矿运坑道车湿式多片制动器的数值分析

发布时间：2020-03-28 19:16

【摘要】：湿式制动器是保证地下矿运车安全行驶的关键组件,以其制动力矩大、抗污染能力强、散热性好等优点被越来越多的应用在工程机械车辆上,特别是在油污、泥水、瓦斯等地下环境工作时扮演着至关重要的角色。矿用坑道车经常在大载荷量的环境中工作,制动器摩擦盘极易出现高温、高热应力现象,容易使制动器过度磨损或失效,造成严重的生命财产事故。因此,对湿式制动器性能的研究具有重要意义。本文根据国家文件标准对工程车辆制动系统的要求,结合某型号坑道自卸车的相关数据,对湿式多盘制动器的关键参数作了相关计算,根据所得参数建立制动器的三维模型;接着,采用数值分析法对其振动特性进行了计算分析,得到摩擦盘和外壳的模态频率,其主要部件的低阶模态频率值均不在剧烈振动频率范围,摩擦盘不会发生共振,振动特性稳定;然后,利用微元功法对制动盘摩擦产生的热流密度进行计算,推导出了摩擦片温度公式,得出了摩擦副表面热流密度和温度变化规律,又利用有限元软件对制动盘瞬态温度场以及热应力耦合分析,分析表明温度和应力均随着制动时间逐渐增大,后期相对减小,并且在摩擦副上温度分布不均,应力变化在制动初期,摩擦盘外部应力较大,随着温度的变大,最大应力出现在温度较大区域,表明温度较大时对应力产生耦合作用,对应力的影响较大,但最大温度及应力值均满足制动盘的设计要求;最后,采用遗传算法对制动盘进行优化,仿真验证了优化后的模型,结果表明优化后的综合效果优良,提高了整个摩擦盘制动性能,有效节约了装配体内部空间,不仅提高了制动效率,而且还节省了材料制造成本,可以为工程实际应用提供参考。
【图文】：

普通式

图 2.1 普通式图 2.2 失压式1-螺塞;2-外壳体:3-外端盖;4-推盘; 1-活塞;2-O 型圈;3-压缩弹簧；5-摩擦盘;6-对偶钢片;7-O 型圈； 4-外壳体;5-外端盖;6-推盘；8-小活塞;9-复位弹簧;10-紧固螺钉 7-摩擦盘;8-对偶钢片;9-紧固螺钉失压式湿式制动器的结构形式如图 2.2 所示，大致结构与普通式类似，他的制动是在失压的情况下，压缩弹簧对摩擦盘产生的，弹簧的拉伸与压缩形成了制动的制非制动。它的工作原理具体是：当液压系统正常工作时，，压力油液充满制动器的油，将活塞推回左侧同时带动推盘向左侧移动，弹簧受到压缩，摩擦盘与对偶钢片实离，不产生摩擦转矩，从而实现车辆的正常行驶；在失压状况下、发动机故障或停态时，压缩弹簧恢复长度将推盘推向右侧，使动、静摩擦盘之间产生制动力，从而制动器的制动。它不仅能够实现行车中紧急制动的功能，还能够达到驻车自主制动好效果，在安全方面和结构性能上都比普通型较好一些，在成本节约上有一定的贡由于制动靠的是弹簧的恢复力，因此对弹簧的刚度、强度以及抗疲劳性能都有较高

螺塞,失压

图 2.1 普通式图 2.2 失压式1-螺塞;2-外壳体:3-外端盖;4-推盘; 1-活塞;2-O 型圈;3-压缩弹簧；5-摩擦盘;6-对偶钢片;7-O 型圈； 4-外壳体;5-外端盖;6-推盘；8-小活塞;9-复位弹簧;10-紧固螺钉 7-摩擦盘;8-对偶钢片;9-紧固螺钉失压式湿式制动器的结构形式如图 2.2 所示，大致结构与普通式类似，他的制动是在失压的情况下，压缩弹簧对摩擦盘产生的，弹簧的拉伸与压缩形成了制动的制非制动。它的工作原理具体是：当液压系统正常工作时，压力油液充满制动器的油，将活塞推回左侧同时带动推盘向左侧移动，弹簧受到压缩，摩擦盘与对偶钢片实离，不产生摩擦转矩，从而实现车辆的正常行驶；在失压状况下、发动机故障或停态时，压缩弹簧恢复长度将推盘推向右侧，使动、静摩擦盘之间产生制动力，从而制动器的制动。它不仅能够实现行车中紧急制动的功能，还能够达到驻车自主制动好效果，在安全方面和结构性能上都比普通型较好一些，在成本节约上有一定的贡由于制动靠的是弹簧的恢复力，因此对弹簧的刚度、强度以及抗疲劳性能都有较高
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD52

【参考文献】