濕式多盤制動器設(shè)計(載荷3t)【三維SW建?！俊救缀珻AD圖紙】

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摘 要 無軌膠輪車的設(shè)計與生產(chǎn)涉及到許多領(lǐng)域，其獨特的安全性、經(jīng)濟性、舒適性等眾多指標，也對設(shè)計提出了更高的要求。無軌膠輪車制動系統(tǒng)是無軌膠輪車行駛的一個重要主動安全系統(tǒng)，其性能的好壞對無軌膠輪車的行駛安全有著重要影響。隨著無軌膠輪車的行駛速度和路面情況復(fù)雜程度的提高，更加需要高性能、長壽命的制動系統(tǒng)。 鑒于制動系統(tǒng)的重要性，本次設(shè)計的主要內(nèi)容就是運輸車輛中的制動器，目前廣泛使用的有鼓式、盤式、帶式三種制動器。其中盤式制動器較為廣泛。而其中，濕式多盤制動器，作為無軌膠輪車制動系統(tǒng)中的重要部件，現(xiàn)在被大家廣為運用。而為了配合行車制動以滿足停車制動的性能要求，我們提出了這次的課題，即濕式多盤制動器的設(shè)計。在接下來的設(shè)計中，我們主要介紹了濕式多盤停車制動器的工作原理、結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及各零部件的選取、校核。 關(guān)鍵詞：濕式；盤式；制動器；停車 ABSTRACT Design and production of the car involved in many fields，its safety，economy，comfort and other indicators，but also put forward higher requirements on the design. Automobile brake system is an important vehicle active safety system，has an important effect on the performance of the automobile driving safety. As the vehicle speed and road condition complexity，the braking system is more need for high performance，long life. In view of the importance of the brake system，brake is the main content of this design is to transport vehicles，which are widely used at present has drum，disc brake，belt type three. One of the disc brake more and extensively. Among them，the wet multi disc brake，as an important part of automobile brake system，is now widely used. In order to cooperate with the brake to meet the performance requirements of the parking brake，we put forward this topic，namely the design of wet multi disc brake. During the design，we mainly introduced the wet multi - disc parking brake working principle，structure design and components selection，check. Key words：wet; disc; brakes; parking 目 錄 第1章 緒論 1 1.1 工程車輛制動器的發(fā)展方向 1 1.2 國內(nèi)外濕式多盤式制動器發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3 國內(nèi)盤式制動器與鼓式制動器優(yōu)缺點 2 1.3.1鼓式制動器 2 1.3.2盤式制動器 4 1.4 本課題研究意義 5 第2章 濕式多盤制動器概述 7 2.1 濕式多盤制動器的種類及優(yōu)點 7 2.1.1 濕式多盤失壓制動器 7 2.1.2 普通型濕式多盤制動器 8 2.1.3 多功能濕式多盤制動器 9 2.2 濕式多盤制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理 9 2.3 濕式多盤制動器冷卻方式及散熱途徑 11 第3章 濕式多盤制動器的制動理論分析 13 3.1 制動性能概念 13 3.2 制動器分類、特點和應(yīng)用 13 3.2.1按制動器的功用分類 13 3.2.2 按制動器的制動能源分類 13 3.2.3 按照制動能量的傳輸方式分類 13 3.2.4 按工作狀態(tài)分類 13 3.2.5 按操縱方式分類 14 3.2.6 按結(jié)構(gòu)形式 14 3.3 制動性能的評價指標 15 3.3.1制動效能 15 3.3.2制動效能恒定性 15 3.4制動時車輪的受力分析 15 3.4.2 制動器制動力 16 3.4.3 附著力 17 3.4.4 附著系數(shù) 17 3.5 制動力的分析 17 3.5.1 制動器制動力的概念 17 3.5.2 影響制動器制動力的因素 18 3.5.3 地面制動力、制動器制動力與地面附著力的關(guān)系 18 3.5.4 制動車輛制動效能 19 第4章 濕式多盤制動器的制動理論分析 20 4.1濕式多盤制動器的設(shè)計原則 20 4.2 設(shè)計的原始數(shù)據(jù) 21 4.3 整車制動力矩計算 21 4.4 整車制動器所需制動力 21 22 4.5 彈簧方案的設(shè)計計算 22 碟簧形式的校核 25 第5章 濕式多盤停車制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 30 5.1濕式多盤停車制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹 30 5.1.1方案一 30 5.1.2 方案二 31 如圖5.2所示，此方案為小碟簧的設(shè)計方案。 31 5.1.3 方案的選取 32 5.2 標準零件的選取 32 5.2.1 O型密封圈 32 5.2.2 軸承的選取 33 5.2.3 緊固件的選取 34 5.3 典型零件的設(shè)計 36 5.3.1 軸的設(shè)計 36 5.3.2 活塞的設(shè)計 37 5.4 摩擦材料的選擇 38 5.4.1 兩種類型的摩擦材料 38 5.4.2 結(jié)論 39 5.5 摩擦片選取與布置 39 5.6 O型圈對制動器的性能影響 40 5.6.1 O型密封圈特點 40 5.6.2 O型密封圈對制動器的影響 41 第6章 濕式多盤停車制動器的三維建模 42 6.1軸的建模 42 6.2套蓋的建模 42 6.3動壓殼建模 43 6.4軸承建模 44 6.5基于SolidWorks的制動器裝配 45 6.6多盤制動器的二維裝配圖 46 總 結(jié) 48 參考文獻 49 致 謝 50 第1章 緒論 1.1 工程車輛制動器的發(fā)展方向 目前，大型工程機械制動系統(tǒng)的設(shè)計具有兩個方面的趨勢。其一：行車制動由干式制動器向濕式封閉式全盤式制動器的方向發(fā)展。這種制動器不但防水，防塵，耐磨損，制動性能穩(wěn)定，沒有調(diào)整，壽命長，散熱效果好，摩擦副間的溫度降低顯著，而且容易實現(xiàn)系列化，標準化。其二：制動器的傳動裝置由氣頂液制動系統(tǒng)向全液壓動力制動的方向發(fā)展。這種制動裝置的制動踏板直接操縱制動液壓閥，可以省去氣動元件，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而且冬季不會因為低溫而凍結(jié)，不需放水進行保養(yǎng)，閥體和管路不會銹蝕，提高了制動的可靠性和安全性，所以在輪式裝載機以及礦用車的制動系統(tǒng)等大型工程車中的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)在工程車輛通常使用的制動器有鼓式制動器、盤式制動器及濕式多盤式制動器。前面的兩種為干式制動器，而后面的一種為濕式制動器。目前干式制動器用于各種機動車輛，而濕式多盤式制動器則主要應(yīng)用于那些工作環(huán)境惡劣或使用條件苛刻的工程車輛，如裝載機、挖掘機、運載機、礦用無軌膠輪車、水陸兩用車以及其他特用工程車輛。在國外的工程車輛采用濕式多盤式制動器已很普遍，整車如沃爾沃自卸車；專門生產(chǎn)配有濕式多盤式制動器車橋的公司有美國美弛車橋公司，德國凱賽爾車橋公司等。然而，在國內(nèi)工程車輛也是初次使用的濕式多盤制動器為制動裝置開始，山東跑專用無軌膠輪車制造公司，生力油田工程機械廠制造的運輸車和天津工程機械制造廠的石油勘探和開發(fā)中使用的整平機公路建設(shè)，又在不久的將來會是一個新的濕式多盤制動器類型的開發(fā)和生產(chǎn)安裝在廈門叉車廠制造大噸位叉車，叉車轉(zhuǎn)向液壓回路和濕式多盤制動器共享。隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，我國工程車輛濕式多片制動器取代干式制動器是必然趨勢。 其獨特之處在于： (1)為完全封閉的結(jié)構(gòu)，環(huán)形工作的面積較大，并且防止了泥、水、油的浸入，從而制動穩(wěn)定，在使用壽命期內(nèi)一般無需調(diào)整和維修。 (2)采用多片結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)在較小的襯片壓力下獲得較大的制動力矩，而元件承受的壓力降低，摩擦片的單位面積受壓力小。 (3) 隨著摩擦材料的發(fā)展，濕態(tài)摩擦系數(shù)也會得到相應(yīng)的改善， 改變摩擦副的數(shù)目即可調(diào)節(jié)制動扭矩的大小，易于實現(xiàn)摩擦偶件的系列化和標準化。 (4)采用單一的制動活塞推動結(jié)構(gòu)，耦合摩擦受力均勻，圓盤空間和重型長坡制動條件允許沒有凋整并準許滑轉(zhuǎn)傳遞扭矩扭矩，特別適合重載且長坡制動的工況。 (5) 油循環(huán)冷卻降溫，液壓傳動，具有良好的保溫性能，減少維修，延長使用壽命。根據(jù)制動強度選擇執(zhí)行或冷卻，其冷卻的方法。，潤滑差速器和邊行星齒輪減速器油的輪子之間可以直接流制動器的制動盤，以達到冷卻效果。 (6) 固定盤和制動殼通過花鍵連接，摩擦盤裝在固定盤之間，隨著車輪旋轉(zhuǎn)。制動時，固定盤壓向摩擦片，摩擦片減速，以降低車輪轉(zhuǎn)速，以達到制動的目的。 1.2 國內(nèi)外濕式多盤式制動器發(fā)展現(xiàn)狀 國外高度重視濕式多盤式制動器的研究，已經(jīng)開發(fā)出了各種形式的濕式多盤式制動器，而且應(yīng)用也越來越廣泛。國外幾大工程機械公司，已在整機設(shè)計時考慮采用濕式多盤式制動器。叉車，裝載機等，已廣泛用于濕式多盤制動器，煤礦井下的自行式車輛也開始采用濕多盤式制動系統(tǒng)。近年來，又開發(fā)了全封閉彈簧制動液壓制動盤式制動器，制動更加安全可靠，使用壽命更長，且?guī)缀醪恍枰S護?？梢詫崿F(xiàn)工作制動，停車制動和緊急制動，從而大大簡化了液壓制動系統(tǒng)，以促進整體布局。手動剎車泵，當(dāng)無軌膠輪車發(fā)生動力故障可以被其他車輛牽引，濕式多盤式制動器代替干式制動器將成為一種必然的趨勢 大多數(shù)外國非道路車輛制動系統(tǒng)都配備濕式多盤制動器，而在國內(nèi)濕式多盤式制動器的研究和開發(fā)工作才剛剛開始，應(yīng)用程序是不是很常見，沒有很成熟的技術(shù)，需要不斷的開拓。國內(nèi)應(yīng)用的濕式多盤式制動器中有自行研制的也有從國外引進的。雖然國內(nèi)濕式多盤式制動器的應(yīng)用起步較晚，但其應(yīng)用前景十分可觀。隨著工程機械向大型化，高性能性能和自動化方向發(fā)展，人們對制動控制裝置的可操作性，穩(wěn)定性，可靠性和經(jīng)濟性要求也越來越高，人們越來越意識到：濕式多盤式制動器技術(shù)的制動性能，效率高，安全性好，不需要調(diào)整和維修，制動性能優(yōu)于干式制動。為了提高設(shè)備的性能和生產(chǎn)力，設(shè)計時候會普遍采用濕式多盤式制動器。濕式多盤式制動器代替干式制動是勢在必行。 1.3 國內(nèi)盤式制動器與鼓式制動器優(yōu)缺點 1.3.1鼓式制動器 鼓式制動也叫塊式制動，是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現(xiàn)剎車的。鼓式制動是早期設(shè)計的制動系統(tǒng)，制動鼓設(shè)計，于1902年，已在馬車運輸中使用，直到大約1920年在無軌膠輪車行業(yè)被廣泛使用。現(xiàn)在鼓式制動器的主流是內(nèi)張式，制動塊（剎車蹄）位于制動輪內(nèi)側(cè)里面的剎車時，在剎車的時候制動塊向外張開，剎車片摩擦制動輪，達到制動的目的。相對于盤式制動器，鼓式制動器的制動性能和散熱要差很多了，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，不同的道路上制動力變化很大，不容易控制。由于散熱性能差，制動過程中收集了大量的熱量。制動塊和輪鼓在高溫下極易發(fā)生非常復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，導(dǎo)致降低制動效能的影響，更容易出現(xiàn)高溫。此外，鼓式制動器在使用一段時間后，要定期調(diào)整制動蹄差距，甚至要把整個剎車鼓拆出清理累積在內(nèi)的剎車粉。當(dāng)然，鼓式制動器并非一無是處，它的成本比較便宜，與傳統(tǒng)的設(shè)計。四輪無軌膠輪車的制動過程中，由于前輪負載的作用慣性通常占70％-80％的所有無軌膠輪車的負載，就采用前盤后鼓的制動方式，后輪輔助制動的效果，因此無軌膠輪車制造商為了節(jié)省成本，剎車前盤后鼓。然而，由于重型車輛的車速一般不是很高，剎車蹄的耐用程度也比盤式制動器高，所以很多重型車輛仍使用四鼓設(shè)計。 1）鼓式制動的優(yōu)點：鼓式剎車，因為剎車由于剎車片外張，甚至與制動鼓外張的輪旋轉(zhuǎn)扭曲一個角度，剎車制動力越大，這種情況更為明顯。一般大型工程車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低，大型車和小型車鼓剎車，差別可能只有大型采氣動輔助，而小型車采用真空協(xié)助，以幫助剎車。成本較低：鼓式制動器制造技術(shù)水平較低，并且最早在制動系統(tǒng)中使用，所以比盤式制動器的制造成本要低。 2）鼓式剎車的缺點，由于鼓式制動器的摩擦片在制動鼓中密封，導(dǎo)致剎車片磨損碎屑不能被驅(qū)散，制動鼓及墊片，接觸面影響制動性能。鼓式制動器的最大缺點是陰雨天，浸雨水會打滑，導(dǎo)致剎車失靈。這是最可怕的。 圖1.1 鼓式制動器 1.3.2盤式制動器 在盤式制動器摩擦副的旋轉(zhuǎn)組件稱為制動盤，與金屬板的兩端。它的固定部分是各種結(jié)構(gòu)類型可以分為兩類。一個是工作區(qū)的摩擦塊和金屬后剎車塊，每個制動有4到2制動塊。夾緊支架制動塊及其驅(qū)動裝置安裝在制動盤的兩側(cè)，制動卡鉗。制動盤和制動卡鉗制動稱為鉗盤式制動器的。另一個要素是固定的金屬背板與摩擦盤為圓盤形，所有制動盤的摩擦接觸面，剎車被稱為全制動。在過去的中央制動器的制動輪，但更多的無軌膠輪車和卡車使用各級鉗盤式制動器。整體式制動器的無軌膠輪車只有少數(shù)的車輪制動器。鉗盤式制動器可分為兩種類型的固定夾盤和浮鉗盤式。 摩擦盤式制動器和鼓式制動器，具有以下優(yōu)點：無摩擦助勢作用，所以對制動性能的摩擦系數(shù)的影響較小，性能更加穩(wěn)定；浸水性能下降較少。只有一個或兩個制動可以恢復(fù)情況正常；對制動盤的厚度方向的熱膨脹量很小，以及制動鼓制動間隙的熱膨脹；制動相同，一般規(guī)模小、轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)果的質(zhì)量是提高制動踏板行程過大，容易實現(xiàn)自動間隙的調(diào)整，對護理操作更加簡單的維修和保養(yǎng)。對于鉗盤式制動器，因為制動盤外露，有良好的散熱優(yōu)勢。盤式制動器的缺點是不太有效，所以驅(qū)動液壓制動系統(tǒng)管路壓力較高，一般使用的伺服裝置。 盤式制動器的主要缺點是難以完全避免污垢和鐵銹；也可以作為停車制動，需要額外的停車制動傳動機構(gòu)較為復(fù)雜，因此一些無軌膠輪車前輪盤式后輪制動系統(tǒng)的使用；此外，由于自身增長動力效應(yīng)缺乏，制動效率低和中小型無軌膠輪車的使用需要增壓裝置 盤式制動器的制動性能和穩(wěn)定性而干燥，能夠承受的溫度，水和車速的影響，良好的抗衰退性能的優(yōu)點，但只有一個制動盤，摩擦小體積，高壓力下的單位面積，冷卻條件。因此，隨著社會的不斷發(fā)展，非常嚴格的施工機械設(shè)備的制動性能要求，干盤式制動器逐漸被更好的制動性能的濕式多盤制動器取代。在第二十世紀80年代中期，國外地下裝載機的技術(shù)引進和消化吸收開始于濕式多盤制動器的研究。在第二十世紀80年代末開始發(fā)展無軌膠輪車濕式多盤制動器產(chǎn)品，開發(fā)了液壓制動，彈簧制動液壓制動和彈簧制動液壓制動，多功能和非驅(qū)動橋產(chǎn)品已在車輛使用效果良好。 圖1.2 盤式制動器 1.4 本課題研究意義 濕式多盤制動器具有制動力矩大、使用壽命長、抗衰退及抗污染能力強、免維修等優(yōu)點。廣泛用于需要制動力矩大或工作環(huán)境惡劣的設(shè)備。因此，在較大型或特殊工況使用的工程車輛上，濕式多盤制動器取代其它形式制動器已成為必然趨勢。? 隨著人們對濕式多盤制動器技術(shù)的了解不斷加深，?以及基于其制動性能好、安全、效率高。制動器不需要調(diào)整和維護，維護保養(yǎng)費用低等特點，因此濕式多盤制動器的前景是非常廣闊的。除此之外，近年來，隨著用戶對濕式多盤制動器制動性能和使用壽命要求的不斷提高，我們有必要對濕式多盤制動器進行更近一步的改進與更新，所以有關(guān)濕式多盤制動器設(shè)計原則、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及破壞機理等一系列基礎(chǔ)理論方面的研究正在逐步進行和不斷完善。 煤炭行業(yè)在我國不斷發(fā)展的同時，也給我國人民生活水平的提高及國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展貢獻了不可磨滅的力量。眾所周知，濕式多盤制動器對于煤炭行業(yè)意味著什么，它是煤炭行業(yè)最不可缺少的。因此，研究濕式多盤制動器有著非常重要的意義。 51 第2章 濕式多盤制動器概述 2.1 濕式多盤制動器的種類及優(yōu)點 濕式多盤制動器按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為普通型濕式多盤制動器、濕式多盤失壓制動器、多功能濕式多盤制動器三種形式。 濕式多盤制動器是一種全封閉結(jié)構(gòu)，它具有以下優(yōu)點： ①環(huán)形面積大，其結(jié)構(gòu)可以在較小的李寧壓力大制動轉(zhuǎn)矩分量條件下承受的壓力相應(yīng)減少，摩擦的單位壓力和摩擦材料的發(fā)展，大大提高濕摩擦系數(shù)。原來的銅的動態(tài)摩擦系數(shù)的濕式盤式制動器粉末冶金摩擦材料μ=0.06-0.1，現(xiàn)在又開發(fā)了紙基摩擦材料，其動摩擦系數(shù)μ=0.1-0.14，抗壓強度也隨之提高。 ②完全密封，徹底避免了水衰退現(xiàn)象，免受外界濕度及粉塵的影響，工作性能穩(wěn)定磨損甚微，能自動補償片間間隙，使用壽命期間一般免調(diào)整、免維護，使整機的維護成本大大降低。 ③摩擦片浸在油中進冷卻，散熱條件好，可顯著降低工作溫度，使用壽命顯著提高。 ④改變摩擦副數(shù)目即可調(diào)節(jié)制動力矩，易于實現(xiàn)系列化。 2.1.1 濕式多盤失壓制動器 濕式多盤制動器的壓力損失是一種安全型濕式多盤制動器如圖2.1所示，它除了具有普通濕式多盤制動器，也可以使液壓制動系統(tǒng)大大簡化，不需要第二制動系統(tǒng)。工作制動，停車制動和緊急制動，因此沒有額外的制動，停車制動的需要，在總體布置帶來方便。濕式多盤制動器的壓力損失在結(jié)構(gòu)上采用彈簧制動時，制動管壓力達到額定值時，推動活塞壓縮彈簧鑄造制動。當(dāng)制動踏板踏，壓力油排出，與彈簧立即推動活塞按制動摩擦盤..當(dāng)剎車線無論壓力引起，制動器自動制動，保證車輛的行駛安全性。但由于制動采用彈簧制動，制動不軟彈簧長期承受疲勞載荷，所以剛度和疲勞強度要求較高。 1-法蘭 2-前殼 3-殼體 4-碟簧組 5-動壓盤 6-排空嘴 7-活塞 8-透氣塞 9-進油口 10-鋼片 11-粉片 12-軸 13-碟簧螺栓 圖2.1 濕式多盤失壓制動器 2.1.2 普通型濕式多盤制動器 普通濕式多盤制動器系統(tǒng)，如圖2.2，氣壓制動，從制動的制動彈簧釋放。壓力油進入制動器油腔，作用在大活塞，從而推動活塞壓緊摩擦盤式制動器。這種通用型濕式盤式制動器一般安裝在各種車輛的車輪，以驅(qū)動制動。 它需要一個液壓系統(tǒng)來控制制動作用，一旦管道破裂，這是不可能實現(xiàn)的制動，并對車輛行駛安全的威脅。此外，為了停車后，確保車輛的安全性可以是安全的，也有一個停車制動器。停車制動器制動總。兩套剎車，確保車輛安全，但車輛的零部件數(shù)量增加。 1-動殼 2-鋼片 3-粉片 4-靜殼 5-活塞 6-透氣塞 7-進油口 8-彈簧 圖2.2 普通型濕式多盤制動器 2.1.3 多功能濕式多盤制動器 多功能濕式多盤制動器采用濕式多盤制動器兩種以上特征的綜合，它在結(jié)構(gòu)上與雙活塞和制動方法。制動時，制動控制壓力油，壓力油進入制動器油室，在制動活塞，從而推動壓緊活塞摩擦制動片，由回位彈簧松開駐車制動器制動或發(fā)動機故障和爆管后卸載，制動液壓系統(tǒng)卸荷，壓縮彈簧推動壓緊活塞立即停車制動摩擦片。其制動軟的，安全的，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。 2.2 濕式多盤制動器的結(jié)構(gòu)和工作原理 濕式多盤式制動器的殼體通過螺栓聯(lián)結(jié)在橋殼上，殼蓋套在輪轂外，制動器的右端采用浮動油密封。這樣在制動器箱體中間形成一個密閉的腔體，里面裝配有制動盤、制動活塞以及摩擦片。半軸則通過輪轂的配合連接到摩擦片使其旋轉(zhuǎn)和軸向移動。制動活塞可沿輪轂外花鍵作軸向的往復(fù)運動：重復(fù)完成壓向、離開制動盤的操作，實現(xiàn)制動、解除制動的功能。本文所列舉的制動器的液壓控制是一個反向控制系統(tǒng)：當(dāng)活塞腔內(nèi)進入液壓油時，制動活塞壓縮彈簧，使活塞與制動盤、摩擦片之間的壓力減小至消失而相互分離，摩擦力矩消失，解除制動；當(dāng)活塞腔卸油時，回位彈簧將制動活塞退回，使制動活塞壓向制動盤，從而是制動盤與摩擦片壓緊，產(chǎn)生很大的摩擦阻力矩實現(xiàn)制動。壓縮彈簧、隔套和擋圈、螺栓組合在制動釋放時起到使制動活塞返回的作用，襯套、隔套和擋圈、螺栓組合起到調(diào)整活塞與制動盤之間間隙的作用。 制動器內(nèi)部與車橋主傳動和輪邊減速器相通，固定盤與磨擦盤始終浸在潤滑油中，以減少磨擦盤的磨損，且增大散熱面積，另外，制動器采用了一個制動液壓泵，液壓油進入制動缸進，活塞推動制動盤及磨擦盤的作用力是均勻分布的，并且液壓力與所形成的制動力成線性變化關(guān)系，因此，制動迅速、平穩(wěn)、制動性能穩(wěn)定。 濕式多盤式制動器主要是由一組動靜相間的摩擦偶件組成。動摩擦片為旋轉(zhuǎn)元件，靜對偶片為固定元件，只能沿軸移動而不能轉(zhuǎn)動，制動時通過液壓力或者彈簧力的作用，是個表面摩擦，實現(xiàn)減速停止或制動停止的目的。摩擦產(chǎn)生的熱量一部分由制動器結(jié)構(gòu)元件吸收，一部分由冷卻油吸收或帶走。濕式多片制動器可以用于車輛中的許多位置。按轉(zhuǎn)速-扭矩劃分為低速-大扭矩制動器和攻速-小扭矩制動器。 當(dāng)制動器需要發(fā)的扭矩而轉(zhuǎn)動速度相對較小時，可以置于傳動系的主減速器之后，成為論辯制動器。當(dāng)不用輪邊制動時，將一個傳動系制動器安裝在車輛主變速器輸出軸上。這樣的制動器將利用傳動系中差速器和行星齒輪的齒輪的減速作用，產(chǎn)生小扭矩，角速度明顯大于輪邊制動器。濕式多盤式制動器還可以用于其他位置?！皟?nèi)端”制動器位于差速器和行星齒輪之間的軸總成上。他的扭矩、速度和能量/功率介于輪邊制動器和傳動系制動器之間。 制動器的冷卻方式有強制循環(huán)和集油槽自流冷卻兩種，可根據(jù)制動力矩大小和制動的頻繁觸怒而定。集油槽自流冷卻方式的輪轂花鍵軸套和空心軸之間不設(shè)油封，摩擦片利用驅(qū)動橋殼體齒輪潤滑油冷卻。進入界面的既有的量取決于所用的摩擦材料的形式，材料上的溝槽形式、摩擦片的角速度、表面壓力以及機油的粘度。 濕式制動器的優(yōu)點： (1)為完全封閉的結(jié)構(gòu)，環(huán)形工作的面積較大，并且防止了泥、水、油的浸入，從而制動穩(wěn)定，在使用壽命期內(nèi)一般無需調(diào)整和維修。 (2)采用多片結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)在較小的襯片壓力下獲得較大的制動力矩，而元件承受的壓力降低，摩擦片的單位面積受壓力小。 (3) 隨著摩擦材料的發(fā)展，濕態(tài)摩擦系數(shù)也會得到相應(yīng)的改善， 改變摩擦副的數(shù)目即可調(diào)節(jié)制動扭矩的大小，易于實現(xiàn)摩擦偶件的系列化和標準化。 (4)采用單一的制動活塞推動結(jié)構(gòu)，耦合摩擦受力均勻，圓盤空間和重型長坡制動條件允許沒有凋整并準許滑轉(zhuǎn)傳遞扭矩扭矩，特別適合重載且長坡制動的工況。 (5) 油循環(huán)冷卻降溫，液壓傳動，具有良好的保溫性能，減少維修，延長使用壽命。根據(jù)制動強度選擇執(zhí)行或冷卻，其冷卻的方法。潤滑差速器和邊行星齒輪減速器油的輪子之間可以直接流制動器的制動盤，以達到冷卻效果。 (6) 固定盤和制動殼通過花鍵連接，摩擦盤裝在固定盤之間，隨著車輪旋轉(zhuǎn)。制動時，固定盤壓向摩擦片，摩擦片減速，以降低車輪轉(zhuǎn)速，以達到制動的目的。 圖2.3 濕式多盤制動器 2.3 濕式多盤制動器冷卻方式及散熱途徑 一、冷卻方式? 目前礦用濕式多盤制動器的冷卻降溫主要依靠油液的循環(huán)。冷卻方式可根據(jù)制動器的工作環(huán)境及制動的頻繁狀況分為自行冷卻和強制油液循環(huán)冷卻2種方式。主要依靠制動器內(nèi)部的潤滑油及殼體使熱量散發(fā)的方式稱為自行冷卻方式。將外部的冷卻液引入制動器，冷卻液流過摩擦盤后再流出制動器，將制動器制動時產(chǎn)生的熱量帶走的方式稱為強制冷卻方式。其中強制冷卻方式又分為軸心式冷?卻方式、浸油式冷卻方式和滴油或噴油式冷卻方式。自行冷卻方式適用于制動不太頻繁而制動器本身散熱就已經(jīng)足夠的場合，結(jié)構(gòu)簡單但冷卻能力相對較弱；強制冷卻方式適用于制動頻繁而制動器本身散熱不足的場合。結(jié)構(gòu)復(fù)雜但冷卻能力相對較強。? 二、散熱機理分析 濕式多盤制動器與干式制動器不同，其特點：濕式多盤制動器工作在浸滿冷卻液的封閉環(huán)境中。在液壓力的作用下壓緊內(nèi)、外摩擦片，當(dāng)摩擦片相對運動時，接觸的表面產(chǎn)生摩擦力，摩擦力所做的功轉(zhuǎn)化為熱量，熱量通過接觸界面逐漸傳遞到潤滑油液及制動器殼體內(nèi)。其中，一部分熱量以熱傳導(dǎo)、對流以及輻射等方式，通過制動器內(nèi)潤滑冷卻油及周圍空氣散發(fā)；另一部分則以內(nèi)部勢能的形式積累在材料內(nèi)部。? 制動器的熱量產(chǎn)生具有瞬時性，制動器熱量的散發(fā)具有過程性。油液與摩擦副之間的對流換熱以及殼體連續(xù)散熱過程均為非穩(wěn)態(tài)過程。由于全封閉濕式多盤制動器的瞬間產(chǎn)生的制動熱能向油液擴散有一個過程，這與油液的流動狀態(tài)，摩擦片的導(dǎo)熱性、對偶鋼片的熱容量及其傳熱特性有關(guān)，此外還與外界環(huán)境的溫度及空氣流動狀態(tài)有關(guān)。工作循環(huán)時間的長短、制動強度對全封閉濕式多盤制動器內(nèi)油的溫升均影響較大。 從制動器的散熱機理分析，制動器摩擦副的熱量傳遞主要表現(xiàn)為傳導(dǎo)和對流2種傳熱方式。影響其散熱的因素除摩擦副材料的導(dǎo)熱系數(shù)、油液的對流換熱系數(shù)外，還與殼體的導(dǎo)熱性能、摩擦副的結(jié)構(gòu)形式、油液在制動器中的流動狀態(tài)、環(huán)境溫度、摩擦片的導(dǎo)熱特性、初始溫度以及空氣的流動狀況等有關(guān)。 第3章 濕式多盤制動器的制動理論分析 3.1 制動性能概念 制動性能：車輛行駛時能在短時間內(nèi)停車且能維持行駛方向穩(wěn)定性和在下坡時能維持一定車速的能力。 由于濕式多盤制動器具有制動性能好，安全效率高，制動力矩大，使用壽命長，抗熱衰退及抗污染能力強、免維修等優(yōu)點，因此它可被廣泛應(yīng)用于制動力矩大、工作環(huán)境惡劣的工程車輛上，尤其可用在較大型或特殊工況。 3.2 制動器分類、特點和應(yīng)用 制動器因現(xiàn)代工業(yè)機械的發(fā)展而出現(xiàn)多種新的結(jié)構(gòu)型式，其中鉗盤式制動器、磁粉制動器以及電磁制動器的應(yīng)用最為廣泛。具體分類如下： 3.2.1按制動器的功用分類 行車制動器：使行使中的無軌膠輪車減低速度甚至停車的一套專門裝置。 停車制動器：是以停止的無軌膠輪車駐留在原地不動的一套裝置。 緊急制動器：在行車制動器失效的情況下，保證無軌膠輪車仍能實現(xiàn)減速或停車的一套裝置。在許多國家的制動法規(guī)中規(guī)定，失效制動器是無軌膠輪車必須具備的。 3.2.2 按制動器的制動能源分類 人力制動器：以駕駛員的肢體作為唯一的制動能源的制動器。 動力制動器：完全靠由發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進行制動的制動器。 伺服制動器：兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動器。 3.2.3 按照制動能量的傳輸方式分類 制動系又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁等。同時采用兩種以上傳能方式的制動器，可稱為組合式制動器。 3.2.4 按工作狀態(tài)分類 常閉式：通?？繌椈苫蛑亓ψ饔贸Ｌ幱谥苿訝顟B(tài)而機械設(shè)備需運行時松開（如卷揚機、起重機的運行機構(gòu)等）； 常開式：常處于松閘狀態(tài)，需制動時操縱制動器施加外力進入制動狀態(tài)（如運輸車輛、起重機的運行機構(gòu)等）。 3.2.5 按操縱方式分類 按操縱方式分類有人力操縱、電磁鐵操縱、電力液壓操縱以及液力操縱和氣動操縱。人力操縱和電磁鐵操縱用于制動轉(zhuǎn)矩不太大的場合，電磁鐵操縱又分直流電磁鐵操縱和交流電磁鐵操縱。電力液壓操縱的推動器自備電機和液壓系統(tǒng)。 3.2.6 按結(jié)構(gòu)形式 按結(jié)構(gòu)形式分類有摩擦式和非摩擦式。 摩擦式制動器又分為外抱塊式、內(nèi)張?zhí)闶?、帶式、盤式；非摩擦式制動器又分為磁粉式、磁渦流式。 ①摩擦式 外抱塊式：簡單可靠、散熱好。瓦塊有充分和較均勻的退距，調(diào)整間隙方便，對于直形制動臂，制動轉(zhuǎn)矩大小與轉(zhuǎn)向無關(guān)，制動輪軸不受彎曲作用力。但包角和制動轉(zhuǎn)矩小，制造比帶式制動器復(fù)雜，杠桿系統(tǒng)復(fù)雜，外形尺寸大。應(yīng)用較廣，適于工作頻繁及空間較大的場合 內(nèi)張?zhí)闶剑簝蓚€內(nèi)置的制動蹄在徑向向外擠壓制動鼓，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好，密封容易。可用于安裝空間受限制的場合，廣泛用于輪式起重機，各種車輛如無軌膠輪車、拖拉機等的車輪中。 帶式：構(gòu)造簡單緊湊。包角大（可超過2π），制動轉(zhuǎn)矩大。制動輪軸受較大的彎曲作用力，制動帶的壓強和磨損不均勻（按e規(guī)律進行）且受摩擦因數(shù)的變化的影響較大，散熱差。簡單和差動帶式制動器的制動轉(zhuǎn)矩大小均與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)，限制了應(yīng)用范圍。適于需求結(jié)構(gòu)緊湊的場合，如用于移動式起重機中。 盤式：利用軸向壓力使圓盤或圓錐形摩擦表面壓緊，實現(xiàn)制動。制動輪軸不受彎曲，結(jié)構(gòu)緊湊。與帶式制動器比較其磨損均勻。制動轉(zhuǎn)矩大小與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)，制成封閉形式防塵防潮。摩擦面散熱條件次于塊式和帶式，溫度較高。可采用多組布置，又可控制液壓，使制動轉(zhuǎn)矩可調(diào)性好。適于應(yīng)用在緊湊性要求高的場合，如車輛的車輪和電動葫蘆中。大載荷自制盤式制動器靠重物自重在機構(gòu)中產(chǎn)生的內(nèi)力制動，它能保證重物在升降過程中平穩(wěn)、下降和安全懸吊。主要用于提升設(shè)備及起重機械的起升機構(gòu)中。 ②非摩擦式 磁粉式: 利用磁粉磁化時所產(chǎn)生的剪力來制動。體積小、重量輕，勵磁功率小且制動轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)速無關(guān)。磁粉會引起零件磨損。適用于自動控制及各種機器的驅(qū)動系統(tǒng)中。 磁渦流式：堅固耐用，維修方便，調(diào)速范圍大。但低速時效率低，溫升高，必須采取散熱措施。常用于有垂直載荷的機械中（如起重機械的起升機構(gòu)），吸收停車前的功能，以減輕停止式制動器的載荷。 3.3 制動性能的評價指標 判斷制動性能是否好用，最基本的性能指標制動力的大小，也就是說各個車輪的制動力是不是能夠達到它的規(guī)定標準值。其次，制動系統(tǒng)四個輪子的制動力是不是均勻地同時分別都是加在四個車輪上的，也就是說制動的時效性。最后，制動存不存在制動系統(tǒng)的拖滯現(xiàn)象. 比如有一個車輪是不是排除制動踏板，制動力始終在車輪上，車輪會產(chǎn)生持續(xù)的制動力，造成熱量急劇增加，最后造成車輪制動失效。 3.3.1制動效能 制動效能即制動距離與制動減速度，是指在良好路面上，無軌膠輪車以一定初速制動到停車的制動距離或制動時無軌膠輪車的減速度，是制動性能最基本的評價指標。而其中制動距離、制動減速度、制動時間是關(guān)鍵因素。 3.3.2制動效能恒定性 制動效能的恒定性是指規(guī)定無軌膠輪車以規(guī)定車速連續(xù)制動15次，制動強度為3m/s2，最后不低于冷試驗效能的60%(5.8m/s2)的性能。其關(guān)鍵因素有熱衰退性、抗水衰退性、摩擦系數(shù)的變化。 3.4制動時車輪的受力分析 在車輛制動時，由于傳動系統(tǒng)已被撕掉，無輪驅(qū)動力矩。在車輛開始以一定的速度到停車制動的過程中，對車輪的制動力矩的作用，制動，輪胎與地面之間的所有的地面制動力來克服車輛的慣性力的反作用力，車輛停放在規(guī)定的制動距離在。在滿負荷和水平干硬的路面條件下，車輪的應(yīng)力如圖4.1所示。 圖3.1 車輪受力圖 圖中 --車輪制動器產(chǎn)生的制動力矩， --為地面對車輪的地面制動力， G--為車輪所承受的垂直載荷， T--為作用到車輪上的慣性力， --為地面對車輪的反作用力， r--為車輪的靜力半徑，忽略了車輪的滾動阻力轉(zhuǎn)矩，減速慣性力，慣性力轉(zhuǎn)矩。 3.4.1 地面制動力 對車輪的中心取矩，由車輪的力矩平衡 得到: 從上式，車輪的制動力對車輪制動器和輪胎的靜摩擦力矩相關(guān)半徑同時地面的車輪制動力也受到約束的路面附著條件的影響，即在車輪制動力面低于地面的附著力，其價值取決于輪胎的垂直載荷和地球大小輪胎附著系數(shù)的作用。 3.4.2 制動器制動力 制動器制動力是指在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力，可知： 3.4.3 附著力 附著力是指地面對輪胎切向反作用力的極限值，即地面對輪胎的最大靜摩擦力 = 3.4.4 附著系數(shù) 車輛制動輪是從純滾動滾滑鎖拖動漸變過程。當(dāng)制動輪的制動力矩小于輪胎與地面之間的附著力，車輪附著力矩產(chǎn)生，在制動輪滾動狀態(tài)，而從地面到車輪的地面制動力和制動的制動力成正比。當(dāng)?shù)孛孳囕喼苿恿_到極限值和車輪被鎖在路面滑動拖拽的痕跡，那么車輪的制動力，制動器的制動力矩地?zé)o關(guān)，只與輪胎的垂直載荷和地面和輪胎附著系數(shù)的作用。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。 路面 峰值附著系數(shù) （靜摩擦系數(shù)） 滑動附著系數(shù) （運動摩擦系數(shù)） 混凝土、瀝青（干） 0.8-0.9 0.75 瀝青（濕） 0.5-0.7 0.45-0.6 混凝土（濕） 0.8 0.7 礫石 0.6 0.55 土路（干） 0.68 0.65 土路（濕） 0.55 0.4-0.5 雪（壓緊） 0.2 0.15 表3.1 附著系數(shù) 3.5 制動力的分析 3.5.1 制動器制動力的概念 制動力指在輪胎周圍克服制動摩擦力矩所需要的力，即： 3.5.2 影響制動器制動力的因素 ①地面制動力僅由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動器的結(jié)構(gòu)。 ②制動器摩擦系數(shù)與半徑有關(guān)，并且與制動器踏板力及制動液壓或氣壓成正比。 3.5.3 地面制動力、制動器制動力與地面附著力的關(guān)系 ①地面制動力僅與制動力矩有關(guān)，而制動器制動力僅由制動器的結(jié)構(gòu)決定，地面附著力與無關(guān)。 ②一般來說僅考慮制動時，分車輪做滾動和抱死拖滑兩種情況： 制動時，車輪做滾動時：地面制動力制動器制動力，即ABS制動，車輪不抱死仍具有轉(zhuǎn)向能力。 車輪抱死拖滑時：地面制動力地面附著力。 圖3-2 、與的關(guān)系圖 當(dāng)制動油壓小于時，制動器制動力等于地面制動力，且隨著制動油壓的增大而增大；當(dāng)制動油壓超過時，雖然制動器制動力還在增大，但是地面制動力在達到地面附著力后便不再增加。可見，首先取決于，但又受附著條件限制，只有車輛具有足夠的制動器動力，同時地面又能提供加大的附著力時才能獲得足夠的地面制動力。地面制動力，制動器所需的制動力矩，制動器制動力校核其小于地面附著力即可。 3.5.4 制動車輛制動效能 ①制動減速度： 影響因素：制動器制動力（車輛滾動），附著力（車輛抱死拖滑等）。 不同路面上的減速 (水平路面上） （3-1） 式中： 重力（）； 故制動減速度的極限值： （3-2） 式中：重力加速度 （） 一般情況下車輪不抱死制動，故。 ②制動距離s 依據(jù)“制動規(guī)范”中規(guī)定的要求，車輛在時制動距離， 則制動時間： （3-3） （3-4） 式中： 制動初速度（20Km/h）； 消除制動器間隙所用的時間 （）； 制動力增長過程中所用的時間 （）； -最大制動減速度 （）。 可見決定制動器距離的主要因素是制動器起作用的時間和最大制動減速度。 第4章 濕式多盤制動器的制動理論分析 4.1濕式多盤制動器的設(shè)計原則 1、車輛應(yīng)設(shè)置行車制動，行車制動的靜態(tài)制動力大于50%整車的最大質(zhì)量。? 2、車輛應(yīng)設(shè)置行車制動，停車制動應(yīng)在車輛運行和動力停止運行時均起作用。停車制動裝置要保證車輛在規(guī)定的坡道上承載1.5倍最大載荷，在最大為16度的坡道上能保持靜止狀態(tài)。? 3、行車制動：使車輛減速及至停駛制動情況； 駐車制動：使車輛在平路上或坡道上靜止不動的情況。 緊急制動：使車輛迅速制動而停駛的情況。? 4、車輛輪胎半徑： 輪胎半徑：自由半徑—未裝車成品輪胎； 靜力半徑—承受最大載荷時輪胎中心到地面的距離； 運動半徑—測量輪胎走過幾圈的路程。 由于無軌膠輪車采用實心輪胎，所以輪胎半徑采用靜力半徑。? 5、制動原理? ????????濕式多盤制動器具有制動力矩大、使用壽命長、抗衰退能力強、免維修等諸多特點。其結(jié)構(gòu)由動靜殼、活塞、碟簧組件、摩擦片（粉片、鋼片）、轉(zhuǎn)向節(jié)、安裝螺釘、動靜壓盤、密封圈、透氣塞總成、排空嘴總成等組成。? 濕式多盤制動器的工作原理：采用碟簧制動、液壓釋放制動方式。 ? 抱軸制動式濕式多盤制動器安裝在輪轂和橋殼之間，動、靜摩擦片通過花鍵分別與動殼、活塞連接，兩者相間排列，并均可沿花鍵左右移動，制動釋放時，動靜摩擦片間保持一定間隙，可自由旋轉(zhuǎn)。主要采用碟簧制動、液壓釋放。車輛在停車或緊急制動未解除前，碟簧組件推動活塞帶動動壓盤左移，壓緊摩擦片，實現(xiàn)制動。當(dāng)液壓腔充液后，活塞右移，壓縮碟簧組件使摩擦片逐漸松開，解決制動力。若需緊急制動，打開控制閥，碟簧推動活塞左移，液壓油迅速流回油箱，實現(xiàn)制動。當(dāng)車輛行駛過程中需要制動時，通過腳踏閥的行程控制排油量，調(diào)控所需的制動力。 ????????這樣，制動力可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)控，以保持車輛運行的穩(wěn)定性，避免了車輛的急停。 4.2 設(shè)計的原始數(shù)據(jù) ①制動器能實現(xiàn)停車制動和輔助制動功能； ②整車最大裝載質(zhì)量3000kg，整車裝備質(zhì)量3000kg，最大總質(zhì)量6000kg； ③全載荷下，前后橋質(zhì)量分配為1:1； ④停車制動要求無軌膠輪車承載1.5倍額定載荷下，在最大為16度的坡道上保持靜止狀態(tài)而不產(chǎn)生位移； ⑤停車制動器安裝在分動器輸入軸上； ⑥停車制動器結(jié)構(gòu)受分動器結(jié)構(gòu)限制。 4.3 整車制動力矩計算 按整車質(zhì)量的1.5倍在16°的坡道上停車時整車所需的制動力矩MB為： （4-1） 式中： ——整車裝備質(zhì)量，3000kg； W——整車最大裝載質(zhì)量，3000kg； g——重力加速度，9.8m/s2； ——輪胎半徑，0.519m； ——輪邊減速，取3.39； ——分動器傳動比，2.02。 將數(shù)據(jù)代入（5-1）得： （4-2） 4.4 整車制動器所需制動力 （4-3） 得需制動力 （4-4） 式中： ——動摩擦系數(shù)，0.08-0.1，取0.085； n——摩擦副的個數(shù)，n=4-16，取12； k——折減系數(shù)，即摩擦片傳遞扭矩時花鍵齒處摩擦阻力引起串壓著摩擦盤壓緊力的遞減，由表4-1可查出，取0.94； ——摩擦副的等效半徑（mm）； 表4-1 折減系數(shù) n 2 4 6 8 10 12 k 0.99 0.98 0.97 0.96 0.95 0.94 由上式可以看出制動器的制動力由制動器本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即與摩擦片的尺寸及片數(shù)、動摩擦系數(shù)和制動系統(tǒng)的液壓力有關(guān)。制動器油液的制動壓力應(yīng)在摩擦片材料本身所允許的擠壓強度范圍內(nèi)。 濕式多片制動器工作在全封閉的浸油環(huán)境下，外部的粉塵等不會進入，即使油中含有少量雜質(zhì)，也會通過襯片上的油槽被油及時帶走。另外，摩擦襯片與對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)查閱參考文獻可知摩擦副等效半徑為： （4-5） 式中： —粉片的外半徑（=98.5mm）； —粉片的內(nèi)半徑（=68.5mm）； 將數(shù)據(jù)代入（4-5）得： （4-6） 將數(shù)據(jù)代入（4-4）可得制動器所需制動力 4.5 彈簧方案的設(shè)計計算 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。 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)來確定。 碟簧的設(shè)計主要考慮碟簧的組數(shù)、碟簧的組合形式。 碟簧的工作特點：碟簧安裝完畢，跌栓給彈簧施加壓力，使其壓縮然后達到制動。車輛發(fā)動，油壓系統(tǒng)供油，直至解除制動。當(dāng)車輛發(fā)動達到液壓系統(tǒng)工作油壓，此時彈簧再次被壓縮。 碟簧組合形式有疊合、對合、復(fù)合三種形式。其中： 疊合：由n個同方向規(guī)格的碟簧組成，如圖4.1所示。由于單片碟簧無法滿足設(shè)計要求，變形量小，疊合可以使彈力增加，但無法滿足行程的要求。 圖4.1 疊合 對合：由i個相同規(guī)格的碟簧組成，如圖4.2所示。碟簧對合使其滿足了對位移的要求，使變形量增加，雖然變形量增加但是力大小基本不變。 圖4.2 對合 復(fù)合：由i個同方向同規(guī)格的疊合組合彈簧，如圖4.3所示。 圖4.3 復(fù)合 ②復(fù)合碟簧的規(guī)格選取及計算數(shù)據(jù) 根據(jù)原始數(shù)據(jù)預(yù)選摩擦片副數(shù)n=12，鋼粉片間隙0.1-0.3，取0.2，疊合數(shù)x=1，對合數(shù)y=2。 一組復(fù)合彈簧所需產(chǎn)生的制動力為： （4-7） 表4-2 碟形彈簧參數(shù) D/ mm d/ mm t()/mm / mm /mm P/ MPa f/ mm -f /mm / MPa /MPa Q/(kg/ 1000件) 140 72 8 (7.5) 3.2 11.2 85300 2.4 8.8 -1260 1280 666.6 表4-2中： ——碟簧外徑（mm)； ——碟簧內(nèi)徑（mm)； t——碟簧厚度（mm)； ——碟簧壓平時的變形量計算值(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4-2可知選取A系列3類規(guī)格為140mm的碟簧。 根據(jù)一組碟簧所需產(chǎn)生的制動力為3400N，則疊合數(shù)x=2，制動時單片碟簧變形量，單片碟簧產(chǎn)生的制動力為： (4-8) 解除制動時的變形量為，當(dāng)時， =85300N，=2.4mm。 因時，呈線性比例關(guān)系，故 （4-9） 故 mm （4-10） 則 ?F=（-）y （4-11） 因可得 （4-12） 綜上所述可知，復(fù)合式碟簧形式為：疊合1片，對合數(shù)為2。如圖4.4所示。 圖4.4 碟簧方案圖 ③軸向尺寸 一組碟簧安裝時軸向尺寸收到限制，自有高度小于某一軸向尺寸安裝高度，軸向尺寸的計算公式： （4-13） 其中： ——對合數(shù)（2)； ——疊合數(shù)(1)； ——碟簧自有高度（2.15mm）； ——厚度（1.5）； 將數(shù)據(jù)代入（4-20）中可得 （4-14） 碟簧形式的校核 不考慮摩擦力時，兩次變形單個碟簧受力 （4-15） （4-16）由《機械設(shè)計師手冊》表26-51查的，壓平時碟簧載荷計算值 （4-17） 式中： ——彈性模量，； ——泊松比，取0.3； t——厚度，8mm； ——碟簧壓平時的變形量，3.2m； ——碟簧外徑，140mm； 將數(shù)據(jù)代入得： (4-18) 則得： (4-19) 或 圖4.5 單片碟簧特性曲線 查《機械設(shè)計師手冊》圖26.26即如圖5.5得，則： ，從而得： （4-20） 圖4.6碟簧疲勞破壞關(guān)鍵部位 由《機械設(shè)計師手冊》圖26.27即本文中顯示的圖5.6查得彈簧疲勞破壞關(guān)鍵部位在Ⅱ點。計算Ⅱ點應(yīng)力，得： （4-21） 當(dāng)時 （4-23） 當(dāng)時 （4-24） 碟形彈簧的計算上限應(yīng)力： 下限應(yīng)力得： 計算應(yīng)力幅得： 從圖26.29中在處查得時疲勞強度上限應(yīng)力為，即疲勞強度應(yīng)力幅為： 所以，即能滿足疲勞壽命的要求。 經(jīng)以上計算，彈簧制動力參數(shù)見表4.3。 表4.3 彈簧制動力參數(shù) 總預(yù)加載荷/N 42000 單片預(yù)加變形量/mm 1.2 組合類型 對合 單片工作變形量/mm 2.4 疊合層數(shù) 1 總變形量/mm 3.6 材料彈性模量/MPa 206000 對合片數(shù)i 2 泊松比 0.3 實際總變形量f/mm 3.6 單片工作載荷/N 42000 校核數(shù)據(jù) 單片工作載荷/N 42000 預(yù)加載荷Ⅱ點應(yīng)力 996 碟片類別DType 3 自由高度/mm 11.2 外徑D/mm 2140 靜強度校核結(jié)果Ts滿足 內(nèi)徑d/mm 72 許用應(yīng)力幅/MPa 522 厚度t/mm 8 計算應(yīng)力幅/MPa 518 減薄厚度/mm 7.5 疲勞強度校核結(jié)果Ta滿足 壓平時變形量h/mm 3.2 總自由高度/mm 44.8 第5章 濕式多盤停車制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1濕式多盤停車制動器結(jié)構(gòu)設(shè)計介紹 濕式多盤停車制動器的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：密封裝置、摩擦片、軸承、活塞、軸、碟簧組等。設(shè)計有兩種方案，其一是大碟簧，其二是小碟簧，下面將做一些簡述。 5.1.1方案一 如圖5.1所示，此種方案為大碟簧的設(shè)計方案。 圖5.1 方案一 1-分動器外殼 2-軸承 3-墊片 4-分動器一軸后蓋 5-靜壓盤 6-螺釘 7-墊片 8-O型圈 9-內(nèi)花鍵殼 10-透氣塞組件 11-活塞 12-殼體 13-碟簧 14 -排空嘴組件 15-壓板 16-螺釘 17-墊片 18-螺栓 19-螺栓 20