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1、题目：干式盘型液压制动器的设计摘要干式盘型液压制动器是保证采煤机可靠运行非常重要部分，它的可靠性直接关系着煤矿安全生产。本次设计，以煤矿机械安全生产为背景，首先对现在所使用的制动器进行了比较，对各个种类的制动器进行了分析。接着确定了液压制动器的整体构造，简略制定了液压制动器的设计方案。然后对摩擦片材料进行了分析与选取，确定了摩擦片所使用的材料，最后对制动器摩擦盘、缸体、活塞等尺寸进行了计算与校核，设计出整个制动器。绘制出了整个制动器的装配图和各个零件图。关键词：干式盘型; 液压制动器; 设计IISubject: The design of multiple hydraulic dry brak
2、eAbstract Multiple hydraulic dry brake is the guarantee of an important part of safety of coal mining machine operation, its reliability is directly related to the coal mine safety production. This design, in order to coal mine machinery safety as the background, compares the brake first now in use,
3、 brake on each category are analyzed. Then determine the overall structure of the disc brakes, brake design scheme determined. Then has carried on the analysis and selection of friction materials, friction materials used to determine, at the end of the brake friction disk, cylinder, piston size was
4、calculated and validated, the brake design. Drawing assembly drawing and parts diagram the brake.Keywords: Dry-type multidisc brake; design目 录1 引言11.1 选题背景11.2 矿用机械安全形势11.3 制动器发展史21.4 制动器的基本概况31.4.1 制动器的作用31.4.2 制动器的性能要求31.4.3 制动器的种类31.4.4 制动器的组成41.5 制动器比较及应用概述41.6 盘形制动器存在的问题62 总体方案及关键问题72.1 本论文要解决的
5、关键问题72.2 干式液压制动器总体方案73 干式盘型液压制动器结构设计93.1 摩擦片材料选择93.1.1 摩擦片材料分析及选择93.1.2 粉末冶金材料概述93.1.3 摩擦材料的磨损理论及磨损类型103.2 液压制动器的组成143.3 制动器工作原理153.4 摩擦片计算153.5 制动器轴向压紧力的计算173.6 摩擦片的制动性能计算183.7 摩擦片开启的可靠性193.8 摩擦片比压的设计193.9 制动器主要零件的设计193.9.1 缸体参数设计193.9.2 活塞参数设计203.9.3 内键圈设计223.9.4 弹簧计算233.9.5 紧固连接螺栓计算243.9.6 前缸盖后缸盖
6、的设计253.10 方案的其他标准件选取263.11 设计中公差与配合的选取原则273.12 本章小结294 制动器液压系统304.1 液压系统组成304.2 液压系统形式30结论33致谢34参考文献35IV1 引言1.1 选题背景盘型液压制动器是采煤机中的一个非常重要部件，它的主要作用是当机器需要停止工作或者在出现设备故障的时候让机器在要求的时间内停止运动，也就是说需要在规定的时间内把机器的动能尽快转化为别的能量，使机器的动能消耗。工作原理是工件表面想回摩擦，从而达到机器停止制动的目的。盘式液压制动器相对于鼓式制动器具有制动性能稳定，传递力矩大、只有轴向受力、结构紧凑、散热性好等突出的优点，
7、所以在实际中被广泛应用。 本次设计的题目是干式盘型液压制动器的设计，通过本次设计，能对煤矿安全生产有一个明晰的认识，并且对大学四年的知识有一个系统的运用和理解，使自己的专业能给力有一个明显的提高。同时让自己的绘图能力，学习认知的能力能够有一个比较大的进步。1.2 矿用机械安全形势在复杂地质条件与恶劣环境下，矿山机械在重载和交变载荷状态下工作，很容易产生安全隐患，如果没有及时发现的话，设备继续在这种环境下工作，就有可能导致恶性事故的发生。根据19942003年全国煤矿事故的统计,机电事故在各种非自然事故中居第4位,20%30%的事故在运输设备上发生。而且，机电事故还会引发瓦斯爆炸等重大安全事故，
8、煤矿井下的瓦斯爆炸事故中，有40%45%是由于机电设备所产生的电火花引起。煤矿安全所产生的死亡人数中，有2.14%是由于机电事故。因此，采取对煤矿机电事故采取有效的遏制措施、尤其是运输事故，对改变煤矿生产面貌、保障生产能力具有极大的意义。矿山机械设备是矿山生产中的重要设备，占有重要的地位。例如矿井提升装置是井下与地面最主要的联系工具。矿山提升设备的用途是将井下采掘的纤石，由运输设备经井下巷道运到井底车场，然后再由提升设备运到地面，矿山提升设备在工作中如果一旦发生机械和电气故障，就会造成停产，甚至人身伤亡，为了保证生产以及人员的安全，所以对矿山提升设备要求稳定运行，可靠安全，务必装备性能优良的控
9、制设备和保护装置及制动设备。电机是矿井提升系统的动力源，因此，对于电机的制动保护也是矿山安全研究的重要内容。当动力电机意外断电或过载时，如果没有有效的安全制动保护，其结果将非常严重，会对矿山的生产及生命财产安全造成不可估量的损失。1.3 制动器发展史 伴随科学进步和相关技术的发展，制动器经历了以下几个发展阶段。(1)机械制动器；(2)盘式制动器，1898年，克里夫兰的埃安斯佩里设计的电动汽车就采用了前轮盘式制动器。斯佩里用各个车轮的轮毂和圆盘分别连成一体，另有一个镶有摩擦片的小圆盘。电磁铁的作用下制动时，使它紧贴转动盘，就能阻止车轮的转动，当电磁铁断电时，车轮又自行转动。1902年。英国颁布了
10、FW蓝彻思特的非电磁盘式制动器专利，其原理与现在的盘式制动器相似。蓝彻思特盘式制动器的最大问题是制动时的冲击噪声大。1907年，英国人赫弗罗特提出了用石棉衬板的想法，解决了制动器存在的制动噪声问题。盘式制动器的应用使美国汽车在制动性能方面有了很大提高。1965年生产的福特、雷鸟、林肯、大路等车均采用了KelseyHay前轮盘式制动器，雪佛莱、克尔维特等车采用了四轮盘式制动器：(3)液压制动器，1918年，马洛夫希德发明了液压制动器，他利用液压缸和油管将液压油传递到制动蹄，使它压紧制动鼓。第一辆全部轮子上都装有液压制动器的汽车是杜森贝格型车，但是汽车制造行业并未立即采用液压制动，直到1931年，
11、克莱斯勒、道奇、德斯多、普利茅斯、弗兰克林、列奥和格雷厄姆等车型采用了液压制动，而其他厂家则仍然使用操作钢索的机械制动器。通用和福特于1934年和1939年使用了液压制动技术。(4)电子制动控制装置，电子制动控制装置包括防拖死系统(ABS)和牵弓控制系统(TCS)。ABS系统在制动过程中可自我调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果。ABS系统有如下优点：可缩短制动距离，制动时不影响转向性能；能增进驾驶员制动操作的稳定性；可避免轮胎在制动时的偏磨。电牵引控制系统，可以对一个或多个车轮，在光滑路面上没有牵引时，给每个车轮均匀改变动力。这些都是通过改变动力来控制制动器，并投有对摩擦片的工状况
12、进行监测。随着重型机械高速、重载方向的发展，对制动器也提出了更高的要求。制动器不仅要满足一般要求，同时还要具有高而稳定的制动力，尽可能小的工作振动，较低的磨损率，特别是对其制动摩擦系数，必须在任何条件下保持基本的稳定。为保证高性能的安全可靠性，这就需要对制动器的实时工作状况有清楚的了解，这是制动器的一个发展方向，对关键部位的工作状况有可分析的实测数据，这样才能很好地采取措施去控制影响因素。1.4 制动器的基本概况1.4.1 制动器的作用制动器是具有使运动部件（或运动机械）停止、减速或保持静止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止和减速的机械零件。通称刹车、闸。同样的，电机制动器是用于使工作中
13、为防止意外事故发生而使电机停车或减速的机构。制动器直接影响着电机运行的停车和安全性的可靠性。随着矿山生产的迅速发展和生产力的的提高，为了保证在意外状况下电机安全可靠停车地制动器的工作可靠性显得愈来愈重要。只有制动性能优良、制动器工作稳定的电机动力系统才保证生产的安全性。1.4.2 制动器的性能要求制动器的制动过程，从形式上说，就是通过能量的转化，从而使需要制动的机器停止工作或者减速。机器的安全可靠性取决于制动器的制动安全性。近年来，随着人们对煤矿安全生产要求的不断提高，制动器的安全可靠性也越来越受到人们的关注，所以对制动器的性能要求也越来越高，一般制动器必须要满足下面几点要求：(1)为了满足和
14、保证安全制动的基本要求，必须要有足够的制动力矩。(2)在受到(速度、温度、湿度、驱动力等)外界条件的变化的条件下，制动力矩的变化也要尽量小。这样摩擦副才能产生稳定的制动力矩。(3)具有良好的散热性能，以避免摩擦表面温度过高。(4)噪音要小、对环境的污染小。(5)耐磨性能良好，安全使用寿命要比较长。(6)维修和操作要简单，方便，以满足不同层次需求。1.4.3 制动器的种类制动器使用在不同的工况制动器的形式有所不同，根据不同的分类标准可以有以下几种类型：(1)根据摩擦副的结构型式，制动器可以分为鼓式制动器和盘式制动器。而鼓式制动器又分为带式和蹄式制动器。按其制动蹄的布置型式蹄式制动器又分为双向增力
15、式、双领蹄式和领蹄一从蹄式。盘式制动器分为全盘式、钳盘式和锥盘式制动器等。盘式制动器的散热性比较好，构造形式简单，各部分调整方便。适用于重载场合，其有稳定的制动效果，以及较好的耐高温性，所以盘式制动器比鼓式制动器更容易在比较短的时间内实现制动。 (2)根据摩擦副的工作环境，制动器分为于式制动器和湿式制动器，湿式制动器的摩擦副在油介质中工作，是在边界摩擦工作状态下产生制动力矩的，干式摩擦制动器使用的是空气自然冷却。(3)根据驱动系统分类，制动器分为机械式、电磁式、液压式、电液式、气压式、气液式、惯性式等。由于液压式制动器寿命长工作平稳而迅速、制动效率高、工作平稳而迅速等优点，在车辆和重型设备上应用比较广泛。 （4)根据制动器的工作状态，制动器可分为常开式制动器和常闭式制动器。常闭式制动器在弹簧和重力作用下常常处于闸块抱紧状态，在外力作用下才打开，在外力去除之后自动制动。而常开式与之相反，制动器经常处于打开状态，只有在外力作用下才抱紧制动。1.4.4 制动器的组成（1）执行机构（通称为闸），它是默认作用在制动盘上，产生力矩的结构。（2）传动机构，它是控制并调节制动力矩的部分，按运动力源分为弹簧传动、压气、以及油压系统。1.5 制动器比较及应用概述液压制动器一般分为干式和湿式。干式制动
