制動輪設(shè)計(jì)說明書

1、制動輪設(shè)計(jì)說明書制動輪E$2該標(biāo)準(zhǔn)適用于制動輪直徑為100800mm勺瓦塊式制動器。技術(shù)要求 輪緣表面淬火硬度3545HRC深度為23mm 材料 ZG270 500。 鍵槽型式、尺寸及公差按 GB/T 3852 97聯(lián)軸器軸孔和聯(lián)接型式及尺寸的 規(guī)定。標(biāo)記示例：制動輪 200丫60 JB/ZQ 438986200制動輪直徑，mm1制動輪簡介制動輪就是制動器的重要組成部分，是使機(jī)械中的運(yùn)動件停止或減速的機(jī)械零 件；制動器主要由制動架、制動件和操縱裝置等組成。有些制動器還裝有制動件 間隙的自動調(diào)整裝置。為了減小制動力矩，縮小制動器的尺寸，通常將制動器安 裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，也就是電動機(jī)上，或減速器

2、的輸入軸上。但對安全性要求 較高的大型設(shè)備（如礦井提升機(jī)、電梯等）則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸 上。特殊情況下也有將制動器裝在中速軸中的， 例如需要浸入油中的載重制動器。 有些電動葫蘆為了減輕發(fā)熱與磨損，就裝在減速器殼里。2 制動輪工作原理 制動輪的工作原理是利用摩擦副中產(chǎn)生的摩擦力矩來實(shí)現(xiàn)制動作用， 或者利用制 力與重力的平衡， 使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度保持恒定。 具體如下： 制動器是依靠摩擦副間 的摩擦而產(chǎn)生制動作用的， 摩擦副中的一組與機(jī)構(gòu)的固定機(jī)架相連。 另一組則與 機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動軸相連。當(dāng)機(jī)構(gòu)起動時(shí)，使摩擦面脫開，機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動件便可運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)機(jī)構(gòu) 需要制動時(shí)， 使摩擦面接觸并壓緊， 這時(shí)摩擦面間產(chǎn)生足

3、夠大的摩擦力矩， 消耗 動能，使機(jī)構(gòu)減速，直到停止運(yùn)動。制動狀態(tài)還能阻止機(jī)構(gòu)在外載荷作用下運(yùn)動。 采用摩擦制動的優(yōu)點(diǎn)是： 機(jī)構(gòu)制動平穩(wěn)可靠， 有時(shí)還可以根據(jù)需要調(diào)整制動力矩 的大小。3 制動輪的用途在起重機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)中， 制動輪幾乎是不可缺少的組成部分。 在起升機(jī)構(gòu)中必須 裝設(shè)可靠的制動器， 以保證吊重能停止在空中。 自重不完全平衡的起重伸臂也必 須用制動器將它維持在一定的位置。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也需要用制動器使它們 在一定的時(shí)間或一定的行程停下來。對于在露天工作或在斜坡上運(yùn)行的起重機(jī)， 制動器還有防止風(fēng)力吹動或下滑的作用。 只有速度很低、 阻力很大的室起重機(jī)的 運(yùn)行機(jī)構(gòu)才可以不裝設(shè)制動器。

4、 某些起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)還利用制動器來使物品以 所要求的速度下降，例如汽車起重機(jī)、淬火起重機(jī)等。 綜上所述，制動器的作用有如下三種。1）支持保持不動2）停止用摩擦消耗運(yùn)動部分的動能，以一定的減速度使機(jī)構(gòu)停止下來。3）落重將制動力與重力平衡，使運(yùn)動體以穩(wěn)定（恒定）的速度下降。在起重機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)中，制動器可以具有上述一種或幾種作用。在設(shè)計(jì)或選用制動器時(shí)， 應(yīng)充分注意制動器的任務(wù)以及對它的要求。 例如，支持 制動器的制動力矩必須具有足夠的儲備， 也就是應(yīng)當(dāng)保證一定的安全系數(shù)。 對于 安全性有高度要求的機(jī)構(gòu)需要裝設(shè)雙重制動器，例如運(yùn)送熔化鐵水包的起升機(jī) 構(gòu)，規(guī)定必須裝設(shè)兩個(gè)制動器， 其中每一個(gè)都能安全地

5、支持鐵水包不致墜落。 對 于落重制動器， 則應(yīng)該考慮散熱問題， 它必須具有足夠的散熱面積將重物的位能 所產(chǎn)生的熱量散去，以免制動器過熱而損壞或失效。4 制動輪構(gòu)造制動輪通常由鑄鋼制造， 轉(zhuǎn)速不高的制動輪也可以用組織細(xì)密的鑄鐵制造。 采用 鐵制動輪可以使制動襯料的磨損減輕。 國外有用含鉬、 鉻或鎳的合金鑄鐵制造制 動。為了增強(qiáng)制動輪摩擦表面的耐磨性，最好進(jìn)行表面淬火，使之硬度為HRC3E45, 深度為23mm制動輪表面粗糙度Ra值為12.56.3卩m表面粗糙度太低在跑 合期間使制動襯料磨損太多。 裝在高速軸上的制動輪應(yīng)全部加工， 否則應(yīng)進(jìn)行平 衡，以避免不平衡質(zhì)量引起的振動。制動輪的寬度通常比制

6、動瓦塊寬度大 5mn到10mm制動輪的直徑根據(jù)制動力矩 和制動襯料的容許比壓力等決定。5 關(guān)于制動襯料的要求：1 ）摩擦系數(shù)大。2）摩擦系數(shù)恒定。3）容許高的工作溫度當(dāng)襯料達(dá)到極限工作溫度時(shí)， 一般摩擦系數(shù)急劇下降，并且磨損加快。4）耐磨。5）不傷制動輪。6）容許比壓力大。7）有適當(dāng)?shù)膭傂詣傂源蟮牟牧弦蟮乃砷l行程較小，但剛性太大材料喪失 緩沖作用，使上閘時(shí)的載荷增大。8）有適當(dāng)?shù)膿闲员阌趶澢?，以適合瓦塊圓弧，否則應(yīng)制成定型產(chǎn)品。9）導(dǎo)熱性 一般摩擦材料的導(dǎo)熱性都不好，為了提高導(dǎo)熱性能，有的制動襯料中加入一些導(dǎo)熱性能良好的銅絲或銅末。6 摩擦襯料的主要種類：1） 棉織制品摩擦系數(shù)較大，卩=0.

7、450.55 ,最高容許工作溫度100C左右， 容許的比壓力也低， p=0.050.3N/mm2。2） 石棉織制品 浸以瀝青或亞麻仁油能增加強(qiáng)度， 是一種常用材料。 摩擦系數(shù) 卩=0.350.4 ,最高容許工作溫度175200C,容許比壓力p =0.050.6N/mm23） 石棉壓制品將石棉碎片與橡膠及小量硫混合壓制在一起， 然后進(jìn)行硫化。 摩擦系數(shù)卩=0.420.53 ,最高容許工作溫度220C,容許比壓力容許比壓力p=0.050.6 N/mm24） 石棉樹脂材料由石棉纖維或者石棉線與樹脂粘結(jié)劑和各種填料混合后經(jīng)熱壓而成。這種材料允許的最高工作溫度與粘結(jié)樹脂的分解溫度有關(guān)。 粘結(jié)劑通常 用酚

8、醛樹脂, 填料長用重晶石, 可增加耐磨性與摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。 常?；烊朦S 銅絲碎段或黃銅末以提高耐熱性。摩擦系數(shù)卩=0.350.5，最高容許工作溫度250r，容許比壓力p =0.150.8N/mm2。5） 粉末冶金摩擦材料金屬粉末及石棉、 石墨等材料壓制燒結(jié)而成, 容許工作 溫度達(dá)600E以上，容許比壓力p =11.5N/mm2粉末冶金材料是較新的摩擦材料， 它是以金屬為主體， 通常用鐵或銅， 添加增加 摩擦系數(shù)的組元，如石棉、二氧化硅、三氧化二鋁、碳化硅等，及減少磨損的潤 滑組元，如石墨、鉛、二硫化鉬、金屬硫等。調(diào)節(jié)各組元的含量，可得到所需要 的性能。各組分按一定比例混合均勻， 在鋼制模具中

9、壓制成型， 然后在保護(hù)氣氛 下燒結(jié)。銅基粉末冶金摩擦材料對于鋼質(zhì)的對偶材料不易出現(xiàn)粘結(jié)， 適合作為離合器的摩 擦材料，尤其是濕式離合器。在高速重載的剎車制動，瞬間摩擦表面溫度可達(dá)1000r以上，大多采用鐵基材料。下表列出了常用的制動粉末冶金摩擦材料的成 分和性能。常用的制動粉末冶金摩擦材料的成分和性能粉末冶金摩擦材料的導(dǎo)熱系數(shù)比石棉樹脂材料大的多， 前者為 4.18kW/（m2? k）, 后者為 0.04Kw/（m2? k） 。這對于保護(hù)對偶材料不致過熱有很大的作用。 粉末冶金摩擦材料的摩擦系數(shù)也是隨著比壓力與相對速度的增大而降低。 但由于 強(qiáng)度較高，容許比壓力較大，工作溫度較高，特別適合于高

10、速重載工作。在高溫 工作時(shí)，磨損量比石棉樹脂小一倍以上。粉末冶金摩擦材料通常燒結(jié)在鋼質(zhì)背板上，可以制成多個(gè)圓形，方形或梯形。制動襯料的固定方法通常用鋁鉚釘或軟鋼空心鉚釘將襯料和瓦塊鉚在一起。 采用 鉚接的辦法，襯料的利用率僅為 50%左右。采用膠合的方法可以大大的提高材料 的利用率，延長更換襯料的周期。其方法是將襯料膠在2.53mm勺鋼板上,把該 板插在瓦塊的凹槽中 , 兩端用壓板及螺釘固定 .第 4 章 制動器的選擇與使用4.1 靜力矩起吊額定起荷時(shí)作用在卷筒軸上的靜力矩Mjt=(PQ+P0)D0/2m Zn dnt式中 Mjt 靜力矩，單位為 Nmm-滑輪組倍率。n Z滑輪組效率。n d導(dǎo)

11、向輪效率。n t 卷筒的機(jī)械效率滑輪效率阻力系數(shù)nZmnn 2 3 4 5 6 8 10滾動軸承0.98 0.02 0.99 0.98 0.97 0.96 0.950.935 0.916滑動軸承 0.95 0.05 0.975 0.95 0.325 0.9 0.88 0.84 0.8作用在電動機(jī)軸上的靜力矩為：Mj= Mjt/i n ch = (PQ+P0)D0/2mn 式中 Mj 靜力矩，單位為 Nm i 減速裝置的傳動比 下降時(shí)作用在電動機(jī)軸上的靜力矩為：Mj=(PQ+P0)D0n /2miDO-卷筒的卷繞直徑nz下降時(shí)總機(jī)械效率 n=nchn Zn dnt n Z，下降時(shí)滑輪組效率 nz

12、 ch下降時(shí)減速裝置效率 通常 n Zzn Z n，chn chnzn4.2 制動器的選用(1) 制動器的制動力矩，應(yīng)該滿足以下要求：MZ>k? M，j式中：MZ制動器的制動力矩；M ，j制動器所在軸的力矩； k安全系數(shù)，參見下表。見表制動器安全系數(shù) 驅(qū)動型式 工作級別 K 人力驅(qū)動 M1( 輕級) 1.5動力驅(qū)動 M1,M2,M3( 輕級) 1.5M4（ 中級 ） 1.75M5（ 重級 ） 2.0M6,M7,M8（ 特重級 ） 2.5機(jī)構(gòu) 使用情況 安全系數(shù) 起升機(jī)構(gòu) 一般的 1.5重要的 1.75具有液壓制動作用的液壓傳動的 吊運(yùn)熾熱金屬或危險(xiǎn)品的起升機(jī)構(gòu) 器 1.25彼此有剛性聯(lián)系

13、的兩套驅(qū)動裝置， 套制動器 1.11.25 裝有兩套支持制動器時(shí)， 對每一套制動每套裝置裝有兩套支持制動器時(shí)， 對每一非平衡變幅機(jī)構(gòu) 1.75平衡變幅機(jī)構(gòu) 在工作狀態(tài)時(shí) 1.25在非工作狀態(tài)時(shí) 1.15（2）制動器一般裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，以減小制動轉(zhuǎn)矩。如果在起升和變幅機(jī) 構(gòu)的傳動系中有離合器或撓性傳動件， 制動器必須裝在卷筒上， 以確保安全。 起 升和變幅機(jī)構(gòu)必須使用自動作用或操縱的常閉式制動器。 必須使用常開式操縱制 動器時(shí)，應(yīng)加裝停止器。 運(yùn)行和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)推薦使用操縱式制動器。 為了兼有自動 作用常閉式制動器安全可靠和常開操縱式制動器制動平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)， 在電動橋、門 式起重機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)上可采

14、用綜合式制動器。（3）在起升、變幅機(jī)構(gòu)中用于支持物品和吊臂的制動器，制動轉(zhuǎn)矩必須有足夠 的儲備。運(yùn)行、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用自動作用常閉式制動器時(shí)， 應(yīng)滿足制動時(shí)間或制動減速度的 要求。門式、 門座起重機(jī)和裝卸橋運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動器， 應(yīng)保證起重機(jī)具有工作狀態(tài) 下的防風(fēng)抗滑安全性。鐵路起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動器除具有自力行走制動的功能外， 還應(yīng)保證起重機(jī)隨列 車回送時(shí)能與列車空氣制動系統(tǒng)同步制動。汽車起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)具有行車制動和駐車制動功能。 行車制動由車輪制動器實(shí) 現(xiàn)。駐車制動可采用中央制動器， 制動傳動軸或變速器輸出軸， 也可在車輪制動 器上另設(shè)操縱機(jī)構(gòu)，使之兼起駐車制動器作用，不另設(shè)中央制動器。（4）選制動

15、器應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)性、維修性和使用可靠性。選用電力液壓塊式制動器 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品時(shí)，制動轉(zhuǎn)矩只能在（1.00.7 ）額定制動轉(zhuǎn)矩圍調(diào)整，以保證制動轉(zhuǎn) 矩穩(wěn)定，制動可靠。電磁塊式制動器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的制動轉(zhuǎn)矩可在（1.00.5 ）額定 轉(zhuǎn)矩圍調(diào)整。（ 5）制動器選定后，應(yīng)根據(jù)起重機(jī)的工作條件和具體要求驗(yàn)算制動時(shí)間或制動 距離或制動減速度，必要時(shí)應(yīng)作發(fā)熱驗(yàn)算。4.3 制動的配備1）在對起重機(jī)進(jìn)行安全檢查時(shí)，對各機(jī)構(gòu)制動器的配備要求必須給予確認(rèn)；2）動力驅(qū)動起重機(jī)的起升、變幅、運(yùn)行、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)都必須裝設(shè)制動器。3）起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)的制動器，必須是常閉式制動器。4）吊運(yùn)熾熱金屬或其他危險(xiǎn)品的起升機(jī)構(gòu)，以及發(fā)生事故可能造

16、成重大危險(xiǎn)或 損失的起升機(jī)構(gòu)，每套獨(dú)立的驅(qū)動裝置都應(yīng)裝設(shè)兩套支持制動器。5）人力驅(qū)動的起重機(jī)，其起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)械必須裝設(shè)制動器或停止器。4.4 制動器的檢查與報(bào)廢正常使用的起重機(jī)，每個(gè)班次都應(yīng)對制動器進(jìn)行檢查。 檢查容包括：制動器關(guān)鍵 零件的完好狀況、摩擦副的接觸和分離、松閘器的可靠性、制動器的整體工作性 能等，所有的制動器都應(yīng)保證靈敏無卡塞現(xiàn)象。 制動器的零件，出現(xiàn)下述情況之 一時(shí)應(yīng)報(bào)廢更新：1）制動器的零件出現(xiàn)裂紋；2） 制動帶或制動瓦塊摩擦墊片厚度磨損達(dá)原厚度的50%3）彈簧出現(xiàn)塑性變形；4）鉸接小軸或軸孔直徑磨損達(dá)原直徑的 5%5） 制動輪輪緣厚度磨損，對起升、變幅機(jī)構(gòu)損壞達(dá)原厚度的40%對其他機(jī)構(gòu) 磨損達(dá)原厚度的50%總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，將以往這三年來所學(xué)知識得以應(yīng)用和總結(jié)。在這次設(shè)計(jì)中我們主要用到了機(jī)械制圖、 機(jī)械工程材料、實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力 學(xué)、材料力學(xué)等方面的知識，同時(shí)還了解了制動器的發(fā)展和使用圍。這一次的課程設(shè)計(jì)讓我收獲很多同時(shí)對于我來說是一個(gè)很好的鍛煉， 它使我對自 己有了一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)識，讓我明白以前自己對自己的不負(fù)責(zé)是多么的不對。 通過 這次設(shè)計(jì)， 我對書本上所講的知識有了一個(gè)系統(tǒng)的了解， 從開始的不理解到最后 的懂，都離不開老師的嚴(yán)格要求與指導(dǎo)。此外，在這次課程設(shè)計(jì)中我也體驗(yàn)到。 我只