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1、唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：ZL50装载机制动系统设计 系 别： 机电工程系 班 级： 11机本1班 姓 名： 指 导 教 师： 2015年5月20日ZL50装载机制动系统设计摘 要制动系统是装载机最重要的系统之一。装载机的制动是指使行驶或作业中的装载机减速或者停车、使下坡行驶的装载机速度保持稳定以及使已经停止的装载机保持不动，相应的一系列专用装置即称为制动系统。它对于提高作业生产效率，保证人、机的安全起着极其重要的作用。本次设计通过对ZL50型装载机制动系统结构进行分析与计算，参阅了大量的装载机设计的参考书，根据对装载机制动系统的要求，设计出符合国家标准和行业标准的制动系统。在设计
2、过程中，以实际产品参数为基础，首先对总体方案设计，确定行车制动采用气顶油四轮钳盘式制动器，停车制动采用内张蹄式制动器。然后根据任务书要求，计算制动系统的主要参数包括最大制动力矩、制动力分配系数、同步附着系数、制动器结构参数等，在此基础上对制动器主要零部件进行设计计算。并对驱动系统进行简单设计，最后完成制动器装配图，零件图及三维图的绘制。全套图纸，加153893706关键词：ZL50装载机 气顶油钳盘式制动器 内张蹄式制动器Design of braking system for ZL50 loaderAbstractThe brake system is one of the most imp
3、ortant systems in the loader. The driving or operating in slow down or stop of the loader, make the downhill speed loader remained stable and has stopped the loader remain motionless. These collectively for loading machine brake, corresponding to a series of special device known for the brake system
4、.It plays an important role in improving the operation efficiency, the safety of the people and the computer.This design through the Liugong ZL50C car loading machine braking system structure is analyzed and calculated, according to the requirements of the machine brake system of wheel loader design
5、 braking system in conformity with national standards and industry standards.In the design process, based on the actual product, the brake is used for the four wheel caliper disc brake and the brake shoe type brake is used. Then, the brake torque, braking force distribution coefficient, the friction
6、 factor, the brake structure parameters are calculated, and the main parts of the brake are designed. Finally complete the brake assembly drawing, detail drawing and 3D drawingKey words: ZL50 loader Air top oil clamp disc brake Shoe brake目 录1 绪论11.1 装载机制动系统发展现状11.2 研究制动系统设计的意义11.3 制动系统设计的要求11.4 制动系统
7、的组成21.5 制动系统的工作原理32 总体方案设计42.1 ZL50装载机参数的选择42.2 制动器方案的选择4 2.2.1行车制动系统4 2.2.2 驻车制动系统72.3 制动驱动方案选择72.4本章小结93 制动系统主要参数的确定103.1同步附着系数0的确定103.2 前后轴制动力矩分配系数103.3制动距离与制动减速度计算113.4制动器的最大制动力矩124.制动器的结构及主要零部件设计计算134.1制动器的结构参数13 4.1.1钳盘式制动器主要参数的确定13 4.1.2蹄式制动器主要参数的确定164.2制动器主要零部件的设计18 4.2.1钳盘式制动器主要零部件的设计18 4.2
8、.2蹄式制动器主要零部件的设计204.3驻车制动能力的计算254.4摩擦衬片磨损特性计算264.5检查制动蹄有无自锁284.6本章小结285.驱动系统的设计295.1 气制动阀295.2制动轮缸直径305.3制动主缸直径d0的确定305.4制动踏板作用力及踏板行程316.制动性能分析326.1制动性能评价指标326.2制动效能326.3制动效能的恒定性336.4制动时装载机的方向稳定性336.5经济技术性分析34结论35谢辞36参考文献371 绪论1.1 装载机制动系统发展现状目前，国内生产的轮式装载机采用的制动系统主要有以下几种形式：1）以成工ZL50B、柳工ZL50C为代表，行车制动采用单
9、管路、气顶油四轮钳盘式制动；停车制动采用气动操纵的蹄式制动器，并具备紧急制动功能。2）以山工ZL50D、常林ZLM50B为代表，行车制动采用双管路、气顶油四轮钳盘式制动；停车制动采用软轴机械操纵的蹄式制动器，但不具备紧急制动功能。3）以厦工、临工、龙工的ZL50为代表。行车制动采用单管路、气顶油四轮钳盘式制动；停车制动采用软轴装载机操纵的蹄式制动器，但不具备紧急制动的功能。4）以柳工CLG856为代表，行车制动采用的是全液压双回路湿式制动；停车制动采用停车制动电磁阀，并且具备紧急制动功能。全液压湿式制动系统的行车制动器是全封闭的，具有制动性能不受环境影响等特点。因此国外的先进轮式装载机均采用全
10、液压湿式制动，是装载机制动系统的发展趋势。国产的ZL50型轮式装载机，其行车制动普遍采用气顶油四轮钳盘式制动，停车制动一般采用蹄式制动器，其制动的位置在变速箱的输出轴前端。停车制动的驱动方式既有手拉软轴控制的，也有气动控制的，气动控制的一般都具有紧急制动功能。本设计以ZL50C为代表研究装载机的制动系统。1.2 研究制动系统设计的意义装载机制动系统的功用是使装载机以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使装载机保持适当的稳定车速；使装载机可靠地停在原地或坡道上。因此，必须充分考虑制动系统的控制机构和制动执行机构的各种性能，然后进行装载机的制动系统的设计以满足装载机安全行驶的要求。制动系统
11、是保证行车安全的极为重要的一个系统，也是保证正常工作的重要因素。制动性直接关系到交通安全，由于频繁的使用制动器会使制动器磨损严重，因此装载机制动系统改进研究对提高装载机制动性能有这重要的实际与理论意义。1.3 制动系统设计的要求1）能适应相关的标准和法规规定。各项性能指标除了应该满足设计任务书的规定和国家标准的相关要求外，也要考虑到销售国家或地区的法规及用户需求。2）具有足够的制动效能。包括行车制动效能和停车制动效能。3）制动稳定。制动时不允许有明显的“跑偏”现象，前后桥上的制动力分配应合理。4）操纵轻便。制动时施加于踏板上的力应该为200300N；紧急制动时不超过430N。施加于手制动杆的力
12、应为250350N。踏板行程一般不大于200mm，手制动杆行程一般不大于250mm。5）制动器散热可靠。若温度过高，会使制动器的摩擦系数迅速减小，制动力矩急剧下降，故应当尽力避免制动器温升过高。6）制动的平顺性好。制动力矩能够快而平稳的增加，也能迅速而彻底的解除。1.4 制动系统的组成装载机的制动系统包括脚制动系统、手制动系统和辅助制动装置。脚制动系统又称行车制动系统，是使行驶中的装载机减低速度甚至停车的一套专门装置。其制动的驱动机构都是加力的，采用空气制动、气顶油综合制动、液压制动等不同的方案。手制动系统又称为停车制动系统，它主要用于坡道停车或装载机停驶后，使其可靠的保持在原地，防止滑移。国
13、产ZL50型轮式装载机的停车制动器一般有三种结构：带式制动器，蹄式制动器和钳盘式制动器。本设计以ZL50型轮式装载机为代表研究装载机的制动系统。ZL50C型装载机行车制动采用单管路、气顶油四轮钳盘式制动；停车制动采用气动操纵的蹄式制动器，并具备紧急制动功能。ZL50C型装载机制动系统原理如图1-1图1-1 ZL50带紧急制动的制动系统1-空气压缩机；2-组合阀；3-单管路气制动阀；4-气压表；5-气喇叭；6-空气罐；7-紧急和停车制动控制阀；8-顶杆；9-制动气室；10-快放阀；11-蹄式制动器（停车制动）；12-加力器；13-制动灯开关；14-钳盘式制动器（停车制动）1.5 制动系统的工作原
14、理空气罐经过发动机的带动输出压缩空气，经过压力控制阀进入空气罐。当空气罐内的压缩空气达到制动系统所需求的最高工作压力时，压力控制阀就关闭通向空气罐的出口，并打开卸载口，将空气压缩机输出的压缩空气直接排向大气。当空气罐内的压缩空气压力低于制动系统最低工作压力时，压力控制阀就关闭卸载口，打开通向空气罐的出口，使压缩空气进入空气罐内进行补充，直到空气罐内的压缩空气达到制动系统的最高工作压力为止。当制动时，脚踩下气制动阀的脚踏板，空气罐输出的压缩空气经过气制动阀，一部分进入加力器的加力缸，推动加力缸活塞及加力器总泵，在气动助力泵的作用下将气压转化为液压 ，输出高压制动液，高压制动液推动钳盘式制动器的活
15、塞，将摩擦片压紧在制动盘上从而制动车轮；另一部分进入变速操纵阀的切断阀大腔，切断挡油回路，使变速箱自动挂空档。脚放松踏板时，在弹簧力作用下，加力器、切断腔大腔内的压缩空气从气制动阀处排到大气。制动液的压力释放并回到加力器总泵，解除制动，变速箱档位恢复。当需要停车制动或者紧急制动时，操纵紧急和停车制动控制阀切断压缩空气，制动气室、切断阀小腔内的压缩空气经过快放阀排入大气，切断换挡油路，变速箱自动挂空档，同时释放制动气室内的弹簧，推动制动气室内的活塞并驱动蹄式制动器，实施停车或紧急制动。当制动系统气压低于安全气压时，紧急和停车制动控制阀能自动动作，实施紧急制动。2 总体方案设计2.1 ZL50装载机参数的选择本设计选用ZL50C型轮式装载机。ZL50C型装载机的主要性能参数如表2-1所示表2-1 ZL50C型装载机的主要性能参数长*宽*高（mm）
