在機(jī)械中，常見(jiàn)的制動(dòng)設(shè)備有塊式制動(dòng)器、盤(pán)式制動(dòng)器和帶式制動(dòng)器等。這里選取電力液壓推桿塊式制動(dòng)器進(jìn)行分析。
圖1、圖2分別是電力液壓塊式制動(dòng)器的外形圖和機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。其制動(dòng)原理如下：當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)斷電、停止工作時(shí)，電液推動(dòng)器2(見(jiàn)圖1)也同時(shí)或者延時(shí)斷電，此時(shí)制動(dòng)彈簧4的彈性力通過(guò)兩側(cè)的兩條制動(dòng)臂l2傳遞到制動(dòng)瓦塊l3及制動(dòng)襯墊上，產(chǎn)生摩擦力并形成制動(dòng)力矩，起到制動(dòng)作用。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)通電時(shí)，推動(dòng)器提前或者同時(shí)通電，在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生足夠大的力升起推桿，壓縮制動(dòng)彈簧，制動(dòng)臂帶動(dòng)制動(dòng)襯墊向外側(cè)張開(kāi)，制動(dòng)力矩消除。
制動(dòng)器總圖
1、底座2、電液推動(dòng)器3、三角板4、制動(dòng)彈簧5、力矩調(diào)節(jié)螺母6、緊固螺母7、補(bǔ)償緊定螺栓、螺母8、拔銷9、補(bǔ)償套10、制動(dòng)拉桿l1、防松螺母、隔套、墊片 12、制動(dòng)臂 13、制動(dòng)瓦塊 14、鎖緊螺栓、螺母15、退距均等杠桿 l6、互鎖銷
圖1 制動(dòng)器總圖
制動(dòng)器機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
1、2、電液推桿裝配3、三角板4、5、制動(dòng)彈簧裝配6、制動(dòng)拉桿7、8、制動(dòng)臂
圖2 制動(dòng)器機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
1.1瓦塊退距的調(diào)節(jié)方式
在圖1中，不考慮制動(dòng)彈簧裝置和退距均等杠桿裝置，即在圖2中不考慮構(gòu)件4、5、7的JL段、8的LK段及運(yùn)動(dòng)副D、E、F、L，考慮構(gòu)件1、2、3、6、7的IJ段、8的HK段和運(yùn)動(dòng)副A、B、C、G、H、I、J、K，機(jī)構(gòu)的自由度. 為3*6—2 *8=2。這就表示兩個(gè)制動(dòng)臂還可能左右擺動(dòng)，即制動(dòng)器在釋放狀態(tài)下，瓦塊制動(dòng)覆面中部母線與制動(dòng)輪表面的距離(即瓦塊退距)可能不一樣。因此，必須對(duì)此加以。目前，常見(jiàn)的瓦塊退距調(diào)整形式有頂絲限位式和均等杠桿式等。
1.1.1 項(xiàng)絲限位式
對(duì)于老式制動(dòng)器，制動(dòng)間隙的大小主要通過(guò)頂螺釘?shù)姆绞秸{(diào)整。如圖3所示，通過(guò)調(diào)整左邊或者右邊的間隙調(diào)整螺栓，即可調(diào)整制動(dòng)襯墊與制動(dòng)輪在制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)的間距.它的原理是，當(dāng)釋放制動(dòng)器時(shí)，觀察兩邊的瓦塊退距，當(dāng)某一邊(例如左邊)的瓦塊退距比另一邊(右邊)的大時(shí)，調(diào)高左邊頂絲的位置。這樣，下一次釋放制動(dòng)器時(shí)，左邊的制動(dòng)臂先到達(dá)頂絲所的位置，被頂絲頂住，左邊制動(dòng)臂被轉(zhuǎn)動(dòng)。之后，只有右邊的制動(dòng)臂才能轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣可以使兩邊瓦塊退距基本相等。
老式制動(dòng)器瓦塊退距調(diào)整
1、制動(dòng)輪2、瓦塊3、制動(dòng)臂4、頂絲5、上緊定螺母6、下緊定螺母
圖3 老式制動(dòng)器瓦塊退距調(diào)整
1.1.2 均等杠桿式
隨著技術(shù)的發(fā)展，一些廠家采用了退距均等裝置，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。分析圖2，這種制動(dòng)器在傳統(tǒng)制
動(dòng)器的基礎(chǔ)上，在左右兩邊增加了兩條聯(lián)鎖杠桿JL、LK，它們分別與左制動(dòng)臂7和右制動(dòng)臂8剛性聯(lián)接。左右均等杠桿通過(guò)一個(gè)互鎖銷L連接(兩條杠桿在水平狀態(tài)下，互鎖銷在制動(dòng)輪的中心線上)。連接兩條均等杠桿的運(yùn)動(dòng)副有兩個(gè)自由度 ，即引入了一個(gè)約束。這樣活動(dòng)構(gòu)件其他轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副的數(shù)目未變，只是增加了一個(gè)約束，故此種制動(dòng)器的自由度為1，這就消除了多余的自由度。只要使初始狀態(tài)下兩條均等杠桿大致水平，下一次釋放制動(dòng)器的過(guò)程中，兩條均等杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就大致相同，從而使兩條制動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的角度也大致相同，這樣兩邊的瓦塊退距也基本相同。這就可以避免使用過(guò)程中某一邊制動(dòng)襯墊貼住制動(dòng)輪而加速磨損，同時(shí)也減少了使用過(guò)程中退距調(diào)整的維護(hù)工作量。
1.2 自動(dòng)補(bǔ)償裝置
在制動(dòng)器使用過(guò)程中，制動(dòng)襯墊會(huì)逐步磨損。為了避免因制動(dòng)器磨損引發(fā)制動(dòng)失靈的現(xiàn)象，制動(dòng)器的電液推桿必須保證一定的初始行程，即在制動(dòng)狀態(tài)下電液推動(dòng)器推桿必須伸出一段距離，稱為補(bǔ)償行程hc (當(dāng)制動(dòng)輪直徑為160～630 mm 時(shí)，其值為25～30 mm，具體請(qǐng)參考相關(guān)的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū))，這樣，推桿的額定行程h分為工作行程hw和補(bǔ)償行程hc，即h=h c+hw。推桿的補(bǔ)償行程hc必須大于某一個(gè)小的值hcmin (其值為10% hc或者6 mm 左右)，以保證足夠的制動(dòng)力矩。隨著襯墊的磨損，hc值減小，制動(dòng)力矩也會(huì)減小。為了補(bǔ)償這種力矩的減小，有的廠家采用了襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置，結(jié)構(gòu)見(jiàn) 圖4。
襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置
1、緊固螺母2、撥銷3、補(bǔ)償套4、補(bǔ)償緊定螺栓、螺母5、制動(dòng)拉桿6、右隔套7、軸承套8、單向軸承9、左隔套10、O形圈
圖4 襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置
自動(dòng)補(bǔ)償裝置中有一個(gè)撥銷，插裝在一個(gè)單向軸承(單向離合器)的外套上。單向軸承只能單方向傳遞力矩：從緊固螺母1向左邊看去，此單向軸承只能沿著逆時(shí)針的方向自由轉(zhuǎn)動(dòng)。逆時(shí)針(往下)撥動(dòng)撥銷時(shí)，撥銷依次帶動(dòng)軸承套、單向軸承逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但制動(dòng)拉桿不轉(zhuǎn);順時(shí)針(向上)撥動(dòng)撥銷時(shí)，撥銷依次帶動(dòng)軸承套、單向軸承、制動(dòng)拉桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)制動(dòng)襯墊磨損大時(shí)，在制動(dòng)過(guò)程的末期，固定在三角板上的補(bǔ)償緊定螺栓會(huì)往下帶動(dòng)撥銷。這樣，下一次打開(kāi)制動(dòng)器時(shí)，補(bǔ)償套內(nèi)圈的下面部分會(huì)往上推動(dòng)撥銷，帶動(dòng)制動(dòng)拉桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這就相當(dāng)于擰緊制動(dòng)拉桿，拉起推動(dòng)器推桿，這樣補(bǔ)償行程hc不再減少，制動(dòng)力矩也保持恒定。
