《帶式鋸機的制動裝置》淺析

【摘要】能產生制動效果的制動器有很多類型，本文針對我們所使用的鼓式制動器作重點介紹。

【關鍵詞】帶式鋸機；制動裝置

【中圖號】S777【文獻標示碼】A【文章編號】1005-1074(2009)01-0141-01

去年我廠購置一款型號為MJ-500的木工用帶式鋸機，外形結構如圖1所示。該機的制動裝置如圖2所示。在制動時靠人工踏下制動踏板5而產生制動。在使用過程中，發現制動效果不理想，有振動和強烈的異響，我們查找了制動器的相關資料，發現其犯了原則上的錯誤，于是我們對其制動裝置進行了技術改進，以下是我們在這次技改中的一些經驗和體會，供大家參考，希望能起到拋磚引玉的作用。能產生制動效果的制動器有很多類型，本文針對我們所使用的鼓式制動器作重點介紹：

1鼓式制動器的基本構造和工作原理

如圖3所示，工作時：外力作用拉桿3，帶動制動臂2和制動凸輪軸1作順時針轉動，從而把左右制動蹄張開，制動蹄片6與制動鼓4產生摩擦接觸，制動鼓在摩擦力的作用下產生制動效果。

2鼓式制動器在制動過程中的受力分析

我們以鼓式制動器中最常用的一種制動器——簡單非平衡式制動器為例:

設制動鼓以ω速度旋轉，左右兩蹄在制動力P1，P2的推動下張開，設其制動蹄片受到制動鼓產生的摩擦力合力分別為f1和f2，如圖4所示。從圖中可看出：右蹄上的摩擦力合力f1所形成的力矩與推力P1所產生的力矩方向（繞O1點）是相同的，都是使制動蹄壓緊在制動鼓上，于是增強了右制動蹄片的制動效能，因而叫“助勢蹄”。而左邊制動蹄上的摩擦力合力f2對O2產生的力矩與制動力P2對O2產生的力矩方向相反，從而減輕了左制動蹄的制動效果，因而叫“減勢蹄”。由于此類型的制動器左右兩蹄在制動過程中受力是不平衡的，故稱為簡單非平衡式制動器。

3鼓式制動器在制動過程中的受力變形情況

在制動時，制動鼓壁受到制動力P以及摩擦力合力f的共同作用下產生彈性變形。若制動鼓的轉速高，制動力較大的情況下，制動鼓與制動蹄片的劇烈摩擦而使接觸表面溫度迅速升高，甚至使制動蹄片的局部位置出現汽化的現象，由于溫度的升高使制動鼓變形傾向加劇，下面分析其變形關系。

如圖5所示，當制動蹄1被制動凸輪2推開時，以制動蹄銷孔A為中心，轉動角dγ，摩擦片表面上任一點B，將從B點移至C點（BC是以AB為半徑BC上的弦），將BC的行程分解為切向行程CD的徑向行程BD，連接OB、OA，設∠BOA=θ，∠BAO=γ，∠ABO=∠BCD=β，OA=R，因dγ很小，所以 ∠CBA≈90°，由圖5可得出下列關系：

∵ BD=BC#8226;sinβ，BC=AB#8226;tgdγ≈AB#8226;dγ

∴BD=AB#8226;sinβ#8226;dγ（1）

根據正弦定理，從△OAB中可見:AB=R#8226;sinθ/ sinβ（2）

將（2）代入（1）得:BD=R#8226;sinθ#8226;dγ（3）

分析：將（3）式繪制曲線如圖6所示，圖中是一條正弦曲線，從圖中可知，當θ=90°時，即相當于制動蹄的中部位置，徑向位移量△BD最大，向兩端逐漸減少。A點為制動蹄的支承點，所以其徑向位移量△BD值為零，這點容易理解，而制動蹄上端的B點在制動力P的作用下，產生對支承點A的線性移量BC為最大，但對制動鼓的徑向位移量△BD幾乎為零，而一些人卻產生其徑向位移量△BD亦會最大的這樣一種錯覺，這一點猶需注意。

在圖7中，我們用比較跨張的畫法顯示了制動蹄張開時各點的位移情況，從圖中亦可看出制動蹄中部的徑向位移量有極大值。

4鼓式制動器在制動過程中出現的“頂腰”現象及消除措施

由上面的分析看出，如果制動蹄片的曲率半徑與制動鼓的曲率半徑一致時，雖然在制動時制動蹄片與制動鼓剛接觸的時候能夠吻合，但隨著制動P的增加，制動鼓產生彈性變形，而制動蹄的上下兩端的徑向位移最小，中部徑向位移量最大，從而產生“頂腰”現象?！绊斞爆F象的出現造成制動效能降低，并產生強烈振動和異響，影響制動器的壽命和制動效能。

消除的方法是我們在安裝和車削制動蹄片時，將制動蹄摩擦片中心部分適度過量地車削，在工藝上習慣稱為“掏空”。

5鼓式制動器制動蹄的車削技巧

設制動鼓的直徑為D，制動蹄摩擦片的車削直徑為d，為了達到將制動蹄摩擦片中心部分適度過量地車削而產生“掏空”效果，則d＞D，設 d-D=k，k根據制動鼓直徑，制動鼓與制蹄的制造材料，制動器的形式等來決定，當制動鼓直徑D=110～130mm時，一般取k=0.3～0.4mm。

車削后，制動蹄放入制動鼓后的配合情況（先設制動蹄兩端與制動鼓的間隙為零）如圖8所示，我們明顯看到制動蹄的中部與制動鼓壁是離空的。

對一些數量較少，無條件使用專用車削機的廠家來說，可采用人工方法進行“掏空”。具體方法是：在制動蹄片的表面涂畫上粉筆末，然后放入制動鼓內來回拖動，察看靠合的印痕，將制動蹄中間的材料適當削掉，最后形成的印痕應該是兩端重，中間很輕微，甚至是沒有印痕，才算基本完成。

6鼓式制動器的主要技術標準及裝配要求

在整個鼓式制動器中，其主要零部主要有制動鼓，制動蹄塊和制動蹄摩擦片。我們根據帶式鋸機的工作環境，工作性質和要求，采用了嘉陵JH125摩托車的鼓式制動器作為試驗，其主要參數如下：

6.1制動鼓制動鼓的材料一般為鑄鐵或鑄鋼。嘉陵JH125制動鼓的標準內徑為φ130±0.1mm，壁厚10mm(一般要求壁厚3～6mm)，使用最大極限內徑為φ131±0.1mm。

6.2制動蹄塊制動蹄塊一般由鑄鋁制造成T形裁面，要求剛性大，變形小，重量輕。制動蹄塊寬度30mm。

6.3制動蹄摩擦片分為有機石棉摩擦材料和粉末冶金材料兩種。制動蹄摩擦片厚度的標準值為3.9～4.0mm，使用極限值為2.0mm。

6.4裝配要求①車削制動蹄摩擦片。按照前面第五點車削制動蹄的方法車削制動蹄摩擦片。②安裝制動蹄摩擦片。制動蹄摩擦片在安裝使用時，表面應無油污，摩擦片厚度應大于2mm。③調整制動蹄磨擦片與制動鼓的間隙。一般制動蹄上端間隙（靠凸輪端）0.2～0.3mm；制動蹄下端間隙（靠支承銷端）為0.1～0.2mm；由于制動器裝配后其間隙不容易量度，我們改為量度制動拉桿自由行程的辦法。實踐中經反復試驗檢定，其制動拉桿的自由行程應為1.5～2.0mm之間。

7試驗結果

我們選擇嘉陵JH125摩托車鼓式制動器（連制動底板），然后按照第六點所提到的要求和步驟削好制動鼓和制動蹄摩擦片的曲率半徑，裝上制動蹄和制動鼓（制動鼓與下飛輪相連）等，并調整至合理間隙。

在試驗過程中，我們發現制動比以前靈敏，在達到相同的制動效果時所需施工的制動力為原來的一半，而且沒有產生振動和噪間等異?，F象，克服了原鋸機的制動結構不合理，不科學的現象，達到了預期效果。

8本次技術改進的實際應用及前景

如果我們以此為基礎，加入氣缸，電磁閥、節流閥以及相關的控制電路及感應電路（圖9所示），就可組成自動控制模式，這對于工廠的自動化應用，特別是在安全生產和安全技術保護方面有積極的現實意義。

9參考文獻

[1]吉林大學汽車工程系.汽車構造[M].人民交通出版社，2004

[2]闕廣武.汽車修理技能訓練[M].中國勞動出版社，2004

[3]王振選，王媛媛.摩托車傳動、制動系統結構原理與維修[J].21世紀摩托車初中高級工維修技術叢書，2002