6萬噸油用葵花種植加工建設(shè)項目可行性研究報告和6t平衡重式內(nèi)燃叉車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系統(tǒng)設(shè)計III引言1第一章緒論……………21.1制動系統(tǒng)概述……………………21.2制動系統(tǒng)的功能………21.3對制動系統(tǒng)的要求………2第二章方案選擇…………32.1傳動形式…………………32.2制動器選型..……………..….3第三章制動器材料的選擇…………63.1制動盤…………………63.2制動鉗…………………63.3制動塊……………………..73.4摩擦材料………………….73.5制動輪缸…………………83.6制動器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機構(gòu)………………….8第四章制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇……………104.1制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇………104.2真空助力器工作原理………………...…….14第五章總體設(shè)計…………………….165.1叉車自重……………….165.2靜軸載………………….165.3自重重心……………………165.4自重估算…………………175.5牽引特性………………..175.6制動性能計算…………..…..185.7機動性能計算………………195.8穩(wěn)定性計算………………20第六章制動器的計算………….226.1制動器因數(shù)………….226.2盤式制動器主要參數(shù)的確定……..226.3盤式制動器制摩擦襯塊的磨損特性計算…………….236.4動力矩的計算……………………..25第七章液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算………….287.1制動輪缸直徑與工作容積…………..287.2制動主缸直徑與工作容積……………297.3制動踏板力與踏板行程………………..30第八章制動主缸及傳遞單元介紹…………………318.1制動主缸……………..318.2傳遞單元………………...….32第九章制動性能分析……………..339.1制動性能評價指標…………………….…..339.2制動效能……………339.3制動效能的恒定性…………………….349.4制動時叉車的方向穩(wěn)定性………………...34第十章手制動系統(tǒng)………………35總結(jié)………..38參考文獻……………..39致謝40附錄41PAGEPAGE77引言本次畢業(yè)設(shè)計的選題為車輛制動系統(tǒng)，范圍主要是針對于叉車進行的制動系統(tǒng)設(shè)計。眾所周知，一般情況下，制動系統(tǒng)是車輛必不可少系統(tǒng)之一，其性能好壞關(guān)乎到車輛的安全性，是設(shè)計者及質(zhì)檢部門所應(yīng)該注意的方面。對于設(shè)計者來說，在設(shè)計車輛制動系統(tǒng)時，首先必須了解所適用車輛的工作環(huán)境及頻繁程度，其次必須考慮在車輛上的安裝位置及空間，還有就是在滿足制動條件下，盡可能使設(shè)計符合人機學(xué)原理，即在保證安全的同時也要保證其安裝的可行性及操作的輕便性和舒適性。本次所設(shè)計的是6t內(nèi)燃平衡重式叉車制動系統(tǒng)，所滿足的條件就是：叉車空載時以20km/h的速度行駛其制動距離不大于6m。在設(shè)計之前首先先要對叉車有較深入的了解，所以，我在已經(jīng)學(xué)過叉車構(gòu)造與設(shè)計這門課的同時，又查閱了很多書籍及網(wǎng)上的資料。我發(fā)現(xiàn)對于很多中小噸位及一些叉車，一般大都采用鼓式制動器，很少采用盤式制動器。但由于盤式制動器相對于鼓式制動器有很多的優(yōu)點，所以大有取代鼓式制動器的趨勢。但由于中小噸位叉車安裝尺寸的限制，所以一般采用不了盤式制動器。然而，對于大噸位的叉車完全沒有這個限制。所以，這次設(shè)計我打算做有關(guān)于大噸位叉車盤式制動器的設(shè)計。對于車輛來說制動系統(tǒng)大同小異，所以，在設(shè)計時，我主要參照了汽車有關(guān)制動器的設(shè)計。但由于汽車是前后輪均制動，而叉車只是前輪制動。因此二者還是有相當一部分區(qū)別的。在設(shè)計時，考慮到車輛應(yīng)該有停車和行車制動系統(tǒng)所以我設(shè)計了兩套制動系統(tǒng)，且二者相對獨立。其中行車制動系統(tǒng)為人力液壓式，停車制動系統(tǒng)為機械式。車輛制動器一般都采用摩擦式的類型，即作用在摩擦襯上一擠壓力，從而產(chǎn)生摩擦力致使車輛減速從而停止。行車制動系統(tǒng)與停車制動系統(tǒng)所用原理相同，不同的是行車制動系統(tǒng)人作用的力是通過油缸傳遞的，而停車制動系統(tǒng)是完全通過機械傳動的。第1章緒論1.1制動系統(tǒng)概述使車輛強制減速或停止的過程稱為制動。其實質(zhì)是利用制動器的摩擦消耗車輛的動能，使之轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)掉，從而使車輛的行駛速度降低；當車輛停止后，利用制動器的摩擦力矩使車輛不因外力的作用而自行運動。制動性能是指使行駛中的車輛按要求迅速減速以致停止的能力。制動性能的好壞，對車輛完成作業(yè)任務(wù)，提高生產(chǎn)率及保證行駛的安全起著很重要的作用。1.2制動系統(tǒng)的功能制動系統(tǒng)是車輛安全行駛的重要裝置。它必須具備如下基本功能：在車輛行駛過程中，能以適當?shù)臏p速度使車輛降速行駛直至停車。在車輛下坡時，為避免車輛在本身重力分力作用下不斷加速，應(yīng)進行制動，使之保持適當?shù)姆€(wěn)定車速。車輛停放時，使車輛在原地可靠地停住。為此，車輛一般均具有兩套制動系統(tǒng)：一套為行車制動系統(tǒng)，他用以實現(xiàn)前兩項功能。由駕駛員通過制動踏板來操縱，當踏下制動系統(tǒng)時起制動作用，松開制動踏板后，制動作用即行消失，故也稱為腳制動系統(tǒng)，此類制動器亦可兼作駐車制動之用。另一套為停車制動系統(tǒng)，它主要用來實現(xiàn)第三項功能，并有助于車輛在坡道上起步，以防止車輛向下滑溜。這套制動系統(tǒng)通常用制動手柄操縱，并鎖止在制動位置上，當駕駛員離開車輛后仍能可靠地保持在制動狀態(tài)，故也稱為手制動系統(tǒng)。1.3對制動系統(tǒng)的要求為保證行駛安全，制動系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求：工作可靠，制動器產(chǎn)生的制動力矩應(yīng)滿足車輛對制動性能的要求。叉車空載，車速20km/h,要求制動距離不大于6m。制動平穩(wěn)，制動力與操縱力成正比，制動時左右制動輪上的制動力矩應(yīng)平穩(wěn)增加，且保持相等，放松制動踏板時，制動作用應(yīng)迅速消失。制動器不自行制動，不抱死，不失靈，制動效果不隨溫度等環(huán)境因素變化。操作輕便，腳踏板力不應(yīng)超過500N，行程不得大于150mm。維修、調(diào)整應(yīng)便利，特別是摩擦副磨損后，最好能實現(xiàn)自動調(diào)整。制動作用滯后時間盡可能短，即從踩下制動踏板到制動器起作用的空行程時間越短越好。由于叉車前、后行駛的時間接近，故要求制動系統(tǒng)保證前行與后行的制動效能基本相同。第2章方案選擇2.1傳動形式：液力傳動2.2制動器選型制動器主要有摩擦式、液力式和電磁式等幾種形式。電磁式制動器雖有作用滯后性好、易于連接而且接頭可靠等優(yōu)點，但因成本高，只在一部分總質(zhì)量較大的商用車上用作車輪制動器或緩速器；液力式制動器一般只作緩速器。目前廣泛使用的仍為摩擦式制動器。摩擦式制動器按摩擦副結(jié)構(gòu)形式不同，可分為鼓式，盤式和帶式三種。帶式制動器只用作中央制動器；鼓式和盤式制動器的結(jié)構(gòu)形式有多種。盤式制動器的制動盤有兩個主要部分：輪轂和制動表面。輪轂是安裝車輪的部位，內(nèi)裝有軸承。制動表面是制動盤兩側(cè)的加工表面。它被加工得很仔細，為制動摩擦塊提供摩擦接觸面。整個制動盤一般由鑄鐵鑄成。鑄鐵能提供優(yōu)良的摩擦面。制動盤裝車輪的一側(cè)稱為外側(cè)，另一側(cè)朝向車輪中心，稱為內(nèi)側(cè)。盤式制動器的旋轉(zhuǎn)元件是一個垂向安放且以兩側(cè)表面為工作面的制動盤，其固定摩擦元件一般是位于制動盤兩側(cè)并帶有摩擦片的制動塊。制動時，當制動盤被兩側(cè)的制動塊夾緊時，摩擦表面便產(chǎn)生作用于制動盤上的摩擦力矩。盤式制動器一般用于大噸位叉車上。制動盤制動表面的大小由盤的直徑?jīng)Q定。大型車需要較多制動功能，它的制動直徑達12in或者更大些。較小較輕的車用較小的制動盤。通常，制造商在保持有效的制動性能的情況下，盡可能將零件做的小些，輕些。按輪轂結(jié)構(gòu)分類，制動盤有兩種常用型式。帶轂的制動盤有個整體式轂。在這種結(jié)構(gòu)中，輪轂與制動盤的其余部分鑄成單體件。另一種型式輪轂與盤側(cè)制成兩個獨立件。輪轂用軸承裝到車軸上。車論凸耳螺栓通過輪轂，再通過制動盤轂法蘭配裝。這種型式制動盤稱為無轂制動盤。這種型式的優(yōu)點是制動盤便宜些。制動面磨損超過加工極限時能很容易更換。制動盤可能是整體式的或者通風(fēng)的。通風(fēng)的制動盤在兩個制動表面之間鑄有冷卻葉片。這種結(jié)構(gòu)使制動盤鑄件顯著的增加了冷卻面積。車輪轉(zhuǎn)動時，盤內(nèi)扇形葉片的旋轉(zhuǎn)增加了空氣循環(huán)，有效的冷卻制動。盤式制動器具有散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便等優(yōu)點。特別是高負載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。雖然盤式制動器的制動盤與空氣接觸的面積很大，但很多時候其散熱效果還是不能讓人滿意，于是有的制動盤上又被開了許多小孔，加速通風(fēng)散熱以提高制動效率，這就是通風(fēng)盤式制動器。一般來說，尺寸大的制動盤要比尺寸小的制動盤散熱效率高，而通風(fēng)盤則要比實體盤的散熱效率高。根據(jù)制動盤固定元件的結(jié)構(gòu)形式，盤式制動器可分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩類。鉗盤式制動器鉗盤式制動器的固定摩擦元件是制動塊，裝在與車軸連接且不能繞車軸線旋轉(zhuǎn)的制動鉗中。制動襯塊與制動盤接觸面積很小，在盤上所占的中心角一般僅30o~50o,故盤式制動器又被稱為點盤式制動器。全盤式制動器全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉(zhuǎn)都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉(zhuǎn)盤。其結(jié)構(gòu)原理和摩擦離合器相似。多片全盤式制動器的各盤都封閉在殼體中，散熱條件較差。因此，有些國家正在研制一種強制液冷多片全盤式制動器。這種制動器完全封閉，內(nèi)腔充滿冷卻油液。冷卻在制動器內(nèi)受熱升溫后，被液壓泵吸出，而后被壓送入發(fā)動機水冷系中的熱交換器，在此受發(fā)動機冷卻水的冷卻后再流回制動器。鉗盤式制動器按制動鉗的結(jié)構(gòu)不同，分為以下幾種。1.固定鉗式制動鉗固定安裝在車橋上，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能沿制動盤軸線方向移動，因而其中必須在制動盤兩側(cè)裝設(shè)制動塊促動裝置，以便分別將兩側(cè)的制動塊壓向制動盤。這種形式也成為對置活塞式或浮動活塞式。固定鉗式制動器存在著以下缺點：1）液壓缸較多，使制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2）液壓缸分置于制動盤兩側(cè)，必須用跨越制動的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通。這必然使得制動鉗的尺寸過大，難以安裝車的輪轂內(nèi)。3）熱負荷大時，液壓缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化。4）若要兼用于駐車制動，則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。這些缺點使得固定鉗式制動器難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車的使用要求，故70年代以來，逐漸讓位于浮鉗盤式制動器。a)固定鉗式b)滑動鉗式c)擺動鉗式圖2.22.浮動鉗式（1）滑動鉗式制動鉗可以相對于制動盤作軸向滑動，其中只有在制動盤的內(nèi)側(cè)置有液壓缸，外側(cè)的制動塊固定安裝在鉗體上。制動時活塞在液壓作用下使活動制動壓靠到制動盤上，而反作用力則推動制動鉗體連同固定制動塊壓向制動盤的另一側(cè)，直到兩制動塊受力均等為止。（2）擺動鉗式它也是單側(cè)液壓缸結(jié)構(gòu)，制動鉗體與固定在車軸上的支座鉸接。為實現(xiàn)制動，鉗體不是滑動而是在與制動盤垂直的平面內(nèi)擺動。顯然，制動塊不可能全面而均勻的磨損。為此，有必要經(jīng)襯塊預(yù)先作成楔形。在使用過程中，襯塊逐漸磨損到各處殘存厚度均勻后即應(yīng)更換。浮鉗盤式制動器的制動鉗一般設(shè)計得可以相對制動盤轉(zhuǎn)向滑動。其中，只在制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置液壓缸，而外側(cè)的制動塊則附加裝在鉗體上。浮動鉗式制動器的優(yōu)點有：1）僅在盤的內(nèi)側(cè)有液壓缸，故軸向尺寸小，制動器能進一步靠近輪轂；2）沒有跨越制動噢案的油道或油管，加之液壓缸冷卻條件好，所以制動液汽化的可能性?。?）成本低4）浮動鉗的制動塊可兼用于駐車制動。與鼓式制動器相比，盤式制動器有如下優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好。原因是一般無自行增力作用。襯塊摩擦表面壓力分布較鼓式中的襯片更為均勻。此外，制動鼓在受熱膨脹后，工作半徑增大，使其只能與蹄中部接觸，從而降低了制動效能，這稱為機械衰退。制動盤的軸向膨脹極小，徑向膨脹根本與性能無關(guān)，故無機械衰退問題。因此，前輪采用盤式制動器，汽車制動時不易跑偏。水穩(wěn)定性好。制動塊對盤的單位壓力高，易將水擠出，因而浸水后效能降低不多；又由于離心力作用及襯塊對盤的擦拭作用，出水后只需經(jīng)一，二次制動即能恢復(fù)正常。鼓式制動器則需經(jīng)十余次制動方能恢復(fù)。制動力矩與車運動方向無關(guān)。易于構(gòu)成雙回路制動系，使系統(tǒng)有較高的可靠性和安全性。尺寸小，質(zhì)量小，散熱良好。壓力在制動襯塊上分布比較均勻，故襯塊上磨損也均勻。更換制動塊簡單容易。襯塊與制動盤之間的間隙?。?.05~0.15mm），從而縮短了制動協(xié)調(diào)時間。易實現(xiàn)間隙自動調(diào)整。盤式制動器的主要缺點是：難以實現(xiàn)完全防塵和銹蝕（封閉的多片式全盤式制動器除外）。兼作駐車制動器時，所需附加的手驅(qū)動機構(gòu)比較復(fù)雜。在制動驅(qū)動機構(gòu)中必須裝用助力器。因為襯塊工作面積小，所以磨損快，壽命低，需用高材質(zhì)的襯塊。因此，從結(jié)構(gòu)，散熱，技術(shù)，成本等多方面考慮，決定采用浮鉗盤式制動器。第3章制動器材料的選擇3.1制動盤制動盤一般用珠光體鑄鐵制成，或用添加等的合金鑄鐵制成。其結(jié)構(gòu)形狀有平板形和禮貌形。制動盤在工作時不僅承受著制動塊作用的法向力和切向力，而且承受著熱負荷。為了改善冷卻效果，鉗盤式制動器的制動盤有的鑄成中間有徑向通風(fēng)槽的雙層盤，這樣可大大地增加散熱面積，降低溫升約20%-30%，但盤的整體厚度較厚。制動盤的工作表面應(yīng)光潔平整，制造時應(yīng)嚴格控制表面的跳動量，兩側(cè)表面的平行度（厚度差）及制動盤的不平衡量。根據(jù)有關(guān)文獻規(guī)定：制動盤兩側(cè)表面不平行度不應(yīng)大于0.008mm,盤的表面擺差不應(yīng)大于0.1mm；制動盤表面粗糙度不應(yīng)大于0.06mm。本次設(shè)計采用的材料為合金鑄鐵，結(jié)構(gòu)形狀為禮帽形，通風(fēng)盤。圖3.1禮帽形制動盤3.2制動鉗制動鉗由可鍛鑄鐵KTH370-12或球墨鑄鐵QT400-18制造，也有用輕合金制造的。例如用鋁合金壓鑄?？勺龀烧w的，也可做成兩半并由螺栓連接。其外緣留有開口，以便不必拆下制動鉗便可檢查或更換制動塊。制動鉗體應(yīng)有高的強度和剛度。在鉗體中加工出制動油缸。為了減少傳給制動液的熱量，將活塞的開口端頂靠制動塊的背板?；钊设T鋁合金制造，為了提高耐磨損性能，活塞的工作表面進行鍍鉻處理。為了解決因制動鉗體由鋁合金制造而減少傳給制動液的熱量的問題，減小了活塞與制動塊背板的接觸面積。制動鉗在叉車上的安裝位置可在車軸的前方或后方。制動鉗位于車軸前可避免輪胎甩出來的泥，水進入制動鉗，位于車軸后則可減小制動時輪轂軸承的合成載荷。因此本次設(shè)計采用可鍛鑄鐵，整體式、鍍鉻處理。3.3制動塊制動塊由背板和摩擦襯塊構(gòu)成，兩者直接牢固地壓嵌或鉚接或粘接在一起。襯塊多為扇形，也有矩形，正方形或圓形的?；钊麘?yīng)能壓住盡量多的制動塊面積，以免襯塊發(fā)生卷角而引起尖叫聲。制動塊背板由鋼板制成。為了避免制動時產(chǎn)生的熱量傳給制動鉗而引起制動液汽化和減小制動噪聲，可在摩擦襯塊與背板之間或在背板后粘（或噴涂）一層隔熱減震墊（膠）。由于單位壓力大和工作溫度高等原因，摩擦襯塊的磨損較快，因此其厚度較大。許多盤式制動器裝有襯塊磨損達極限時的警報裝置，以便及時更換摩擦襯片。本次設(shè)計取襯塊厚度14mm，3.4摩擦材料制動摩擦材料應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，抗熱衰退性能好，不能在溫度升到某一數(shù)值后摩擦系數(shù)突然急劇下降；材料的耐磨性好，吸水率低，有較高的耐擠壓和耐沖擊性能；制動時不產(chǎn)生噪聲和不良氣味，應(yīng)盡量采用少污染和對人體無害的摩擦材料。以往車輪制動器采用廣泛應(yīng)用的模壓材料，它是以石棉纖維為主并與樹脂粘結(jié)劑、調(diào)整摩擦性能的填充劑(由無機粉粒及橡膠、聚合樹脂等配成)與噪聲消除劑(主要成分為石墨)等混合后，在高溫下模壓成型的。模壓材料的撓性較差，故應(yīng)按襯片或襯塊規(guī)格模壓，其優(yōu)點是可以選用各種不同的聚合樹脂配料，使襯片或襯塊具有不同的摩擦性能和其他性能。表3.4摩擦材料性能對比材料性能有機類無機類制法編制物石棉模壓半金屬模壓金屬燒結(jié)金屬陶瓷燒結(jié)硬度軟硬硬極硬極硬密度小小中大大承受負荷輕中中-重中-重重摩擦系數(shù)中-高低-高低-高低-中低-高摩擦系數(shù)穩(wěn)定性差良良良-優(yōu)優(yōu)常溫下的耐磨性良良良中中高溫下的耐磨性差良良良-優(yōu)優(yōu)機械強度中-高低-中低-中高高熱傳導(dǎo)率低-中低中高高抗振鳴優(yōu)良中-良差差抗顫振-中-良中--對偶性優(yōu)良中-良差差價格中-高低-中中-良高高帶式中央制動器采用編織材料，它是先用長纖維石棉與銅絲或鋅絲的合絲編織成布，再浸以樹脂粘合劑經(jīng)干燥后輥壓制成。其撓性好，剪切后可以直接鉚到任何半徑的制動蹄或制動帶上。在100℃～120℃溫度下，它具有較高的摩擦系數(shù)(=0.4以上)，沖擊強度比模壓材料高4～5倍。但耐熱性差，在200℃～250℃以上即不能承受較高的單位壓力，磨損加快。表5-2為不同摩擦材料性能對比。此次設(shè)計綜合考慮各種材料，采用性能更好、環(huán)保效果更好的半金屬材料。摩擦系數(shù)為f=0.453.5制動輪缸制動輪缸的缸體由灰鑄鐵HT250制成。其缸筒為通孔，需鏜磨。3.6制動器間隙的調(diào)整方法及相應(yīng)機構(gòu)制動盤與摩擦襯塊之間在未制動的狀態(tài)下應(yīng)有工作間隙，以保證制動盤能自由轉(zhuǎn)動。一般來說盤式制動器的制動間隙為0.1mm-0.3mm（單側(cè)0.05mm-0.15mm）。此間隙的存在會導(dǎo)致踏板或手柄的行程損失，因而間隙應(yīng)盡量的小?？紤]到制動過程中摩擦副可能產(chǎn)生熱變形和機械變形，因此制動器在冷態(tài)下的間隙應(yīng)有試驗確定。本設(shè)計制動間隙取為0.2mm。另外，制動器在工作過程中會由于摩擦襯塊的磨損而使間隙加大，因此制動器必須設(shè)有間隙調(diào)整機構(gòu)。當前，盤式制動器的調(diào)整機構(gòu)已自動化。一般都采用一次調(diào)準式間隙自調(diào)裝置。最簡單且常用的結(jié)構(gòu)是在缸體和活塞之間裝一個兼起復(fù)位和間隙自調(diào)作用的帶有斜角的橡膠密封圈，制動時密封圈的刃邊是在活塞給圖3.6制動間隙的自調(diào)裝置1-制動鉗體；2-活塞；3-活塞密封圈予的摩擦力的作用下產(chǎn)生彈性變形，與極限摩擦力對應(yīng)的密封圈變形量即等于設(shè)定的制動間隙。當襯塊磨損而導(dǎo)致所需的活塞行程增大時，在密封圈達到極限變形之后，活塞可在液壓作用下克服密封圈的摩擦力，繼續(xù)前移到實現(xiàn)完全制動為止?；钊c密封圈之間這一不可恢復(fù)的相對位移便補償了這一過量間隙。解除制動后活塞在彈力作用下退回，直到密封圈的變形完全消失為止，這時摩擦快與制動盤之間重新回復(fù)到設(shè)定間隙?；钊谇扼w中的密封，通過安放在殼體環(huán)槽中的矩形截面密封環(huán)來實現(xiàn)。在活塞與殼體孔之間的區(qū)域有一個防塵、防潮氣的保護帽。為了補償制動摩擦片和制動盤的摩損，以及軸向誤差，保護帽采用波紋管形狀。為排除液壓系統(tǒng)中的空氣，在制動鉗體最高處安裝了一個排氣螺釘。第4章制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇4.1制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機構(gòu)可分為簡單制動，動力制動及伺服制動三大類型，而力的傳遞方式又有機械式，液壓式，氣壓式和氣壓-液壓式的區(qū)別，如下表。表4.1制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式制動力源力的傳遞方式用途型式制動力源工作介質(zhì)型式工作介質(zhì)簡單制動系（人力制動系）司機體力機械式桿系或鋼絲繩僅用于駐車制動液壓式制動液部分微型汽車的行車制動動力制動系氣壓動力制動系發(fā)動機動力空氣氣壓式空氣中，重型汽車的行車制動氣壓-液壓式空氣，制動液液壓動力制動系制動液液壓式制動液私服制動系真空伺服制動系司機體力與發(fā)動機動力空氣液壓式制動液轎車，微，輕，中型汽車的行車制動氣壓伺服制動系空氣液壓伺服制動系制動液（1）簡單制動系簡單制動系即人力制動系，是靠駕駛員作用于制動踏板上或手柄上的力作為制動力源。力的傳遞方式又有機械式和液壓式兩種。機械式靠桿系或鋼絲繩傳力，其結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，工作可靠，但機械效率低，故僅用于中、小噸位叉車的駐車制動裝置中。液壓式簡單制動系通常簡稱為液壓制動系，用于行車制動裝置。其優(yōu)點是作用滯后時間短(0.1～0.3s)，工作壓力高(可達10～12MPa)，輪缸尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機構(gòu)或制動塊壓緊機構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價低。但其有限的力傳動比限制了它在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時會形成氣泡而影響傳輸，使制動效能降低甚至失效。（2）動力制動系動力制動系是以發(fā)動機動力形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部力源進行制動，而駕駛員作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱。在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關(guān)系在動力制動系中便不復(fù)存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當?shù)奶ぐ逍谐?。氣壓制動系是動力制動系最常見的型式，由于可獲得較大的制動驅(qū)動力且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅(qū)動系統(tǒng)的聯(lián)接裝置結(jié)構(gòu)簡單、聯(lián)接和斷開都很方便，因此廣泛用于總質(zhì)量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機、貯氣罐、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產(chǎn)生和撤除均較慢，作用滯后時間較長(0.3～0.9s)，因此在制動閥到制動氣室和貯氣罐的距離較遠時有必要加設(shè)氣動的第二級控制元件——繼動閥(即加速閥)以及快放閥；管路工作壓力較低(一般為0.5～0.7MPa)，因而制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，使非簧載質(zhì)量增大；另外，制動氣室排氣時也有較大噪聲。氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅(qū)動力源的一種制動驅(qū)動機構(gòu)。它兼有液壓制動和氣壓制動的主要優(yōu)點。由于氣壓系統(tǒng)的管路短，作用滯后時間也較短。顯然，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、造價高，故主要用于大噸位叉車上。全液壓動力制動系是用發(fā)動機驅(qū)動油泵產(chǎn)生的液壓作為制動力源。有開式(常流式)和閉式(常壓式)兩種。開式(常流式)系統(tǒng)在不制動時，制動液在無負荷狀況下由油泵經(jīng)制動閥到貯液罐不斷地循環(huán)流動，制動時則借助于閥的節(jié)流而產(chǎn)生所需的液壓進入輪缸。閉式回路因平時保持著高液壓，故又稱常壓式。它對制動操縱的反應(yīng)比開式的快，但對回路的密封要求較高。在油泵出故障時，開式的將立即不起制動作用，而閉式的還有可能利用回路中的蓄能器的液壓繼續(xù)進行若干次制動。全液壓動力制動系除具有一般液壓制動系統(tǒng)的優(yōu)點外，還具有操縱輕便、制動能力強、易于采用制動力調(diào)節(jié)裝置和防滑移裝置等優(yōu)點。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應(yīng)用。各種型式的動力制動系在其動力系統(tǒng)失效使回路中的氣壓或液壓達不到正常壓力時，制動作用即會全部喪失。（3）伺服制動系伺服制動系是在人力液壓制動系中增加由其他能源提供的助力裝置，使人力與動力可兼用，即間用人力和發(fā)動機動力作為制動能源的制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，而在動力伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力（即由伺服制動轉(zhuǎn)變?yōu)槿肆χ苿樱?。按伺服系統(tǒng)能源的不同，可分為真空伺服制動系、氣壓伺服制動系和液壓伺服制動系。其伺服能源分別為真空能（負氣壓能），氣壓能和液壓能。真空伺服制動系是利用發(fā)動機進氣管中節(jié)氣門后的真空度(負壓，一般可達0.05～0.07)作動力源，一般的柴油車若采用真空伺服制動系時，則需有專門的真空源——由發(fā)動機驅(qū)動的真空泵或噴吸器構(gòu)成。氣壓伺服制動系是由發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機提供壓縮空氣作為動力源，伺服氣壓一般可達0.6～0.7。故在輸出力相等時，氣壓伺服氣室直徑比真空伺服氣室直徑小得多。且在雙回路制動系中，如果伺服系統(tǒng)也是分立式的，則氣壓伺服比真空伺服更適宜，因此后者難于使各回路真空度均衡。但氣壓伺服系統(tǒng)的其他組成部分卻較真空伺服系統(tǒng)復(fù)雜得多。液壓伺服制動系一般是由發(fā)動機驅(qū)動高壓油泵產(chǎn)生高壓油液，供伺服制動系和動力轉(zhuǎn)向系共同使用。按照助力特點，伺服制動系又可分為助力式和增壓式兩種。真空助力式（直動式）伺服制動系（如圖6.2所示），伺服氣室位于制動踏板與制動主缸之間，其控制閥直接由踏板通過推桿操縱。駕駛員通過制動踏板直接控制伺服動力的助力大小，并與之共同推動主缸活塞，使主缸產(chǎn)生更高的液壓通向盤式制動器的油缸和鼓式制動器的輪缸。由真空伺服氣室、制動主缸和控制閥組成的總成稱為真空助力器。圖4.1a真空助力式（直動式）伺服制動系回路圖1-制動踏板；2-控制閥；3-真空伺服氣室；4-制動主缸5-貯液罐6-制動信號號燈液壓開關(guān)；7—真空管路；8—真空單向閥；9—前盤式制動油缸；圖4.1b真空增壓式（遠動式）伺服制動系回路圖1—前輪缸；2—制動踏板；3—制動主缸；4—輔助缸；5—空氣濾清器；6—控制閥；7—真空伺服氣室；8—發(fā)動機進氣管；9—真空單向閥；10—真空罐；11—后輪缸；12—安全缸增壓式（遠動式）伺服制動系的回路如圖6.3所示。由真空伺服氣室、輔助缸和控制閥組成的真空伺服裝置位于制動主缸與制動輪缸之間，駕駛員通過制動踏板推動主缸活塞所產(chǎn)生的液壓作用于輔助缸活塞上，同時也驅(qū)動控制閥使伺服氣室工作。伺服氣室的推動力也作用于輔助缸活塞，使后者產(chǎn)生高于主缸壓力的工作油液并輸往制動輪缸。由真空伺服氣室、輔助缸和控制閥等組成的伺服裝置稱為真空增壓器。回路中當通向前輪(或后輪)制動輪缸的管路發(fā)生泄漏故障時，則安全缸內(nèi)的活塞將移位并堵死通往漏油管路的通道。當主缸輸出油管發(fā)生泄漏故障時，增壓式回路中的增壓器便無法控制，而助力式的則較為簡單可靠。在采用雙回路系統(tǒng)時，助力式的一般只需采用一個帶雙腔主缸的助力器；而增壓式的則必須有兩個增壓器使回路更加復(fù)雜，或者仍采用一個增壓器，但在通往前、后輪缸的支管路中各裝一個安全缸，使回路局部地前、后分路。伺服制動系統(tǒng)中的管路液壓與踏板力之間并不存在固有的比例關(guān)系，為了使駕駛員在制動時能直接感受到踏板力與制動強度間的比例關(guān)系，在系統(tǒng)中裝一個控制閥予以保證。本設(shè)計中采用如圖所示的真空助力式伺服制動制動系。4.2真空助力器工作原理圖4.2a真空助力器1.釋放狀態(tài)在此位置，在膜片盤兩側(cè)負壓相同。壓簧克服了作用在控制殼橫斷面上的大氣壓力使膜片盤保持在其起始位置。2.部分制動狀態(tài)在利用制動踏板操縱活塞桿時，分配閥要先斷開踏板側(cè)工作室的真空連接。在進一步運動過程中外部空氣通道打開，由此在膜片盤前建立起大氣壓力，于是在助力器的前后室之間形成支持腳力朝串聯(lián)式制動主缸方向壓膜片盤的壓差。輔助力是壓差和膜片盤平面的產(chǎn)物。通過活塞的向前運動在串聯(lián)主缸中產(chǎn)生液壓。在腳力不變時，串聯(lián)式制動主缸中的活塞、壓桿以及閥活塞向與腳力大小無關(guān)的停車位置移動。橡膠反應(yīng)盤的作用使盤閥活塞靠在分配閥上并停止外部空氣的輸入。為此達到了所謂的在每次改變踏板力時在膜片盤兩側(cè)擴大或縮小壓差的“備用狀態(tài)”。它與踏板力相似提高或降低制動系統(tǒng)的液壓，以此調(diào)整相應(yīng)的減速度。閥活塞橫截面與橡膠反應(yīng)盤的比決定了放大系數(shù)（輸出力與輸入力之比）。圖4.2b真空助力器3.全制動狀態(tài)在全制動狀態(tài)中，踏板側(cè)的工作室至真空室的連接完全關(guān)閉，而外部空氣通道完全打開。對此作用在膜片盤整個范圍內(nèi)的大氣壓力使之達到最大可能的輔助力。此狀態(tài)稱為助力器“調(diào)制點”。這時只有通過繼續(xù)提高操縱力才能繼續(xù)提高串聯(lián)式制動主缸活塞上的力。4.返回當釋放制動踏板時，在兩個室中又重新建立起負壓，并且壓簧使膜片盤和踏板返回到初始位置。第5章總體設(shè)計5.1叉車自重參見（1）表5.1和已有同類型數(shù)據(jù)初選為8300kg。表5.1叉車自重起重量/t12356叉車自重/t2.08.55.2靜軸載滿載：前橋橋載G應(yīng)為滿載叉車總重量的90%左右，保證平衡重式叉車的縱向靜態(tài)穩(wěn)定性。后橋橋載G應(yīng)為滿載叉車總重量的10%左右保證轉(zhuǎn)向所需要的附著力。故滿載：前橋橋載G=0.9(6+8.3)t=0.914.3t=12.87t后橋橋載G=0.1(6+8.3)t=0.114.3t=1.43t空載：前橋橋載應(yīng)為滿載叉車總重量的45%左右，保證平衡重式叉車的縱向靜態(tài)穩(wěn)定性。后橋橋載應(yīng)為滿載叉車總重量的55%左右，保證叉車的橫向穩(wěn)定性。故空載：前橋橋載=0.456t=2.7t后橋橋載=0.556t=3.3t叉車的前懸距（前輪中心到貨叉垂直段前表面）B大約是前輪半徑R的1.4倍（統(tǒng)計得來）。由門架構(gòu)造所決定，變化空間不大。B=1.4R=1.4420mm=588mm5.3自重重心橫向：重心應(yīng)居中，保證嚴格的對稱?？v向：重心距前輪中心的距離L應(yīng)為軸距L的55%左右。L=0.55L=22500.55=1237.5mm高度：重心越低越好。5.4自重估算圖5.4叉車基本假設(shè)：L=0.55L=1237.5mmL=0.1L=225B=1.4R=588L=G(L)/(G+Q)-Q(C+B)/(G+Q)。解出G來：G=[0.1L+C+1.4R]Q/[(0.55-0.1)L]=[(C+1.4R)/(0.45L)+0.22]Q=[(600+588)/0.452250+0.22]6=8.31t此為叉車自重估算的經(jīng)驗公式可供設(shè)計參考。5.5牽引特性5.5.1發(fā)動機功率P=P(凈功率)+P(附件功率)==+P=74.9+P取附件功率10%，考慮行駛時液壓轉(zhuǎn)向等損耗，再增大15%-20%。=1.1574.91.1=94.74Kw故選取90kW的發(fā)動機(朝柴)，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。(2)速比分配取最大轉(zhuǎn)矩約等于額定轉(zhuǎn)矩：==286.5N.m=(G+Q)()==54.26==15.42采用輪邊減速2，主傳動速比為5。5.5.2輪邊減速介紹一般來說，采用輪邊減速是為了提高叉車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。目前采用的輪邊減速，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。從發(fā)動機經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到驅(qū)動橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動叉車車行駛。在這一過程中，輪邊減速的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)過其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。大噸位和某些中噸位叉車的驅(qū)動橋采用了輪邊減速，其優(yōu)點是提高總傳動比，或減小變速器、主減速器、差速器、半軸的載荷和尺寸。輪邊減速多采用行星減速，布置在輪輞內(nèi)部，其中太陽輪為輸入構(gòu)件，大齒圈固定，行星排為輸出構(gòu)件，速比為3.5-5.5。5.6制動性能計算5.6.1選型1操縱機構(gòu)一般小噸位叉車和駐車制動系統(tǒng)可采用機械式操縱機構(gòu)，由拉桿或制動鋼絲繩來操作制動器。為布置方便，中小噸位叉車的行車制動系統(tǒng)更多的采用人力液壓式操縱機構(gòu)，由于叉車制動系統(tǒng)的操作頻繁，大噸位叉車可采用助力式制動操作系統(tǒng)，如真空助力式，氣頂油式，液壓助力式等，在這里停車制動系統(tǒng)操縱機構(gòu)用機械式操縱機構(gòu)，行車用真空助力式(根據(jù)計算結(jié)果定)。2制動器若不值允許，大噸位叉車可采用盤式制動器。這里選用浮鉗式制動器(前已說明)。5.6.2制動力矩1.要求標準規(guī)定：空載叉車以20km/h的車速行駛，制動距離不應(yīng)大于6m。2.制動減速度由，可求出制動減速度。得3制動力由F=Ma,根據(jù)前面估算的叉車質(zhì)量M可求出制動力F。得F=83002.57=21331N4制動力矩T=Fr,由選定的車輪半徑可求出制動力矩T。得T=213310.420.97=8689.4N.m由于存在駕駛員反應(yīng)、制動產(chǎn)生等滯后時間，和摩擦片的磨損、溫度變化、異物進入等情況，留出一定余量，實際的制動力矩應(yīng)大于上述計算值。故取T=8690N.m.5.7機動性能計算5.7.1選型1機構(gòu)類型曲柄滑塊式橫置液壓缸轉(zhuǎn)向機構(gòu)。2操縱方式全液壓式轉(zhuǎn)向操作方式。3最大外輪轉(zhuǎn)角sin通常在50-60范圍內(nèi)。4最大內(nèi)輪轉(zhuǎn)角tan==5.7257,一般為70-80.故所用尺寸符合要求。5.8穩(wěn)定性計算叉車起重量：6t起升高度：H=3000mm載荷中心距：C=600mm自重：G=8.3t軸距：L=2250mm5.8.1縱向靜穩(wěn)定計算根據(jù)平衡重式叉車軸載的基本假設(shè)，可認為進行叉車縱向靜穩(wěn)定實驗時，滿載叉車聯(lián)合重心位于距前輪中心0.1L處，即l=0.1L。根據(jù)平行力系的合成原理可求出滿載叉車聯(lián)合重心的高度為：h=(H+C)根據(jù)縱向靜穩(wěn)定性試驗的通過要求必須滿足相關(guān)規(guī)定，才能保證其縱向靜穩(wěn)定方面的安全性保證，一般情況下，其有特定的公式可進行相關(guān)的計算，計算結(jié)果只是一個范圍，滿足此范圍就行。則由相關(guān)文獻資料得：<=8.82mm5.8.2縱向動穩(wěn)定<=1.53mm5.8.3橫向靜穩(wěn)定=1.0706mm5.8.4橫向動穩(wěn)定=0.9359mm因此，叉車自重重心不應(yīng)大于935mm。綜上叉車自重重心取為930mm。第6章制動器的計算叉車制動時，如果忽略路面對車輪的滾動阻力矩和叉車回轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩，則任一角速度的車輪，其力矩平衡方程為：式中：——制動器對車輪作用的制動力矩，即制動器的摩擦力矩，其方向與車輪旋轉(zhuǎn)方向相反；——地面作用于車輪上的制動力，即地面與輪胎之間的摩擦力，又稱為地面制動力，其方向與汽車行駛方向相反；——車輪有效半徑。由總體設(shè)計計算知：T=8690N.mF=21331N6.1制動器因數(shù)制動器因數(shù)BF表示制動器的效能，又稱為制動器效能因數(shù)。其實質(zhì)是制動器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩，用于評價不同結(jié)構(gòu)型式的制動器的效能。制動器因數(shù)可定義為在制動鼓或制動盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即式中：——制動器的摩擦力矩；R——制動鼓或制動盤的作用半徑；P——輸入力，一般取加于兩制動蹄的張開力(或加于兩制動塊的壓緊力)的平均值為輸入力。對于鉗盤式制動器，兩側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力均為P，則制動盤在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為2P（為盤與制動襯塊間的摩擦系數(shù)），于是鉗盤式制動器的制動器因數(shù)為式中：f為摩擦系數(shù)，本設(shè)計中取f=0.45；則BF=0.96.2盤式制動器主要參數(shù)的確定6.2.1制動盤直徑D制動盤直徑D應(yīng)盡可能取大些，這是制動盤的有效半徑得到增大，可以減小制動鉗的夾緊力，降低襯塊的單位壓力和工作溫度，受輪輞直徑的限制，制動盤的直徑通常選擇為70％～79％，而總質(zhì)量大于總質(zhì)量大于2t的汽車應(yīng)取上限。在本設(shè)計中：輪輞直徑為15in即D=15=381mm則制動盤直徑D=0.79381=300.99mm,由《機械設(shè)計手冊》查得取D=315mm6.2.2制動盤厚度h制動盤厚度h直接影響著制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動盤厚度又不宜過小。制動盤可以制成實心的，而為了通風(fēng)散熱，又可在制動盤的兩工作面之間鑄出通風(fēng)孔道。通常，實心制動盤厚度可取10mm-20mm；具有通風(fēng)孔道的制動盤的兩工作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為20mm-50mm,但多采用20mm-30mm。在本設(shè)計中：制動器采用通風(fēng)盤，取厚度h=30mm；6.2.3摩擦襯塊內(nèi)半徑與外半徑推薦摩擦襯塊外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5.若此比值偏大，工作時襯塊的外緣與內(nèi)側(cè)圓周速度相差較多，磨損不均勻，接觸面積減小，最終將導(dǎo)致制動力矩變化大。在本設(shè)計中：取=112mm,=157mm6.2.4摩擦襯塊工作面積A鉗盤式制動器的摩擦材料要求有較高的耐磨，耐溫，耐壓的性能，襯塊面積可由下式計算：==40cmP——分泵中的油壓，單位為N/cm?！直没钊娣e。單位為cm。[p]——襯塊許用壓強。單位為N/cm，一般可取[p]=300N/cm。6.3盤式制動器制摩擦襯塊的磨損特性計算摩擦襯片(襯塊)的磨損，與摩擦副的材質(zhì)、表面加工情況、溫度、壓力以及相對滑磨速度等多種因素有關(guān)，因此在理論上要精確計算磨損性能是困難的。但試驗表明，摩擦表面的溫度、壓力、摩擦系數(shù)和表面狀態(tài)等是影響磨損的重要因素。叉車的制動過程是將其機械能(動能、勢能)的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃慷纳⒌倪^程。在制動強度很大的緊急制動過程中，制動器幾乎承擔(dān)了耗散叉車全部動力的任務(wù)。此時由于在短時間內(nèi)熱量來不及逸散到大氣中，致使制動器溫度升高。此即所謂制動器的能量負荷。能量負荷愈大，則襯片(襯塊)的磨損愈嚴重。6.3.1比能量耗散率制動器的能量負荷常以其比能量耗散率作為評價指標。比能量耗散率又稱為單位功負荷或能量負荷，它表示單位摩擦面積在單位時間內(nèi)耗散的能量，其單位為。=式中：——叉車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；——汽車總質(zhì)量；——叉車車制動初速度，；計算時取=20km/h——制動減速度，m／s2，計算時取j=a；——制動時間，；A——前、后制動器襯片(襯塊)的摩擦面積；在緊急制動到時，并可近似地認為，則有比能量耗散率過高會引起襯片（襯塊）的急劇磨損，還可能引起制動鼓或制動盤產(chǎn)生龜裂。推薦：取減速度j=a，制動初速度：叉車用20km/h、鼓式制動器的比能量耗散率以不大于3W/為宜。取同樣的和j時，叉車的盤式制動器的比能量耗散率以不大于8.0為宜。符合要求。6.3.2比滑磨功磨損和熱的性能指標也可用襯塊在制動過程中由最高制動初速度至停車所完成的單位襯塊面積的滑磨功，即比滑磨功來衡量：式中：——叉車總質(zhì)量，kg；——叉車最高制動車速，m/s——車輪制動器各襯塊的總摩擦面積，——許用比滑磨功，對叉車取600-800J/cm可求得：，滿足要求。6.4動力矩的計算圖6.4盤式制動器的計算用圖盤式制動器的計算用簡圖如圖所示，假設(shè)襯塊的摩擦表面與制動盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動器的制動力矩為式中：——摩擦系數(shù)，取值0.45；F——單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力R——作用半徑，取為135mm。鉗盤式制動器的作用半徑計算用圖采用常見的扇形摩擦襯塊，其徑向尺寸不大，取R平均半徑或有效半徑已足夠精確。如圖所示，平均半徑為式中：，——扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。（）在任一單元面積RdR上的摩擦力對制動盤中心的力矩為，式中為襯塊與制動盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為得有效半徑為令，則有：=135mm因，，故。當，，。但當m過小，即扇形的徑向?qū)挾冗^大時，陳快摩擦表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大，磨損將不均勻，因而單位壓力分布將不均勻，則上述計算方法失效。本次設(shè)計取有效半徑為135mm。由上述可求得單側(cè)制動塊壓緊力第7章液壓制動驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計計算為了確定制動主缸及制動輪缸的直徑，制動踏板與踏板行程，踏板機構(gòu)傳動比，以及說明采用增壓或助力裝置的必要性，必須進行如下的設(shè)計計算。7.1制動輪缸直徑與工作容積制動輪缸對制動蹄或制動塊的作用力F與輪缸直徑及制動輪缸中的液壓P有如下關(guān)系：式中：——考慮制動力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或管路液壓，=8～12MPa。本設(shè)計制動輪缸液壓取p=8Mpa。對于P因為=2f另外由T。經(jīng)受力分析可知單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力N應(yīng)等于制動輪缸對制動塊的作用力F。所以F=，求得F=11964.75N則d=43.64mm.制動管路液壓在制動時一般不超過10～12MPa，對盤式制動器可再高些。壓力愈高輪缸直徑就愈小，但對管路特別是制動軟管及管接頭則提出了更高的要求，對軟管的耐壓性、強度及接頭的密封性的要求就更加嚴格。根據(jù)GB7524-87輪缸直徑應(yīng)在標準規(guī)定的尺寸系列中選取，輪缸直徑的尺寸系列為：14.5，16，17.5，19，22，24，25,28，30，32，35，38，40，45，50，55mm。故在本設(shè)計中輪缸直徑選為45mm。反算得：p=7.5Mpa一個輪缸的工作容積：式中：d——一個輪缸活塞的直徑；n——輪缸的活塞數(shù)目；——一個輪缸活塞在完全制動時的行程：在初步設(shè)計時，對盤式制動器可取=2～2.5mm。（取=2mm）——消除制動蹄(制動塊)與制動鼓(制動盤)間的間隙所需的輪缸活塞行程，對鼓式制動器約等于相應(yīng)制動蹄中部與制動鼓之間的間隙的2倍；——因摩擦襯片(襯塊)變形而引起的輪缸活塞行程，可根據(jù)襯片(襯塊)的厚度、材料彈性模量及單位壓力計算；，——鼓式制動器的蹄與鼓之變形而引起的輪缸活塞行程，試驗確定。全部輪缸的總工作容積：式中：m——輪缸數(shù)目。在本設(shè)計中取m=6；求：全部輪缸的工作容積V=V=19075.5mm7.2制動主缸直徑與工作容積主缸的直徑應(yīng)符合系列尺寸，主缸直徑的系列尺寸為：14.5，16，17，19，20.5，22，26，28，32，35，38，42，46mm。制動主缸應(yīng)有的工作容積式中：——制動軟管在液壓下變形而引起的容積增量?！枯喐椎目偣ぷ魅莘e。在初步設(shè)計時，考慮到軟管變形，轎車制動主缸的工作容積可取為；V將V=V=19075.5mm代入得：V主缸活塞直徑和活塞行程可由下式確定：一般=（0.8～1.2），取=代入上式得：=29.84mm查制動主缸直徑標準，在本設(shè)計中取=30mm，=30mm7.3制動踏板力與踏板行程制動踏板力的驗算公式：式中：——主缸活塞直徑；——制動管路的液壓；——踏板機構(gòu)傳動比，，一般為2～5；（在本設(shè)計中取4）——踏板機構(gòu)及制動主缸的機械效率，0.85～0.95。取0.95根據(jù)上式得：=1394.4>500N所以需要加裝助力器式中：I——真空助力比，取4。=1394.4/4=278.9N<500N符合要求。制動踏板的工作行程為：式中：——主缸中推桿與活塞間的間隙；（取=1mm）——主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔所經(jīng)過的行程。（取=0.5mm）將上述代入得：x=126mm踏板全行程對轎車不應(yīng)超過100mm-150mm，對貨車不應(yīng)該超過170mm-180mm，符合設(shè)計要求。第8章制動主缸及傳遞單元介紹8.1制動主缸為了提高叉車的行駛安全性，根據(jù)相關(guān)要求，一些叉車的行車制動裝置均采用了單回路制動系統(tǒng)。叉車制動主缸采用串列雙腔制動主缸。如圖所示，該主缸相當于兩個單腔制動主缸串聯(lián)在一起而構(gòu)成。儲蓄罐中的油經(jīng)每一腔的進油螺栓和各自旁通孔、補償孔流入主缸的前、后腔。在主缸前、后工作腔內(nèi)產(chǎn)生的油壓，分別經(jīng)各自得出油閥和各自的管路傳到前、后制動器的輪缸。主缸不制動時，前、后兩工作腔內(nèi)的活塞頭部與皮碗正好位于前、后腔內(nèi)各自得旁通孔和補償孔之間。當踩下制動踏板時，踏板傳動機構(gòu)通過制動推桿推動后腔活塞前移，到皮碗掩蓋住旁通孔后，此腔油壓升高。在液壓和后腔彈簧力的作用下，推動前腔活塞前移，前腔壓力也隨之升高。當繼續(xù)踩下制動踏板時，前、后腔的液壓繼續(xù)提高，使前、后制動器制動。圖8.1制動主缸工作原理圖撤出踏板力后，制動踏板機構(gòu)、主缸前、后腔活塞和輪缸活塞在各自的回位彈簧作用下回位，管路中的制動液在壓力作用下推開回油閥流回主缸，于是解除制動。若與前腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，只有后腔中能建立液壓，前腔中無壓力。此時在液壓差作用下，前腔活塞迅速前移到活塞前端頂?shù)街鞲赘左w上。此后，后缸工作腔中的液壓方能升高到制動所需的值。若與后腔連接的制動管路損壞漏油時，則踩下制動踏板時，起先只有后缸活塞前移，而不能推動前缸活塞，因后缸工作腔中不能建立液壓。但在后腔活塞直接頂觸前缸活塞時，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液壓而制動。由此可見，采用這種主缸的回路液壓制動系，當制動系統(tǒng)中任一回路失效時，串聯(lián)雙腔制動主缸的另一腔仍能工作，只是所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車制動距離增長，制動力減小。大大提高了工作的可靠性。8.2傳遞單元8.2.1制動液在制動系統(tǒng)的液壓部分中，制動液是在串聯(lián)式制動主缸、車輪制動器以及必要時還有制動液壓控制單元間傳遞能量的介質(zhì)。其任務(wù)是在工作溫度范圍內(nèi)把液壓可靠地傳遞到制動部件。其附加任務(wù)是對密封件、活塞和閥運動體進行潤滑和防腐8.2.2制動管路和軟管耐高壓的制動管管路、制動軟管管路和加固的軟管管路用作連接制動系統(tǒng)液壓部件。對制動管路的主要要求是耐壓性，機械承載能力，接收容積小，耐油、燃料、鹽水腐蝕以及熱穩(wěn)定性。制動金屬管管路用作不活動接點閥間的液壓連接。它是由雙繞硬焊的鋼管組成。為了能抵抗環(huán)境影響而對其表面進行鍍鋅處理并套上塑料管制動軟管管路是用作如轉(zhuǎn)向軸、制動鉗等活動的、強動態(tài)負荷的部件的過度件。它即使在極端條件下也能將制動液壓力可靠地傳遞到制動器。制動軟管管路是由一條內(nèi)軟管、一層作為承壓的織物和保護外部對承壓層影響的外部膠層組成。加固軟管管路（撓性管路），其結(jié)構(gòu)類似于在可活動的動態(tài)負荷件間的制動管路。它是由用優(yōu)質(zhì)鋼編織層作為承壓的聚四氟乙烯管路和一層其他熱塑料性彈性體作為保護層組成。由于它具有一定撓性，所以只用作連接運動小的部件，例如由于制動摩擦片的磨損而出現(xiàn)制動鉗上的運動。撓性管路對固體聲傳遞起阻尼作用。第9章制動性能分析叉車的制動性是指叉車在行駛中能利用外力強制地降低車速至停車或下長坡時能維持一定車速的能力。9.1制動性能評價指標叉車制動性能主要由以下三個方面來評價：1）制動效能，即制動距離和制動減速度；2）制動效能的穩(wěn)定性，即抗衰退性能；3）制動時汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。9.2制動效能制動效能是指在良好路面上，叉車以一定初速度制動到停車的制動距離或制動時汽車的減速度。制動效能是制動性能中最基本的評價指標。制動距離越小，制動減速度越大，叉車的制動效能就越好。9.2.1制動減速度制動系的作用效果，可以用最大制動減速度及最小制動距離來評價。假設(shè)汽車是在水平的，堅硬的道路上行駛，并且不考慮路面附著條件，因此制動力是由制動器產(chǎn)生。此時其中——汽車最大制動力矩——車輪有效半徑m——汽車滿載質(zhì)量求得a=2.6m/s>2.57m/s所以符合要求。9.2.2制動距離S制動距離直接影響著汽車的行駛安全，由下式?jīng)Q定：式中：——制動機構(gòu)滯后時間，即踩下制動踏板克服回位彈簧力并消除制動蹄片制動鼓間的間隙所需時間，s；——制動器制動力增長過程所需時間，s；——制動器的作用時間，一般在0.2-0.9s之間；——制動初速度，。取20km/小時。求得：s=理論符合要求，具體應(yīng)以實驗為準。9.3制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰性能。叉車在高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度。因為制動過程實際上是把叉車行駛的動能通過制動器吸收轉(zhuǎn)換為熱能，所以制動器溫度升高后能否保持在冷態(tài)時的制動效能，已成為設(shè)計制動器時要考慮的一個重要問題。本設(shè)計均采用了浮動鉗盤式制動器，正是考慮到了其制動效能的恒定因素，尤其是前制動盤選用了通風(fēng)式的，這大大提高了制動效能的恒定性。9.4制動時叉車的方向穩(wěn)定性制動過程中叉車維持直線行駛，或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為方向穩(wěn)定性。影響方向穩(wěn)定性的包括制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力三種情況。制動時發(fā)生跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力時，叉車將偏離給定的行駛路徑。因此，常用制動時叉車按給定路徑行駛的能力來評價叉車制動時的方向穩(wěn)定性，對制動距離和制動減速度兩指標測試時都要求了其試驗通道的寬度。方向穩(wěn)定性是從制動跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力等方面考驗。制動跑偏的原因有兩個：1）叉車左右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動器制動力不相等。2）制動時懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運動學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）前者是由于制動調(diào)整誤差造成的，是非系統(tǒng)的。而后者是屬于系統(tǒng)性誤差。第10章手制動系統(tǒng)叉車制動器按其在叉車上的位置分為車輪制動器和中央制動器，前者安裝在車輪處，后者安裝在變速器輸出端，并用手拉操縱桿進行操縱，故又稱為手制動，由于中小噸位叉車的結(jié)構(gòu)緊湊，往往把停車制動附在腳制動上，形成兩套操縱系統(tǒng)共用一套制動器的局面，這樣做雖然離兩套制動系統(tǒng)的要求有一定差距，但由于中小噸位叉車采用剛性連接的傳統(tǒng)系統(tǒng)時，確實沒法安排中央盤式停車制動器，加上叉車的車速比較低，大家也就這么用著。好在手制動采用機械式制動操作系統(tǒng)，可靠性比較高，能對腳制動的人力液壓式制動系統(tǒng)起到一定的備份作用。當布置上允許時則盡可能采用中央盤式停車制動器。由于位于變速器輸出端，與驅(qū)動車輪之間有驅(qū)動橋主傳動速比，因此需要的制動力矩比較小，制動操縱力也就比較小。本次設(shè)計取實心盤，盤厚為12mm，直徑300mm。設(shè)計計算圖10叉車停在斜坡上設(shè)計手剎時應(yīng)把其在極限位置處進行建模計算，叉車的極限位置是其處在最大爬坡度時，其所應(yīng)克服的轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩，也就是設(shè)計計算所用到的轉(zhuǎn)矩，叉車的最大爬坡度是指其載有額定起重量時，以最低穩(wěn)定速度（>2km/h）所能爬上的長為規(guī)定的最陡坡道的坡度值。典型值為20%。如圖所示，當叉車停在斜坡上時，應(yīng)有沿坡道牽引力F=mgsina。則F=830010sin11.3=16268N若想讓叉車停止在此坡道上，則制動器所能提供的制動力矩應(yīng)能克服其重力沿坡道向下分力所產(chǎn)生的力矩。應(yīng)有T=Fr。其中r為車輪有效半徑則T=162680.420.97=6627.6N.m由前面知，i5=10則安裝在減速器末端的中央盤式制動器所需產(chǎn)生的力矩為T=取T=662.8N.m又T=2pr=2P0.4r其中r制動盤半徑，取為150mm.P作用在盤上的單側(cè)壓緊力。摩擦襯片的摩擦系數(shù)，取為0.4.則P=則手剎力F==138N符合要求摩擦塊的工作面積：A==9.2cm圖10b中央盤式制動器中央盤式制動器的制動原理跟行車盤式制動系統(tǒng)的設(shè)計過程大體一樣，都是先計算制動力矩，然后根據(jù)制動力矩確定作用在盤上的壓緊力，再根據(jù)壓緊力設(shè)置合理的省力裝置，直至達到要求。不同點就是制動力矩所滿足的條件不同，行車制動系統(tǒng)需滿足叉車空載以20km/h的速度行駛，制動距離小于6m；停車制動系統(tǒng)要求其處在最大爬坡度時能可靠停住。關(guān)于摩擦塊面積，二者計算過程及原理完全相同。總結(jié)本次設(shè)計是我大學(xué)四年來最后一次做的設(shè)計，相對之前的課程設(shè)計來說，用時最長，用心最多的一次設(shè)計，在設(shè)計過程中我學(xué)到了很多知識。這次設(shè)計是在開學(xué)后做完課程設(shè)計后開始的，指導(dǎo)老師為衛(wèi)良保衛(wèi)老師。老師給我們布置完設(shè)計任務(wù)時，告訴我們，前期要大量的搜集資料，完后在開始設(shè)計。所以在開始的前兩個星期，我一直在搜集資料，包括看教材，到圖書館借閱有關(guān)書籍，到網(wǎng)上瀏覽、下載各種有關(guān)資料，搜集完資料后，我就開始整理資料，邊整理，邊消化。在這過程中我收獲很多，首先就是遇到不懂的東西，我可以從橫多方面去解決它，比如與同學(xué)討論，上網(wǎng)搜集，上圖書館借閱有關(guān)書籍等等。消化完資料，我發(fā)現(xiàn)其實行業(yè)中關(guān)于叉車的資料不是太多，在咨詢過老師的意見后，我開始參考汽車制動器的相關(guān)算例開始設(shè)計。在設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)其實叉車與汽車的制動系統(tǒng)，有些相同有些不相同，所以，必須辯證的對待自己所用到的資料。為了幫助同學(xué)更好的做好畢業(yè)設(shè)計，學(xué)校組織同學(xué)到工廠去實習(xí)，我們到的是上海，帶隊老師是衛(wèi)老師，陶老師，渠老師三位老師。我們先后參觀了柳工上海叉車廠，上海力至優(yōu)叉車廠。通過參觀，我對叉車有了進一步的了解，在參觀過程中，我特別留意了叉車的制動系統(tǒng)。我發(fā)現(xiàn)，叉車大部分用的是蹄式制動器，盤式制動器很少發(fā)現(xiàn)。但是，一般情況下，對于大噸位的叉車，最好用盤式制動器。所以參觀回來后，我對自己所做的設(shè)計更為明確，于是我參照柳工上海叉車廠的相關(guān)數(shù)據(jù)，定型后，很快就進行了設(shè)計計算。經(jīng)過一段時間，我很快就算完啦。正趕上中期檢查，于是我就匯報了自己的進度。老師在這過程中，給我提出了一些錯誤和需要注意的地方。下來后，我反復(fù)計算，終于更正完畢。算完后，我就開始了畫圖，在這過程中，我翻閱了很多文獻資料，每天不停歇的進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計及構(gòu)想，很快就畫完了圖。在畫圖過程中，我有加深了對二維畫圖工具的學(xué)習(xí)，受益匪淺?；叵氘厴I(yè)設(shè)計以來所經(jīng)歷的種種，我感慨萬千，在自己的日記本上寫了很多心得體驗，相信這對我以后的發(fā)展幫助很大。參考文獻[1]陶元芳衛(wèi)良保叉車構(gòu)造與設(shè)計機械工業(yè)出版社2011.7[2]劉希恭譯制動技術(shù)手冊機械工業(yè)出版社2011.7[3]成大先機械設(shè)計手冊第五版[4]陸植叉車設(shè)計機械工業(yè)出版社1991[5]曹瑋汽車底盤設(shè)計[6]劉惟信汽車制動系的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算清華大學(xué)出版社2004.1[7]齊曉杰制動系統(tǒng)化學(xué)工業(yè)出版社2005.5致謝在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，我非常感謝衛(wèi)良保老師對我從選題，構(gòu)思到最后完成畢業(yè)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)設(shè)計。在學(xué)習(xí)中,老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學(xué)精神，將永遠激勵著我。在學(xué)校中我還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。附錄：TheBrakesThebrakesfunctionbyabsorbinginfrictiontheenergypossessedbythemovingcar.Insodoingtheyconverttheenergyintohear.Therearetowtypesofbrakes,thedrumbrakeandthediscbrake.Eitherorbothtypesmaybefitted.Butwherebothtypesareuseditisusualforthediscbrakestobefittedtothefrontwheels.Inbothdrumanddiscbrakes,ahydraulicsystemappliesthebrakes.Thehydraulicsystemconnectsthebrakepedaltothebrakepartsateachwheel.1、DrumBrakesThedrumbrakeconsistsofapairofsemicircularbrakeshoesmountedonafixedbackplateandsituatedinsideadrum.Thisdrumisfixedtotheroadwheelandrotateswithit.Oneendofeachshoeisonapivotandaspringholdstheotherendincontactwiththepistonofahydrauliccylinder.(Infrontbrakesitisusualtousetwohydrauliccylindersinordertoequalizethepressuresexertedbytheshoes,asshowninFig.7.1)Eachshoeisfacedwithmaterial,knownasbrakelining,whichproduceshighfrictionalresistance.Thehydraulicsystemcomprisesamastercylinderandtheslavecylinderswhicharethecylindersontheroadwheels.Theslavecylindersareconnectedtothemastercylinderbytubingandthewholesystemisfilledwithhydraulicfluid.Apistoninthemastercylinderisconnectedtothebrakepedal,sothatwhenthedriverdepressesthepedalthefluidisforcedouttoeachslavecylinderandoperatestheirpistons.Thefluidpushesthepistonsoutoftheircylinders.They，inturn,pushagainsttheinnerendsofthebrakeshoesandforcethemagainstthedrumsineachwheel.Wesaythatthebrakesareon.Thisfrictionoftheshoesagainstthedrums,whicharefixedtotheroadwheels,slowsdownorstopsthecar.Asthebrakepedalisallowedtocomeup,thehydraulicfluidreturnstoitsoriginalposition,thepistonsretract,andaspringattachedtoeachbrakeshoereturnsitalsotoitsoriginalposition.Freeofthebrakedrum.Nowwesaythatthebrakesareoff.(Fig.7.2)Thebrakesmayalsobeoperatedbymechanicallinkagesfromthefootpedalandhandbrakelever.Commonpracticeistooperatebothfrontandrearbrakeshydraulicallywithasecondarymechanicalsystemoperatingtherearbrakesonlyfromthehandlever.Oneofthegreatadvantagesofhydraulicoperationisthatthesystemisself-balancing,whichmeansthatthesamepressureisautomaticallyproducedatallfourbrakes,whereasmechanicallinkageshavetobeverycarefullyadjustedforbalance.Ofcourse,ifmorepressureisputononeofthebrakesthanontheothersthereisadangerthatthecarwillskid.Themechanicallinkageontherearbrakesisasystemofrodsorcablesconnectingthehandbrakelevertothebrake-shoemechanism,whichworkentirelyindependentlyofthehydraulicsystem.Drumbrakesarepronetoareductioninthebrakingeffort,knownas“fade”,causedbytheoverheatingofthebrakeliningsandthedrum.Fadecanaffectalloronlysomeofthebrakesatatime,butitisnotpermanent,andfullefficiencyreturnsassoonasthebrakeshavecooleddown.However,fadingisunlikelytooccurexceptafterthebrakeshavebeenusedrepeatedlyinslowingthecarfromahighspeedorafterbrakingcontinuouslydownasteephill.Descendingsuchahill,itwouldhavebeenpreferabletouseenginebrakingbychangingdownintoalowergear.Drumbrakescanbemadelesspronetofadebyimprovingthecoolingarrangements,byarrangingformoreairtobedeflectedoverthem,forexample.2DiscBrakesThediscbrakeconsistsofasteeldiscwithfrictionpadsoperatedbys