第四章制動裝置

1、 第四章第四章 制動裝置制動裝置 分類：停止器、制動器以分類：停止器、制動器以 及二者組成的復(fù)合及二者組成的復(fù)合 裝置。裝置。 內(nèi)容：制動裝置的典型構(gòu)內(nèi)容：制動裝置的典型構(gòu) 造、工作原理和計造、工作原理和計 算方法。算方法。 1 1 停止器停止器 停止器是實現(xiàn)單向運(yùn)動的裝置。在起升機(jī)構(gòu)停止器是實現(xiàn)單向運(yùn)動的裝置。在起升機(jī)構(gòu) 中常用他來支持懸吊的物品，不讓物品下降，由中常用他來支持懸吊的物品，不讓物品下降，由 于他并不妨礙機(jī)構(gòu)向起升方向運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，在機(jī)于他并不妨礙機(jī)構(gòu)向起升方向運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，在機(jī) 構(gòu)中裝有停止器，只有當(dāng)機(jī)構(gòu)脫開停止器時，才構(gòu)中裝有停止器，只有當(dāng)機(jī)構(gòu)脫開停止器時，才 能使物品下降。能

2、使物品下降。 停止器分類：棘輪式和摩擦式停止器分類：棘輪式和摩擦式 棘輪停止器在工作時可能產(chǎn)生沖擊，但較安棘輪停止器在工作時可能產(chǎn)生沖擊，但較安 全可靠，在起重機(jī)械中應(yīng)用較廣。全可靠，在起重機(jī)械中應(yīng)用較廣。n 棘輪停止器的構(gòu)造棘輪停止器的構(gòu)造 1.1.工作原理工作原理 下圖，由棘輪、棘爪和棘爪心軸組成。下圖，由棘輪、棘爪和棘爪心軸組成。 2.2.受力分析受力分析 P P 棘爪心軸的位置應(yīng)使棘爪心軸的位置應(yīng)使P P作用作用 在棘輪的切線方向在棘輪的切線方向 3.3.主要尺寸主要尺寸 棘輪類似齒輪棘輪類似齒輪 1 1）模數(shù)）模數(shù) m m 2 2）名義直徑（頂圓直徑）名義直徑（頂圓直徑）D D D

3、= mz D = mz 3 3）齒高）齒高 h h = 0.75mh h = 0.75m 4 4）齒隙角）齒隙角 6060 5 5）傾斜角）傾斜角 691520 n 棘輪停止器的計算棘輪停止器的計算 1.1.材料材料 手動：手動：HT HT 機(jī)動：機(jī)動：ZGZG或鍛鋼或鍛鋼 2.2.齒數(shù)選定齒數(shù)選定 兩方面考慮：兩方面考慮： （1 1）保證足夠的強(qiáng)度）保證足夠的強(qiáng)度 （2 2）應(yīng)盡量減小沖擊）應(yīng)盡量減小沖擊 少：結(jié)構(gòu)緊湊，但沖擊大少：結(jié)構(gòu)緊湊，但沖擊大 多：模數(shù)過小，強(qiáng)度不夠，或使棘輪多：模數(shù)過小，強(qiáng)度不夠，或使棘輪 尺寸太大。尺寸太大。 通常取齒數(shù)通常取齒數(shù) Z = 6 25Z = 6 25

4、 手動取小值，機(jī)動取大值手動取小值，機(jī)動取大值 3.3.棘輪模數(shù)棘輪模數(shù) m m棘輪模數(shù)根據(jù)輪齒的彎曲強(qiáng)度和棘爪與輪齒間的棘輪模數(shù)根據(jù)輪齒的彎曲強(qiáng)度和棘爪與輪齒間的擠壓力確定。對于外嚙合棘輪停止器：擠壓力確定。對于外嚙合棘輪停止器： 31.752max,:(/)wqjyMANwqqdmzMANjyqdmz qmmmqzMctnjNmbckxsmxywqylqdwkdxyylNm ： ： () = (Pa) 值列于下表中值列于下表中 q 、 、m m取標(biāo)準(zhǔn)值取標(biāo)準(zhǔn)值 m =6=6、8 8、1010、1414、1616、1818、2020、2222 、2424、2626、3030 4. 4.棘爪計

5、算棘爪計算 棘爪常用材料為棘爪常用材料為Q235Q235或或Q255Q255鍛造，其鍛造，其=60 MPa=60 MPa 棘爪按偏心受壓桿件計算，見上圖。棘爪按偏心受壓桿件計算，見上圖。 為減少沖擊，可采用多個棘爪。為減少沖擊，可采用多個棘爪。 5.5.棘爪心軸計算棘爪心軸計算 棘爪心軸常用材料為棘爪心軸常用材料為4545鋼，其鋼，其=50 MPa=50 MPa 棘爪心軸常用懸掛方式固定在機(jī)架上棘爪心軸常用懸掛方式固定在機(jī)架上 可按彎曲強(qiáng)度計算可按彎曲強(qiáng)度計算 見上圖。見上圖。對于內(nèi)嚙合棘輪停止器：對于內(nèi)嚙合棘輪停止器： 彎曲強(qiáng)度計算式中系數(shù)改為彎曲強(qiáng)度計算式中系數(shù)改為1.41.4即可。即可。

6、 2 2 制動器制動器n概概 述述 1.1.作用：作用： 支持支持 停止停止 落重落重 電力制動：只能減小或限制速度，不能使運(yùn)動停止電力制動：只能減小或限制速度，不能使運(yùn)動停止 機(jī)械式制動器：具有一種或幾種作用機(jī)械式制動器：具有一種或幾種作用 在起重機(jī)械中常將電力制動和機(jī)械制動結(jié)合起在起重機(jī)械中常將電力制動和機(jī)械制動結(jié)合起 來，前者用于減速，后者用于停止或支持。來，前者用于減速，后者用于停止或支持。 只討論后者。只討論后者。 在設(shè)計或選用制動器時，應(yīng)充分注意制動器的在設(shè)計或選用制動器時，應(yīng)充分注意制動器的 任務(wù)及對它的要求。任務(wù)及對它的要求。2.2.分類：制動器的種類很多分類：制動器的種類很多

7、按用途：停止式和調(diào)速式按用途：停止式和調(diào)速式按構(gòu)造：塊式、帶式、盤式按構(gòu)造：塊式、帶式、盤式按操縱方式：手動、自動和手自一體按操縱方式：手動、自動和手自一體按工作狀態(tài)：常閉式和常開式按工作狀態(tài)：常閉式和常開式常閉式制動器靠彈簧或重力的作用經(jīng)常常閉式制動器靠彈簧或重力的作用經(jīng)常處于合閘狀態(tài)，而機(jī)構(gòu)工作時使其松閘。處于合閘狀態(tài)，而機(jī)構(gòu)工作時使其松閘。與此相反，常開式制動器經(jīng)常處于開閘與此相反，常開式制動器經(jīng)常處于開閘狀態(tài)，而機(jī)構(gòu)工作時使其合閘。狀態(tài)，而機(jī)構(gòu)工作時使其合閘。 為減小制動力矩，縮小制動器尺寸，通常將其為減小制動力矩，縮小制動器尺寸，通常將其裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上或減速器的輸入軸上。某些安裝

8、在機(jī)構(gòu)的高速軸上或減速器的輸入軸上。某些安全制動器則裝在低速軸或卷筒上，以防傳動系統(tǒng)斷全制動器則裝在低速軸或卷筒上，以防傳動系統(tǒng)斷軸時物品墜落。軸時物品墜落。 從工作安全及減輕工人的勞動強(qiáng)度出發(fā)，所有的起從工作安全及減輕工人的勞動強(qiáng)度出發(fā)，所有的起升機(jī)構(gòu)都必須采用常閉式制動器。只有為了控制制動力升機(jī)構(gòu)都必須采用常閉式制動器。只有為了控制制動力矩大小以便準(zhǔn)確停車，才采用常開式制動器。矩大小以便準(zhǔn)確停車，才采用常開式制動器。 為了使制動器能獲得較大的制動力矩和較小的結(jié)構(gòu)為了使制動器能獲得較大的制動力矩和較小的結(jié)構(gòu)尺寸，可選用具有較高的摩擦系數(shù)和耐磨性的材料，用尺寸，可選用具有較高的摩擦系數(shù)和耐磨性

9、的材料，用作互相接觸的制動零件之一的復(fù)面。常用的制動復(fù)面材作互相接觸的制動零件之一的復(fù)面。常用的制動復(fù)面材料是石棉帶和碾壓帶。料是石棉帶和碾壓帶。3 3、各種制動器應(yīng)滿足的要求：、各種制動器應(yīng)滿足的要求：1 1）能產(chǎn)生足夠的制動力矩）能產(chǎn)生足夠的制動力矩2 2）松合閘迅速，制動要平穩(wěn)）松合閘迅速，制動要平穩(wěn)3 3）構(gòu)造簡單，維修方便）構(gòu)造簡單，維修方便4 4）制動器的零件有足夠的強(qiáng)度和剛度，摩擦零件）制動器的零件有足夠的強(qiáng)度和剛度，摩擦零件 要有較高的耐磨性和耐熱性。要有較高的耐磨性和耐熱性。5 5）制動器的結(jié)構(gòu)要緊湊）制動器的結(jié)構(gòu)要緊湊 一、 雙瓦塊式制動器雙瓦塊式制動器 1.1.長行程電磁

10、鐵雙瓦塊制動器長行程電磁鐵雙瓦塊制動器 （1 1）工作原理工作原理: : （2 2）完全消除制動軸上的橫向力的條件）完全消除制動軸上的橫向力的條件: :12PP12NN（3 3）合閘力）合閘力P P、重錘重量、重錘重量G GC C及電磁鐵的選擇計算方法及電磁鐵的選擇計算方法: :121212121111211232:2,:/coszzzzzyzMDMFFNNDMFFFDMNNNDto AB qljbklggxlNlMlPPPlDlTPPlSl 、 計入拉桿計入拉桿5 5和杠桿和杠桿6 6的自重的自重G Gg g及電磁鐵芯重量及電磁鐵芯重量G Gx x并并考慮杠桿效率考慮杠桿效率3 3 的情況下

11、，對杠桿的情況下，對杠桿6 6的支點取力矩，的支點取力矩，則可求出合閘所需的重錘重量則可求出合閘所需的重錘重量G Gc c：21 26543321 21 21 254541 2 3661 2 3_,:0.8 0.9cxgxgxgcPlNllGlGlG lSllNllNllGlG lGlG lllGllggxtzxl ybq 根據(jù)作功原理根據(jù)作功原理: : （4 4）電磁鐵規(guī)格的計算和選擇）電磁鐵規(guī)格的計算和選擇: :1122ddNP h kN式中式中: : P Pd d、h hd d 電磁鐵的吸力和行程（產(chǎn)品目錄查得）電磁鐵的吸力和行程（產(chǎn)品目錄查得） k k1 1 電磁鐵行程的利用系數(shù)，取電

12、磁鐵行程的利用系數(shù)，取0.5-0.60.5-0.6 考慮了鉸鏈和復(fù)面磨損后的調(diào)節(jié)余地?？紤]了鉸鏈和復(fù)面磨損后的調(diào)節(jié)余地。 瓦塊與制動輪間的松開間隙（退距）瓦塊與制動輪間的松開間隙（退距） 查表查表4-34-3 N N 作用在瓦塊上的正壓力（作用在瓦塊上的正壓力（N N）1125 max2dk hllll注意注意: : 1 1）為保證瓦塊松開時的退距為）為保證瓦塊松開時的退距為，必須：，必須：2 2）為使瓦塊復(fù)面材料及制動輪磨損不致過快，其之）為使瓦塊復(fù)面材料及制動輪磨損不致過快，其之 的比壓力應(yīng)：的比壓力應(yīng)： 6103606090NNqqDABbjBwkkdAjcmj - - 3 3）發(fā)熱驗算

13、：）發(fā)熱驗算： 瓦塊的磨損及發(fā)熱程度不僅與比壓力瓦塊的磨損及發(fā)熱程度不僅與比壓力q q有關(guān)，有關(guān)，還與瓦塊在制動輪上的滑動速度還與瓦塊在制動輪上的滑動速度v v有關(guān)。因此，有關(guān)。因此，應(yīng)驗算瓦塊表面的應(yīng)驗算瓦塊表面的qvqv值。值。 2 2.5/5/aattszdqqvMP m sttzzdqqvMP m s （5 5）長行程電磁鐵瓦塊式制動器的優(yōu)缺點：）長行程電磁鐵瓦塊式制動器的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：優(yōu)點： 1.1.結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單 2.2.制造容易制造容易 3.3.易產(chǎn)生較大的制動力矩易產(chǎn)生較大的制動力矩 缺點：缺點： 1.1.有無效行程有無效行程 2.2.制動器開閉不能很迅速制動器開閉不能很迅

14、速, ,反應(yīng)慢。反應(yīng)慢。 這種制動器有被淘汰的趨勢。這種制動器有被淘汰的趨勢。2.2.短行程電磁鐵雙瓦塊制動器短行程電磁鐵雙瓦塊制動器（1 1）工作原理：）工作原理：（2 2）計算（同長行程類似）：）計算（同長行程類似）：110.9 0.95:20 80zzzzxzffxyzMDMNDNlMlPlDlggxtxlzth workforce PMPPPePNMljcdjl ： _ , e _ （3） 電磁鐵的計算和選擇：電磁鐵的計算和選擇：根據(jù)作功原理根據(jù)作功原理:122 NMk式中式中: : M M1 1 電磁鐵的吸引力矩（產(chǎn)品目錄查得）電磁鐵的吸引力矩（產(chǎn)品目錄查得） k k2 2 電磁鐵行

15、程的利用系數(shù)，取電磁鐵行程的利用系數(shù)，取0.85-0.90.85-0.9 瓦塊與制動輪間的退距，查表瓦塊與制動輪間的退距，查表4-44-4 鐵芯允許的最大擺動角度鐵芯允許的最大擺動角度（4）pv 驗算驗算同長行程電磁鐵制動器的計算同長行程電磁鐵制動器的計算（5） 優(yōu)缺點優(yōu)缺點 ：優(yōu)點：優(yōu)點： 1.1.重量輕重量輕 2.2.外形小外形小 3.3.制動器開閉很迅速制動器開閉很迅速缺點：缺點： 1.1.制動過猛，沖擊大制動過猛，沖擊大 2.2.松閘所需電磁鐵吸力很大松閘所需電磁鐵吸力很大 3.3.不適宜在繁重的機(jī)構(gòu)中工作不適宜在繁重的機(jī)構(gòu)中工作3.電力液壓推桿瓦塊式制動器4.液壓電磁鐵制動器二、帶式制動器二、帶式制動器 這種制動器是由包在制動輪上的制動帶與制動輪產(chǎn)這種制動器是由包在制動輪上的制動帶與制動輪產(chǎn)生的摩擦力來制動的。生的摩擦力來制動的。 分分 類：類：n 簡單式簡單式n 差動式差動式n 綜合式綜合式 三種制動器的零部三種制動器的零部件構(gòu)造是相同的件構(gòu)造是相同的, ,區(qū)別僅在于制動帶區(qū)別僅在于制動帶在制動杠桿上的固在制動杠桿上的固接位置不同接位置不同. .n 帶式制動器的構(gòu)造：帶式制動器的構(gòu)造： （見書）（見書）n 一般計算：一般計算： 1.1.2ZMFTtPD:11jolgsTtePePTtee 2. 2. 驗算比壓力，即：按帶的繞入端張力驗算驗算比壓力，