多盘湿式制动器空转热功率分析及优化.pdf

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1、2018年第1期煤矿机电-37·马福文．多盘湿式制动器空转热功率分析及优化[J]．煤矿机电，2018(1)：37—39．doi：10．16545／j．cnki．cmet2018．01．01l多盘湿式制动器空转热功率分析及优化木马福文(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006)摘要：针对某矿用胶轮车行走制动系统的封闭式多盘湿式制动器空转运行时有发热现象，基于牛顿内摩擦定律及热力学相关理论，分析了影响热功率的主要因素，并提出降低热功率的方法，最后通过实验测试，验证了所提出方法的正确性。关键词：多盘湿式制动器；空转热功率；牛顿内摩

2、擦定律中图分类号：TD525文献标志码：B文章编号：100l一0874(2018)01—0037—03AnaIysisandOptimizatiOnOfIdlingThermalPOwerfOrMUltiDiSCWetBrakeMAt’uwen(CCTEGTaiyuanResearchInstituteCo．，Ltd．，Taiyuan030006，China)AbStraCt：Aimingattheheatingonclosedmultidiscwetbmkeintheminingrubbertyredvehiclemnningandbra

3、kingsystemwhen11Jnningidle．BasedonNewton’s1awofintemal衔ctionandthemodynamictheory，themainfactorsaf．fectingthe硼alpowerwereanalyzed，andthemethodtoreducethemlalpowerwasputfbrward．Finally，LhecoⅡectnessoftheproposedmethodwasVerifiedbyexperimentaltests．KeywOrds：multidiscwetbrake

4、；idlingthernlalpower；Newton’slawofintemalfrictionO引言目前，井下胶轮车行走制动系统多采用轮边减速器末端低速级制动，制动器内藏有驱动桥，具有结构紧凑、制动力矩大、冲击小等优点¨o，但制动器的维修、更换不便。某矿用胶轮车行走制动系统采用封闭式多盘湿式制动器，高速级制动，制动器外置高速级驱动箱，采用液压油外循环强制冷却系统。该车在进行空载运行试验时，多次出现液压系统过热保护，经排查发现是功率较大而导致制动器的发热。在传统的制动器设计中，往往只涉及制动发热功率的计算，并不触及空转发热功率。针对上述问

5、题，本文基于牛顿内摩擦定律及热力学相关理论，对制动$中国煤炭科工集团青年基金项目(2016QN013)器空转热功率进行理论分析和实验验证，并提出降低制动器空转热功率的措施。1封闭式多盘湿式制动器结构及参数该封闭式多盘湿式制动器，兼具行车制动与驻车制动功能，其行车制动为液压制动，弹簧释放，而驻车制动为弹簧制动，液压释放。冷却方式采用液压油外循环强制冷却系统，将制动器产生的热量随液压油经车辆液压系统连续循环带出，并在制动器外强制冷却。1．1制动器结构封闭式多盘湿式制动器结构主要由静壳、转轴、摩擦衬片、对偶钢片、制动活塞、解制动活塞、制动弹簧及复

6、位弹簧等组成，如图1所示。·38·煤矿机电2018年第1期1．2制动器主要参数输入转速∥(r·min。1)l900摩擦面副m12摩擦片外圆直径d，／mm80摩擦片内圆直径d，／mm40摩擦衬片材料铜基粉末冶金摩擦衬片油槽形式双圆弧油槽对偶钢片材料65Mn摩擦片动摩擦系数0．06—0．1摩擦副脱开间隙／mm0．2l一转轴：!静壳：3一晰制动；一’jI；4一孽擦H片；5一对ff_

7、5钢片；6一制动活塞；7一制动弹簧；8一复位弹簧图1封闭式多盘湿式制动器结构2制动器理论分析及影响因素2．1空转热功率理论分析该矿用胶轮车正常运行时，封闭式多盘湿式制

8、动器处于非制动状态，制动器内动、静片存在转速差，两者之间的粘性油液会剪切摩擦从而产生热量，即因动、静片间粘性油液转速差造成的摩擦损失功率，也称制动器空转热功率。根据能量守恒定律，可以用空转阻力矩来描述空转热功率旧。13，即Jp=丁·(c￡，1一∞2)=r·△∞(1)式中，P为制动器空转热功率，；r为空转阻力矩；ccJ。、∞：为动片、静片的转速。由式(1)可知，该制动器空转阻力矩是由液体的粘性或油膜剪切作用而引起的，其原理是基于牛顿内摩擦定律。主要是摩擦片分离不彻底，主、被动摩擦片的相对转速较高，以及微小的油膜剪切力在摩擦片间产生一定的制动力

9、矩，此力矩为空转阻力矩。产生空转阻力矩的原因很多，但最根本的原因还是粘性油液的存在。粘性油液有一定的粘度，在主、被动摩擦片相对转速下，尽管复位弹簧使摩擦片分离的间隙较大，根据牛顿