全封闭湿式多盘停车制动器5t设计.doc

全封闭湿式多盘停车制动器（5t）设计第一章 绪论1.1 工程车辆制动器的发展方向目前，大型工程机械制动系统的设计具有两个方面的趋势其一：行车制动由干式制动器向湿式封闭式全盘式制动器的方向发展这种制动器不但防水，防尘，耐磨损，制动性能稳定，没有调整，寿命长，散热效果好，摩擦副间的温度降低显著，而且容易实现系列化，标准化其二：制动器的传动装置由气顶液制动系统向全液压动力制动的方向发展这种制动装置的制动踏板直接操纵制动液压阀，可以省去气动元件，结构简单紧凑，而且冬季不会因为低温而冻结，不需放水进行保养，阀体和管路不会锈蚀，提高了制动的可靠性和安全性，所以在轮式装载机以及矿用车的制动系统等大型工程车中的应用越来越广泛现在工程车辆通常使用的制动器有鼓式制动器、盘式制动器及湿式多盘式制动器前面的两种为干式制动器，而后面的一种为湿式制动器目前干式制动器用于各种机动车辆，而湿式多盘式制动器则主要应用于那些工作环境恶劣或使用条件苛刻的工程车辆，如装载机、挖掘机、运载机、矿用汽车、水陆两用车以及其他特用工程车辆在国外的工程车辆采用湿式多盘式制动器已很普遍，整车如沃尔沃自卸车；专门生产配有湿式多盘式制动器车桥的公司有美国美弛车桥公司，德国凯赛尔车桥公司等。

然而在国内的工程车辆目前也开始初步使用湿式多盘式制动器作为制动装置，如山东达润专用车制造公司、胜利油田工程机械厂制造的用于石油勘探与开发的2用运输车上以及天津工程机械厂制造的用于公路施工的平地机上，近期又将其研制与生产的新型湿式多盘式制动器安装在厦门叉车厂制造的大吨位叉车上，该叉车转向与湿式多盘式制动器共用1个液压油路随着我国经济技术的发展，在我国工程车辆中湿式多盘式制动器取代干式制动器是必然的趋势其独特之处在于：(1)为完全封闭的结构，环形工作的面积较大，并且防止了泥、水、油的浸入，从而制动稳定，在使用寿命期内一般无需调整和维修2)采用多片结构，可以实现在较小的衬片压力下获得较大的制动力矩，而元件承受的压力降低，摩擦片的单位面积受压力小3) 随着摩擦材料的发展，湿态摩擦系数也会得到相应的改善， 改变摩擦副的数目即可调节制动扭矩的大小，易于实现摩擦偶件的系列化和标准化4)采用单一的制动活塞推动结构，耦合摩擦受力均匀，圆盘空间和重型长坡制动条件允许没有凋整并准许滑转传递扭矩扭矩，特别适合重载且长坡制动的工况5) 油循环冷却降温，液压传动，具有良好的保温性能，减少维修，延长使用寿命根据制动强度选择执行或冷却，其冷却的方法。

润滑差速器和边行星齿轮减速器油的轮子之间可以直接流制动器的制动盘，以达到冷却效果6) 固定盘和制动壳通过花键连接，摩擦盘装在固定盘之间，随着车轮旋转制动时，固定盘压向摩擦片，摩擦片减速，以降低车轮转速，以达到制动的目的1.2 国内外湿式多盘式制动器的发展状况国外高度重视湿式多盘式制动器的研究，已经开发出了各种形式的湿式多盘式制动器，而且应用也越来越广泛国外几大工程机械公司，已在整机设汁时考虑采用湿式多盘式制动器叉车，装载机等，已广泛用于湿式多盘制动器，煤矿井下的自行式车辆也开始采用湿多盘式制动系统近年来，又开发了全封闭弹簧制动液压制动盘式制动器，制动更加安全可靠，使用寿命更长，且几乎不需要维护可以实现工作制动，停车制动和紧急制动，从而大大简化了液压制动系统，以促进整体布局手动刹车泵，当汽车发生动力故障可以被其他车辆牵引，湿式多盘式制动器代替干式制动器将成为一种必然的趋势大多数外国非道路车辆制动系统都配备湿式多盘制动器，而在国内湿式多盘式制动器的研究和开发工作才刚刚开始，应用程序是不是很常见，没有很成熟的技术，需要不断的开拓国内应用的湿式多盘式制动器中有自行研制的也有从国外引进的虽然国内湿式多盘式制动器的应用起步较晚，但其应用前景十分可观。

随着工程机械向大型化，高性能性能和自动化方向发展，人们对制动控制装置的可操作性，稳定性，可靠性和经济性要求也越来越高，人们越来越意识到：湿式多盘式制动器技术的制动性能，效率高，安全性好，不需要调整和维修，制动性能优于干式制动为了提高设备的性能和生产力，设计时候会普遍采用湿式多盘式制动器湿式多盘式制动器代替干式制动是势在必行1.3国内盘式制动器与鼓式制动器的优缺点1.3.1鼓式制动器鼓式制动也叫块式制动，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的鼓式制动是早期设计的制动系统，制动鼓设计，于1902年，已在马车运输中使用，直到大约1920年在汽车行业被广泛使用现在鼓式制动器的主流是内张式，制动块（刹车蹄）位于制动轮内侧里面的刹车时，在刹车的时候制动块向外张开，刹车片摩擦制动轮，达到制动的目的相对于盘式制动器，鼓式制动器的制动性能和散热要差很多了，鼓式制动器的制动力稳定性差，不同的道路上制动力变化很大，不容易控制由于散热性能差，制动过程中收集了大量的热量制动块和轮鼓在高温下极易发生非常复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，导致降低制动效能的影响，更容易出现高温此外，鼓式制动器在使用一段时间后，要定期调整制动蹄差距，甚至要把整个刹车鼓拆出清理累积在内的刹车粉。

当然，鼓式制动器并非一无是处，它的成本比较便宜，与传统的设计四轮汽车的制动过程中，由于前轮负载的作用惯性通常占70％-80％的所有汽车的负载，就采用前盘后鼓的制动方式，后轮辅助制动的效果，因此汽车制造商为了节省成本，刹车前盘后鼓然而，由于重型车辆的车速一般不是很高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，所以很多重型车辆仍使用四鼓设计 1）鼓式制动的优点：鼓式刹车，因为刹车由于刹车片外张，甚至与制动鼓外张的轮旋转扭曲一个角度，刹车制动力越大，这种情况更为明显一般大型工程车辆还是使用鼓式刹车，除了成本较低，大型车和小型车鼓刹车，差别可能只有大型采气动辅助，而小型车采用真空协助，以帮助刹车成本较低：鼓式制动器制造技术水平较低，并且最早在制动系统中使用，所以比盘式制动器的制造成本要低2）鼓式刹车的缺点，由于鼓式制动器的摩擦片在制动鼓中密封，导致刹车片磨损碎屑不能被驱散，制动鼓及垫片，接触面影响制动性能鼓式制动器的最大缺点是阴雨天，浸雨水会打滑，导致刹车失灵这是最可怕的1.3.2盘式制动器盘式制动器的摩擦副中的旋转组件称为制动盘，金属盘结束其固定部分是多种结构类型可分为两类一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2至4个制动块。

这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器另一类固定元件的金属背板和摩擦片是一个圆盘形，所有的制动盘摩擦片接触的脸，这个刹车被称为整体制动在过去只作为中央制动器，但越来越多的汽车和卡车的车轮制动器使用各级钳盘式制动器整体风格制动器只有少数的机动车辆的车轮制动器（重型车）钳盘式制动器可分为两种类型的固定钳盘式和浮动钳盘式.摩擦盘式制动器和鼓式制动器相比，具有以下优点：一般无摩擦助势作用，因此制动性能摩擦系数的影响较小，性能更加稳定；浸泡在水中后性能下降较少，只受一两次制动就可以恢复到正常情况；制动盘厚度方向的热膨胀量非常小，还不如制动鼓制动间隙的热膨胀；制动相同的情况下，一般小规模和质量输出力矩结果是提高刹车踏板的行程过大，更容易实现自动间隙调整，修复和维护操作更简单对于钳盘式制动器，由于制动盘暴露在外，还有良好的散热优势制动盘式制动器的缺点是不那么有效，所以驱动液压制动系统的管路压力较高，一般采用伺服装置盘式制动器的主要缺点是难以完全避免污垢和铁锈（但封闭的多片全盘式制动器除外）；同时在作为驻车制动时，所需的额外的驻车制动传动机构较为复杂，因此一些汽车使用前轮盘式后轮轮毂制动系统；此外，由于没有自行增势作用，制动效率低，中型汽车使用时需要加力装置干盘式制动器虽然制动性能稳定，能承受的温度，水和车的速度的影响，良好的抗衰退性能等优点，但只有一个制动盘，摩擦体积小，单位面积受压力高，散热条件差。

因此，随着对制动性能要求十分严格的施工机械和设备的不断发展，干盘式制动器逐步被制动性能更好的湿式多盘式制动器所取代20世纪80年代中期，在与国外地下装载机技术的引进和消化吸收后，开始了湿式多盘制动器的研究 20世纪80年代末开始研制汽车湿式多盘制动器产品，已开发出液压制动、弹簧制动液压制动、弹簧制动液压升降制动，多功能和非驱动桥型部分产品已在使用车辆以良好的效果第二章 湿式制动器结构与工作原理2.1 湿式多盘式制动器的结构 2.2 工作原理湿式多盘式制动器的壳体通过螺栓联结在桥壳上，壳盖套在轮毂外，制动器的右端采用浮动油密封这样在制动器箱体中间形成一个密闭的腔体，里面装配有制动盘、制动活塞以及摩擦片半轴则通过轮毂的配合连接到摩擦片使其旋转和轴向移动制动活塞可沿轮毂外花键作轴向的往复运动：重复完成压向、离开制动盘的操作，实现制动、解除制动的功能本文所列举的制动器的液压控制是一个反向控制系统：当活塞腔内进入液压油时，制动活塞压缩弹簧，使活塞与制动盘、摩擦片之间的压力减小至消失而相互分离，摩擦力矩消失，解除制动；当活塞腔卸油时，回位弹簧将制动活塞退回，使制动活塞压向制动盘，从而是制动盘与摩擦片压紧，产生很大的摩擦阻力矩实现制动。

压缩弹簧、隔套和挡圈、螺栓组合在制动释放时起到使制动活塞返回的作用，衬套、隔套和挡圈、螺栓组合起到调整活塞与制动盘之间间隙的作用制动器内部与车桥主传动和轮边减速器相通，固定盘与磨擦盘始终浸在润滑油中，以减少磨擦盘的磨损，且增大散热面积，另外，制动器采用了一个制动液压泵，液压油进入制动缸进，活塞推动制动盘及磨擦盘的作用力是均匀分布的，并且液压力与所形成的制动力成线性变化关系，因此，制动迅速、平稳、制动性能稳定湿式多盘式制动器主要是由一组动静相间的摩擦偶件组成动摩擦片为旋转元件，静对偶片为固定元件，只能沿轴移动而不能转动，制动时通过液压力或者弹簧力的作用，是个表面摩擦，实现减速停止或制动停止的目的摩擦产生的热量一部分由制动器结构元件吸收，一部分由冷却油吸收或带走湿式多片制动器可以用于车辆中的许多位置按转速-扭矩划分为低速-大扭矩制动器和攻速-小扭矩制动器当制动器需要发的扭矩而转动速度相对较小时，可以置于传动系的主减速器之后，成为论辩制动器当不用轮边制动时，将一个传动系制动器安装在车辆主变速器输出轴上这样的制动器将利用传动系中差速器和行星齿轮的齿轮的减速作用，产生小扭矩，角速度明显大于轮边制动器。

湿式多盘式制动器还可以用于其他位置内端”制动器位于差速器和行星齿轮之间的轴总成上他的扭矩、速度和能量/功率介于轮边制动器和传动系制动器之间‘制动器的冷却方式有强制循环和集油槽自流冷却两种，可根据制动力矩大小和制动的频繁触怒而定集油槽自流冷却方式的轮毂花键轴套和空心轴之间不设油封，摩擦片利用驱动桥壳体齿轮润滑油冷却进入界面的既有的量取决于所用的摩擦材料的形式，材料上的沟槽形式、摩擦片的角速度、表面压力以及机油的粘度湿式制动器的优点：(1)为完全封闭的结构，环形工作的面积较大，并且防止了泥、水、油的浸入，从而制动稳定，在使用寿命期内一般无需调整和维修2)采用多片结构，可以实现在较小的衬片压力下获得较大的制动力矩，而元件承受的压力降低，摩擦片的单位面积受压力小3) 随着摩擦材料的发展，湿态摩擦系数也会得到相应的改善， 改变摩擦副的数目即可调节制动扭矩的大小，易于实现摩擦偶件的系列化和标准化4)采用单一的制动活塞推动结构，耦合摩擦受力均匀，圆盘空间和重型长坡制动条件允许没有凋整并准许滑转传递扭矩扭矩，特别适合重载且长坡制动的工况5) 油循环冷却降温，液压传动，具有良好的保温性能，减少维修，延长使用。