门机旋转制动器难以踩下原因分析及解决方案

门机旋转制动器难以踩下原因分析及解决方案

摘要：M10-30门机自交机之始就存在着旋转制动器刹车踩下去很费力的问题，交机之后司机对次反映颇多，厂家也进行过增加司机踏板面积，以及加长踩踏制动臂的尝试，但是效果不明显。我仔细的研究了制动器的主要部件，查找缘由。对旋转制动器出现此问题的一些原因进行分析，对一些主要的原因提出解决方案，并对实际的解决过程进行总结。

关键词：旋转；踩踏力；面积；缸头；弹簧

Abstract: M10-30 door machine from the beginning of the existence of rotating machine brake pedal on a very laborious, make engine drivers on reflecting a lot, manufacturers have been increased driver pedal area, and lengthened the pedal brake arm attempts, but the effect is not obvious. I carefully studied the brake main components, find the reason. The rotary brake has this problem are some of the reasons were analyzed, and some main reasons and put forward solutions, and the solution process are summarized.

Key words:Rotation；Pedal force；The measure of area；Cylinder head；Spring

一.门机旋转制动器介绍及工作原理

（1）旋转制动器介绍

门机旋转制动器属于常开式块式制动器，其基本的形式如上图1所示。通过司机的脚踏力来控制回转制动力矩，以求平衡制动，刹车没有踩时，制动器处于打开状态，刹车踩下时，分泵油缸拉动拉杆，产生制动力矩，制动器制动。回转制动器上装有手轮制动器，在司机下班时拧紧手轮制动，防止旋转机构被大风吹动。

图1旋转制动器及刹车踏板

（2）工作原理

其工作原理类似于汽车的刹车如图2所示。脚踏制动踏板（刹车）时，主泵油缸向右移动产生压力油，压力油经油管流到分泵油缸当中，使活塞杆移动，压

缩液压缸内的弹簧后，产生的作用力通过两侧的制动力臂传递到制动瓦块上，建立制动力矩，起到制动作用，当外力消失时，踏板复位，制动分泵油缸中的弹簧使活塞复位，消除制动力矩，停止制动动作。

图2制动器原理及部件图

（3）相关的受力计算分析：

 设主泵油缸活塞杆受到的力为：F踏，活塞面积为：S0；管内产生的压力为：P，分泵的有杆腔受力面积为S1，弹簧的弹力为：F弹=kx。

 则P= F踏/ S0

 当P×S1﹥F弹，转换得，即：F踏﹥（S0/ S1）×F弹时

制动器才能进行刹车动作，若要形成一定的力矩F踏还需要更大。

二.目前制动器的现状

（1）司机的反映

根据司机的放映，3台新门机存在以下共同的问题：

制动所需要的脚踏力过大，制动器很硬，很难踩下，8个小时的班，踩了一两个小时脚就没有力气了，造成了司机有时工作时踩不动，形成不了制动力矩，这个问题也是一个门机作业时的安全隐患。

（2）曾经进行过的改进

之前根据司机的反映，厂家已经做过了相应的一些措施，如加大了脚踏板的面积。也曾试图将脚踏板的长度放长，但是太长比较难得放置大腿。

上面的措施虽然有一定的作用，效果不明显。

三.原因分析

（1）初步分析刹车费力和制动力矩小的原因可能有如下方面：

 机械结构上制动臂太短；

 各个绞点的摩擦力过大；

 分泵泄漏；

 弹簧的屈服系数k太大；

 制动分泵的有杆腔受力面积太小或结构不合理。

（2）经过细致分析我认为现在存在较大原因如下两个：

①根据实际观察发现：发现分泵的结构上有些问题，分泵的结构是造成这些情况的主要原因之一。分泵结构图如图3。

图3分泵油缸装配图

油缸缸套的内径D1=50mm

缸头的支撑端外径D2=40mm

活塞杆的直径：D3=28mm

油缸缸头的结构分析（如图4、图5所示）：

图4 弹簧复位之前（受力面积为有杆腔的活塞面积）

图5 被弹簧复位之后（此时的受力面积被压死很大一部分）从图4和图5不难看出当油缸活塞杆在被弹簧复位之后，有杆腔就有一部分

面积被缸头的支撑端给压住了，导致打开时活塞的受力面积减小。具体计算如下：受力面积：

无杆腔的活塞面积：

有杆腔的活塞面积：

有杆腔活塞出现压死区域时剩下的受力面积：

受力面积比

 S1=0.68S

 S2=0.35S

 S2=0.515 S1

所以导致刹车瞬间司机会感觉踩下的一刻非常的费力。因为受力的面积小了。

因此为了避免出现上面的这种情况，我对油缸缸头进行如下简单改造，就可以解决了。

改造简图如图6所示：

此时：=1.8

即和的差距变得很小了，此时油缸启动时的受力面积差不多是原来的两倍。但是这样做并没有影响到主泵油缸的排量。

踩下瞬间会更加省力些。

②分泵内活塞复位压缩弹簧的屈服系数太大

即：F弹=kx

当k过大，弹簧力也会变大，所以导致难得刹死。

但是若弹簧力过小，那么可能在没有制动动作时制动器复位不灵活。（原来线径为5mm如图7所示）因此我请购了其它尺寸不变，而线径Φ=4.0mm（如图8所示）弹簧进行了实验。经过实验，新弹簧换上可以满足迅速打开条件，并可以使脚踏力的大小得到明显的改善。

图7原弹簧（Φ=5mm）

图8新弹簧（Φ=4.0mm）

【总结】：

通过对分泵油缸缸头的改造，使分泵油缸在启动的瞬间活塞受力面积明显增大，另一方面对分泵油缸活塞复位弹簧的更换，在满足其制动回位动作灵活的前提下大大的减小了弹簧的硬度，以上两点使踩踏力明显降低。

【参考文献】：

1.《常开式块式制动器使用手册》丰城制动器厂2008：10-20

2. 王新兰《液压与气动》电子工业出版社2004：30-39