第五章 轮胎式工程机械制动系统

二、盘式制动器组成
制动盘 制动钳 制动块
活塞 制动钳体 活塞密封圈 防尘罩
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三、盘式制动器的特点
盘式制动器与鼓式制动器相比较，有以下优点： 1．散热能力强，热稳定性好。受热后，制动盘只在径向膨胀，不会
影响制动间隙； 2．抗水衰退能力强。受水浸后，在离心力作用下被很快甩干，摩擦
衬片上的剩水也由于压力高而容易挤出，一般仅需要一到二次制动后 即可恢复正常。 3．制动时的平顺性好。 4．结构简单，维修方便。 5．制动间隙小，便于自动调节。 盘式制动器的不足之处是： 1．制动时无助势作用，故要求管路液压比鼓式制动器的高。 2．防污性差，制动衬片磨损较快。
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2、带式制动器的作用特性
制动轮上的制动圆周力：
F S1 S2
圆周力产生的制动力矩：
M FR (S1 S2 )R （1）
S1—制动带紧边拉力 S2 —制动带松边拉力 R —制动鼓半径
根据带传动的欧拉公式：
带式制动器受力简图 （a）单端拉紧式；（b）双端拉紧式；（c）浮动式
S1 S2e （2）
Y1

a1 c1
c1 e1
P
代入上式，得
F1 F1μ
M 1

ห้องสมุดไป่ตู้
a1 c1
c1 e1
Pr1
取右蹄为分离体，则左蹄的制动力矩
M 2 Y2r1
由 M O 0
得 P1(a1 c1) Y2e2 Y2a1 0
Y2

a1 c1
a1 e2
P1
F1μ F2
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4
二、带式制动器
原理：制动带压紧制动轮产生摩擦力来实现制动。
带式制动器一般有单端拉紧式（图5-9a）、双端拉紧式（图5-9b）和 浮动式（图5-9c）等类型。
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1、带式制动器的结构
带式制动器的结构 1-制动带；2-制动轮；3-连杆；
4-松闸液压缸；5-上闸弹簧
制动带一般用薄钢板支承，工作表面上钉有摩擦材料。 为了保证分离彻底，当制动器松闸时，应使制动带与制动轮之间形 成0.8~1.5mm的径向间隙。
1）单端拉紧式
如果制动鼓按图中顺时针方向进行制动时，则松边为操纵端，紧边为固
定端，此时，操纵力P正为：
a
P顺 S2 l
（5）
如果机器反向（逆时针）制动时，则紧边为操纵端，松边为固定端，图
a中S1和S2对调，此时，操纵力P2为：
P逆

S1
a l
（6）
由于 S1 S2e ，所以 P逆 P顺e
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1-制动盘 2-制动钳体 3-制动块 4-活塞 5-进油口 6-导向销 7-制动钳支架
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2、全盘式制动器
全盘式制动器中摩擦副旋转元件和固定元件都是圆盘形的，制 动时，两盘摩擦表面完全接触，作用原理如同摩擦式离合器。
结构特点：制动盘通过内齿与轮毂相连，与车轮一起转动；摩
擦盘通过外齿与固定在桥壳的凸缘上的制动器壳相连。
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2）浮动钳式
结构特点：只有一个轮缸活塞，制动钳体可沿导向销浮动。 工作原理：制动时，来自制动总泵的液压油通过油道进入 制动油缸，推动活塞及其制动块向右移动，并压到制动盘 上，由于制动盘给活塞一个向左的反作用力，使得活塞向 右的运动停止，而且推动制动钳体沿导向销向左移动，带 动制动盘右侧的制动块也压到制动盘上。此时，两侧的制 动块都压在制动盘上，夹住制动盘使其制动。
（7）
可见：（1）经常正反运行作业的机械，要想正向和反向制动效果相同，即
正纵反 力转 相的 差制e动倍力。矩M相同，正反转是S1和S2数值不变，则两种情况施加的操 （2）如果加相同的操纵力，则正反运行的制动效果相差 e 倍。
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2）双端拉紧式
如图（b）所示，操纵时
同时拉紧制动带的两端， 当力臂a=b时，制动鼓以 不同方向旋转，S1和S2位 置互换，数值相等，操纵 力相等。
M1

M 2

2
1
Pr1

2
1
1 1

Pr1
（2）单向自动增力式制动器的制动力矩计算。（分析和计算方法同上，略）
M1 M2
2
1
P1r
2
1
P2 r
假设制动器制造情况相同，即P1=P2=P，则 M1 M 2 1
M1 M2 1
制动盘标准厚度为 10mm，使用极限为 8mm
制动衬片摩擦片的厚 度为14mm (不包括底 板)，使用极限为7mm
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1.浮钳型盘式制动器主要由
、
、
2.盘式车轮制动器活塞密封圈的作用是：
、
等零件组成。
和
。
3.在操纵力相同的情况下，关于带式制动器的制动效果，下列说法正确 的是（ ） A.单端拉紧式制动器的正反制动效果相同，而且制动力矩最大 B.双端拉紧式制动器的正反制动效果相同，而且制动力矩最大 C.浮动式制动器的正反制动效果相同，而且制动力矩最大 D.以上均不正确
P

S2
a l
带式制动器受力简图 （a）单端拉紧式；（b）双端拉紧式；（c）浮动式
如果操纵杆件尺寸位置设计合理，这种形式的正反制动效果相同， 操纵都省力，缺点就是结果较复杂。
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三、盘式制动器
一、制动原理
盘式制动器是由摩擦衬块从两侧夹紧与车轮一起旋转的制 动盘后产生制动的装置。
固定元件安装于固定车桥上，制动盘和转动件相连。制动 时，固定元件压紧在制动盘上，利用摩擦力实现制动。
四、分类
钳盘式制动器
1、固定钳盘式制动器
2、浮动钳盘式制动器
全盘式制动器
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1、钳盘式制动器
钳盘式制动器的固定元件是制动块，装在与车桥连接且 不能绕车轴轴线旋转的制动钳中。制动块与制动盘接触面积 很小。工程机械常用的车轮制动器形式。
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1）固定钳式
结构特点：有两个轮缸及活塞，制动钳体是固定的。 制动原理：制动时，制动油液由制动总泵(制动主缸)经进油 口进入钳体中两个相通的液压腔中，将两侧的制动块压向与 车轮固定连接的制动盘，从而产生制动。 性能特点：除活塞和制动块外无滑动件，刚度好；制造容易， 能适应不同回路驱动要求；尺寸大，布置困难，产生热量多。
P

(S1

S2
)
a l
带式制动器受力简图 （a）单端拉紧式；（b）双端拉紧式；（c）浮动式
因此，在双端拉紧式带式制动器中，如果力臂a=b，则正反旋转制动时， 施加相同的操纵力P，可得到同样的制动效果（制动力矩M相等）。
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3）浮动式
如图（c）所示，操 纵端始终与制动带松边相 连。因为在浮动式制动器 结构中，随着制动鼓制动 方向的改变，制动带的操 纵端和固定端也相应的变 化。
2、原理： 制动时，制动液被压入液压工作缸推
动活塞移动，橡胶密封圈的刃边在摩擦作 用下也随活塞移动，产生弹性变形。当解 除制动力时，便靠密封圈的变形弹力迫使 活塞退回，从而恢复制动块与制动盘之间 的间隙。
3、制动间隙自动调整 当磨损使制动间隙过大时，在制动过
程中密封圈的变形量已达到极限值⊿以后 ，活塞克服密封圈的摩擦力仍继续移动直 到完全制动为止。但解除制动力后密封圈 使活塞退回的距离仍为⊿，即保持制动器 间隙为⊿。活塞密封圈所起的作用是保证 制动解除后活塞回位和自动调整制动器的 间隙。
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3、盘式制动器的制动间隙调整
制动过程中，制动块与制动盘间存在着相对的运动，两者 均有不同程度的磨损，制动盘、制动块磨损后，制动器的间隙 会增大，这样一来，制动时活塞的运动行程会增加，制动器开 始起作用的时间增长，制动效果下降。因此，制动器的间隙应 随时调整。
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1、制动间隙：制动块与制动盘之间的分离间 隙，每边只有约0.1mm，等于密封圈的变 形量。
P1
3
由于P1是左蹄施予右蹄的推力，因此在左蹄的n端形成大小相等，方向 相反的反作用力，根据左蹄受力平衡，得
P P1 Y1 0
P1

Y1

P

a1 c1

e1 e1
P
代入上式，得
M 2

a1 c1
a1 e2
a1 e1 c1 e1
Pr1
为了有数量概念，可以近似取a1=c1=e1=e2,则
4.说出图中各构件的名称，并简述浮动 钳盘式制动器的工作过程。
5.与鼓式制动器相比，盘式制动 器有哪些优、缺点。
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6.以下制动器也叫双向助势制动器的是（ ）。
A
B
C
D
7.以上制动器也叫浮蹄式制动器的是（ ）。 8.关于以下制动器的名称，正确的是（ ）。
A.双领蹄式制动器
B.对称平衡式制动器 C.自动增力式制动器
e—自然对数底，2.72；μ—制动带和制动鼓之间的摩擦系数；α—制动带的包角（弧度）
联立（1）和（2）式，求解：
M S2 (e 1)R
M

S1 (1
1 e
)R

S1
e
e
1
R
（3） （4） 7
3、带式制动器的制动效能分析
制动效能：单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩。
第五章 轮胎式工程机械制动系统
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内容回顾：
试计算单向自动增力式和简单非平衡式制动器的逆 时针旋转的制动力矩之比
F1 F1μ
F2μ F2
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解：（1）单向自动增力式制动器的制动力矩计算。 取左蹄为分离体，则左蹄的制动力矩
M1 Y1r1
式中r1为制动鼓半径。
由 M n 0 得
P(a1 c1) Y1e1 Y1c1 0