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1、轮式装载机的制动计算和制动器摩擦性能的研究Testnna开a鲫泐工程机械第38卷蝴峰黟_轮式装载机的制动计算和制动器摩擦性能的研究山东临工工程机械有限公司郝国强刘泽群山东省莒县交通局于俊兰摘要:制动器摩擦片的摩擦性能直接影响轮式装载机的制动性能.目前,制动器摩擦片执行的GB5763,JB/T8817标准对摩擦系数和磨损率的要求较低,不能适应轮式装载机恶劣,复杂的作业工况.符合标准的制动摩擦片,在实际使用中并不一定具有良好的制动效果;而制动性能较好的摩擦片,其摩擦性能要求更为严格,精确.根据GB8532~1987关于制动距离和行车制动性能的要求,
2、以LG953型装载机为例,通过计算所需制动距离,坡道上停车制动力矩,按附着系数校核总制动力矩,确定了制动时制动器所受的最大制动力矩.通过对制动器的受力分析和计算,得到了合理的制动器摩擦片的理论摩擦系数.通过委托检验,对两种制动器摩擦片的摩擦性能进行了检测.对检测数据进行了分析,通过试用对制动器摩擦性能的计算和研究进行了验证.根据计算和测试结果,总结和提出了更为科学,准确的制动器摩擦片的摩擦性能参数,并纳入企业技术标准中,作为制动器摩擦片产品设计,生产和检验的主要依据,从而显着提高了制动器及摩擦片的使用寿命.关键词:轮式装载机制动器摩擦性能计算研
3、究1制动摩擦性能问题的提出轮式装载机制动性能的优劣直接关系到驾驶员和车辆的安全.制动器是轮式装载机制动系统的重要元件,也是制动系统故障率较高的元件,占整机总故障的1%以上.制动器的故障主要有制动活塞卡死,制动能力差,制动器漏油等,其中因制动片摩擦系数达不到要求,摩擦片磨损等导致制动效果差甚至失灵的故障位居第二.所以制动器摩擦片的摩擦性能是轮式装载机制动性能的直接影响因素,也是轮式装载机制动系统和制动器设计和使用中应该密切关注的问题.目前,轮式装载机的制动器摩擦片主要执行GB5763—1998(汽车制动器衬片》以及JB/T8817—1998《工程
4、机械制动摩擦片技术条件》标准.在GB5763中,第4类制动器衬片——盘式制动器衬片的摩擦性能要求见表1.从表1中可以看出,标准对摩擦系数的要求范围较宽,从0.2到0.7;磨损率的要求从0.5至3.5.而在JB/T8817中,对于干式摩擦片的摩擦系数也只是要求不小于0.30.轮式装载机不仅作业工况要比汽车更加恶劣,复杂,工作负荷比汽车更为繁重,而且作业或行驶中的制动频次也远比汽车要多,制动盘的温度也经常在200~C以上.因此按照汽车制动摩擦片的摩擦性能要求轮式装载机的制动摩擦片,显然存在较大差距.实际情况也恰好如此,装载机的使用实践表明:许多符合
5、GB5763标准的制动摩擦片,在轮式装载机上根本达不到良好的制动效果,有的刚开始能够满足制动要求,但在很短的时间内,摩擦性能显着下降而失去良好的制动效果;而满足轮式装载机使用要求的制动摩擦片,对其摩擦系数和磨损率的要求不仅更为严格,精确,而且热稳定性也必须良好,即随温度的变化范围要小.由此可见,单纯依据GB5763或JB/T8817来规定制动摩擦片的摩擦性能是不可靠的,必须根据表1第4类(盘式制动器用)摩擦片的摩擦性能试验温度./℃性能项目10015O20025O300350摩擦系数O.25~O.65O.25~O.7OO.25~O.7OO.25
6、~O.7OO.25~O.7OO.2O—O.7O磨损率w(10—7cm3/(N?m))≤0.50O.701.0O1.5O2.5O3.5O注:试验温度是指试验机圆盘摩擦面温度一26一___■阿■四■■■■■■■●■■曩第38卷2007年12月工程机械TestandResearch实际要求重新确定摩擦片的摩擦性能要求.2装载机制动性能的要求2.1对制动距离的要求各国对各种轮式机械的制动距离都有国家标准.根据GB8532—1987(轮胎式土方机械制动系统的性能要求与试验方法》和JB仃'3688.3—1998《轮胎式装载机试验方法》,非公路行驶机械的制动
7、距离(水平路面)按表2要求.2.2对行车制动系统的性能要求除2.1以外,要求行车制动系统能使装载机空载在25%(14.0.)的坡度上停住.3装载机制动力矩的计算下面以LG953装载机作为实例进行计算.3.1按所需制动距离计算总制动力矩在水平路面上四轮制动的轮式装载机,其行车制动总制动力矩.:%l=6?Go"ao?rd(N?in)(1)~n2".一丽式中:G.——整机工作质量,,对于LG953装载机,Go=16500kg;酊一制动减速度,m/s;rd——车轮滚动半径,mm,rd=760mm;6——回转质量换算系数;6=1+[4.,k+∑(Jm?i
8、2m)]/(rd?Go)式中:.,k一轮胎和轮辋的转动惯量,kg?in;——-转动件in的转动惯量,kg?in;-一转动件in到车轮的传动比;若,尚未