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1、辽宁工业大学硕士学位论文多盘制动器接触性能分析及试验研究专业:机械制造及其自动化研究生:祁媛指导教师:曾红教授辽宁工业大学机械工程与自动化学院二〇一五年三月MasterThesisContactperformanceandexperimentofmulti-discbrakesSpeciality:MechanicalManufactureandAutomationCandidate:QIYuanSupervisor:ProfessorZENGHongLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch20
2、15摘要制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备（如矿井提升机、电梯）等则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。制动系统对于高速重载机械设备的安全很重要，近年来多盘制动器被广泛应用。与传统的钳盘式制动器相比，制动器制动性能稳定，耐磨损，散热好，使用寿命长，摩擦片温度降低显著。但仍存在缺点，如摩擦片磨损较大，摩擦片压力分布不均匀等，导致更换摩擦片频率高，多盘制动器整机寿命短。为了使多盘制动器能更好的适应重载荷、高转速、环境恶劣等工况条件，对摩擦片压力分布的研究已成为目前的研究重点
3、。本课题利用CAE技术对多盘制动器中摩擦片进行压力分布仿真并结合试验验证，从而掌握压力分布趋势，优化加压结构，达到摩擦片上压力分布均匀，提高制动器整机使用寿命。首先，在Pro/E下建立多盘制动器各部件三维模型，按制动过程对各部件装配得到多盘制动器的整机三维模型，导入到ANSYS下通过模拟多盘制动器的制动过程，分析在制动过程中摩擦片转速及施加载荷对各部件压力传递的影响，并获得在不同载荷下摩擦片的压力分布；其次，依据多盘制动器的制动过程，针对摩擦片进行了压力分布试验研究，采用在摩擦片上打孔测量应变值的方法来获得摩擦片表面的压力分布情况，该试验与仿真分析两者相互验证，得
4、出摩擦片上压力分布趋势；最后，依据多盘制动器中摩擦片的仿真数据及试验数据，把压力分布转化为可控因素，对加压结构进行优化，达到摩擦片上压力分布均匀的目的，从而提高制动器的使用寿命。本论文对摩擦片的试验研究过程进行了详细的说明，在试验研究过程中提出三种测试方法，并用小试环从仿真及可行性试验两方面分析了三种测试方法的可行性，对比其优缺点确定一种测试方法，利用这种测试方法对摩擦片进行试验研究。这种测试方法为较薄的测试件测试提供了一定的理论基础和实践意义。关键词：制动器；三维建模；仿真分析；优化设计；压力分布实验IAbstractBrakeisamechanicaldevi
5、ceofmakethemechanicalmovementofthemechanismstoporslowdown.Inordertoreducebrakingtorqueandthesizeofstructure,thebrakeisusuallyinstalledontheequipmentofhigh-speedshaft,butforthelargeequipment(suchastheminehoist,elevator)ofthehighsecurityrequirements,itshouldbeinstalledontheequipmentoflo
6、wspeedshaftneartheworkingparts.Inrecentyears,multiplediskbrakeiswidelyused.Comparedwithtraditionalcaliperdiscbrake,Ithastheadvantagesofthelongservicelife,stablebrakingperformance,wearresistance,thebetterofheatdissipationeffect,asignificantreductiontemperatureoffrictionpair,etc.Butther
7、earestillshortcomings,suchasthewearoflargerfrictionplateandtheunevendistributionofpressureofthefrictionplate,leadtochangethefrictionpieceinahighfrequency,allthepartsofmultiplediskbrakeinashortlife.Inordertomakeitbettertoadaptoftheheavyload,highspeed,harshworkingconditions,thestudyofth
8、epres
