、松闸器的可靠性、制动器的整体工作性能等，所有的制动器都应保证灵敏无卡塞现象。制动器的零件，出现下述情况之一时应报废更新：1）制动器的零件出现裂纹；2）制动带或制动瓦块摩擦垫片厚度磨损达原厚度的50%；3）弹簧出现塑性变形；4）铰接小轴或轴孔直径磨损达原直径的5%；5）制动轮轮缘厚度磨损，对起升、变幅机构损坏

33、达原厚度的40%，对其他机构磨损达原厚度的50%。第5章块式制动器的计算制动器的计算内容包括：1）制动轮的直径与宽度；2）选定松闸器。3）上闸弹簧力或重块重量。4）各构件的强度计算；5）发热验算。5.1制动轮的主要尺寸D（直径）与B（瓦块宽度）计算简图如图9所示。图9（1）（2）式中B-制动瓦块宽度，B=D，通常取=0.40.5；p=许用比压力，p=0.050.6N/mm2，通常取p=0.2N/mm2；=瓦块包角，通常取=70将式（2）代入式（1）中得：5.2松闸器5.2.1松闸器的选定松闸器根据松闸能量选定。松闸能量Es=2FNmax(4)为了保证有一定的能量储备，应该使所选定的松闸器满足下

34、式Fpshs1.2Es（5）5.2.2松闸杠杆系统的传动比松闸杠杆系统应当具有适当的传动比i.对于不同的松闸器，确定传动比i的原则也不一样。对于液压电磁铁，由于它的松闸行程是恒定的，应当根据松闸行程来决定传动比i，即（6）这时松闸的能量储备全部为松闸推力的储备，如果储备不过大，对于有缓冲能力的松闸器是没有什么严重不利的。如果储备太大，应当改变液压电磁铁的垫片，将电磁铁的工作行程减小。反之，如果是没有缓冲性质的电磁铁，当松闸力超过需要数值过大时，会使松闸时冲击过大。因之，对于像交流电磁铁这类的松闸器，最好是根据松闸力来确定传动比i，即（7）为杠杆系统的机械效率，根据铰链数目的多少，其值在0.90

35、.95之间。系数1.2是考虑松闸时上闸弹簧力有若干增长，并使松闸力有一些储备。对于象电动液压推杆这类的松闸器，可以使Ps与hs都具有一定的储备。传动比i确定以后，即可根据I确定杠杆系统的尺寸。例如图9所示的简图，它们之间关系为(8)5.3上闸弹簧力由平衡关系得：式中PGs松闸器活动部分自重载荷。故（9）式中弹簧上闸的机械效率，松闸时弹簧最大力为：Fptmax=Fpt+2maxKit（10）式中K弹簧刚度；it制动瓦块到弹簧的速比。为了保证安全，上闸弹簧只许用压弹簧。5.4制动器各构件的强度计算在计算制动器构件的强度时，应考虑制动器工作时的动力系数。许用应力可取为屈服限的40%。制动器在制动时的

36、动力系数5.5制动器的发热验算制动器的发热验算是设计制动器很重要的一个环节。对于轻级工作机构的制动器，由于发热不太严重，可以不验算发热，但是对于重级和特重级工作机构的制动器，必须验算其发热，因为在制动器反复工作的过程中，制动轮及制动衬料温度逐渐上升。当制动时摩擦产生的热量与散发的热量相等时，制动轮及制动衬料达到近于稳定的最高温度max。设计时应使max不大于制动衬料的容许温度，即max；或验算在容许温度下散发的热量，应使它不少于制动摩擦热，即QsQzh式中Qs制动器每小时散热量，单位为J/h；Qzh制动器每小时的摩擦热量，单位为J/h。制动器每小时的制动摩擦热量Qzh=AzhZ(4)式中Z每小

37、时制动次数，单位为次/h；Azh每次制动时的平均制动功，单位为N.m。下面分别计算运行机构、起升机构及落重制动器的Azh。运行机构运行机构的制动功实际上是由制动器与运行阻力共同完成的，即（5）制动器分担的功为：（6）式中n转速，单位为r/min；J折合转动惯量，单位为kgm2；P修正系数，P=Mzh/（Mzh+Mj）；制动时期的电动机转角，单位为rad。起升机构起升机构在制动过程中重物作功，但起升与下降作功方向相反。起升时制动功为：(7)下降时制动功为：（8）在验算制动器发热时，应取两者平均值（9）式中制动安全系数。落重制动器对于落重制动器，可忽略运动质量的动能，只按落重重量的下降功计算Azh

38、=PQh（单位为J）(10)式中PQ起升载荷（落重重量），单位为N;h下降路程，单位为m；起升机构的反向效率（即由低速部分驱动高速部分的效率）。1）每小时的散热量每小时的散热量近似为：Qs=A（tmax-t0）（单位为J/h）（11）式中tmax制动器最高温度；t0环境温度；A折合散热面积，单位为m2。2）对于块式制动器为：A=2DBl（1-/360）+D2(12)式中D制动轮直径，单位为m；Bl制动器宽度，单位为m；制动轮辐射散热面积折算系数，1。式（12）中前一项为制动轮轮缘的散热面积（扣除了瓦块遮盖的面积）。后一项考虑了轮辐及其它散热面的面积。式中平均散热系数，单位为J/(m2hK)；（

39、13）0静止时的散热系数，其值为21000J/(m2hK)；d制动轮转动时的散热系数，随制动轮的圆周速度而定d=256000.78J/(m2hK)（14）d的值为下表（1）f辐射散热系数，单位为J/(m2hK)，其值依tmax而定（表2）表1制动轮转动时的散热系数/(mS-1)51015202530d/J（m-2h-1K-1）89500154000212000266000313000364000表2辐射散热系数tmax/K50100150200250300t/J（m-2h-1K-1）160002000027000320004000048000第6章YWZ-200/30液压块式制动器6.1制动器

40、的特长、动作、构造6.1.1特长(1)制动臂：主要摆动铰点设自润滑轴承，传动效率高，动作灵敏可靠，使用过程中无需润滑；无石棉制动衬垫与制动瓦块采用卡装插入式；安全可靠，更换方便、迅速、寿命长、利用率高。(2)推动器:动作性能优良，密封性能好，外壳防护等级高。6.1.2动作当通电时，电力液压推动器动作，其推杆迅速升起，并通过杠杆作用把制动瓦打开（松闸）；当断电时，电力液压推动器的推杆在制动弹簧力的作用下，迅速下降，并通过杠杆作用把制动瓦合拢（抱闸）。6.1.3构造该制动器构造虽然很简单，却很坚固。它由制动架和相匹配的Ed型电力液压推动器组成。图11.推动器2.销子3.垫圈4.开口销5.杠杆6.主

41、制动臂7.制动弹簧8.轴9.挡圈10.副制动臂11.制动瓦12.螺栓13.螺母14.螺栓15.锁紧螺母16.螺母17.轴套18.锁紧螺母19.弹簧座板20.结构构架21.拉杆组件22.弹簧拉杆23.轴肩24.轴25.轴26.挡圈27.销28.隔套29.弹簧垫圈6.2制动器的安装与调整6.2.1制动器的安装可参照图一：（1）纵装：松开拉杆（21）与副制动臂（10）两端连接锁紧螺母（15）和螺母(16)，使制动柱向两边张开，张开限度以制动器能轴向套入制动轮为止。（2）横装：若制动轮装在电机和其它机件之间时，首先使制动弹簧（7）放松在自由状态，取掉副制动臂（10）与结构构架（20）的连接轴（25），

42、松掉拉杆（21）副制动臂（10）端部的锁紧螺母（15）及螺母（16）和结构构架上退距调整螺栓，使副制动臂（10）脱离结构构架（20），然后使结构构架从间隙穿过，从侧面装到制动轮上，重新使制动臂与结构构架连接。6.2.2制动器的调整（1）推动器工作行程的调整：首先应将弹簧力释放到最小值，然后再旋转拉杆（27），使制动器处于闭合状态继续旋转，这时推动器推杆慢慢升起，当升起高度达到规定尺寸时，即完成调整，然后旋紧拉杆与制动柱两端螺母。随着制动衬垫的磨损，规定尺寸逐渐减小，当减小到一定尺寸时，需及时按以上方法重新调整；否则，失去制动作用。（2）瓦块随位的调整：在制动器处于抱闸状态时，旋转瓦块随位调整装

43、置中的螺栓（18），使其顶端与制动瓦筋板轻轻接触，并背紧螺母。（3）制动力矩的调整：转动弹簧拉杆上的螺母，压缩制动弹簧，根据所需制动力矩，进行弹簧安装长度的调整。（4）退距均等装置的调整：首先调整结构构架上左右两侧制动瓦退距均等装置螺栓（19），保证两制动柱退距基本相等。6.3安装和保管要领（1）安装要领：不要在有爆炸危险的场所使用；该制动器是地板安装型，因此不能设置在顶棚，墙壁以及倾斜场所，否则不能正常动作，有伤人的可能，安装面必需取水平。无专业知识的人员有可能接近安装地点的场合，应设置护栏，否则可能伤人。（2）保管要领：不要在包装破损状态下做短期或长期保管，并且，对于制动器的保管场所，务必

44、考虑以下几点;a.风雨和滴水作用不到的地点b.油作用不到的地点c.湿度低的地点d.无有害气体、液体的地点e.周围温度为040的地点f.无震动的地点第7章制动器的发展制动器不光在起重机械上用的广泛，而且在其它领域也用的广泛,如行车上。7.1行车上制动器的分类及组成7.1.1行车制动器的分类在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡

45、行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具备的。7.1.2行车制动器的组成任何制动系都具有以下四个基本组成部分：1）供能装置，包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。2）控制装置

46、，包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。3）传动装置，包括将制动能量传输到制动器的各个部件4）制动器，产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。7.2行车制动器的工作原理制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。可用一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮

47、缸，用油管5与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。当驾驶员踏下制动踏板，使活塞压缩制动液时，轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓，使制动鼓减小转动速度，或保持不动。7.3制动系统新技术随着人们对汽车安全性要求的不断提高和电子技术的飞速发展，现今的汽车制动系统已经发生了革命性的进步。一方面，制动系统通过各种传感器的实时监控为制动系统的高效制动提供了更有效的安全保证；另一方面，制动系统与汽车其它系统构成了纵横交错的区域化网络，在实现智能化的制动控制的同时，还能进一步降低汽车的能源消耗；另外，随着新材料和新结构的大量应用，制动系统自身的可靠性也得到了进一步的改善。7.3.1防抱死制动系统ABS防抱死制动系统ABS（Anti-lockBrakeSystem）通过轮速传感器实时检测各车轮的转速，当车轮出现抱死/滑动的趋势/现象时，ABS电子控制单元ECU根据轮速传感器传送的信号实时调节对应车轮的制动力，以避免车轮发生抱死/滑动，进而提高车辆紧急制动工况下的转向操纵性及行驶稳定性，确保驾驶者能够进行有效地紧急避让操纵及缩短大多数路况下的紧急制动距离。7.3.2电子稳定程序控制系统ESP电子稳定程序控制系统ESP（ElectronicStabilityProgram）的