防爆車輛制動力及制動系統的分析與研究

摘 要：文章重點分析了防爆車輛的制動受力情況，針對其自身存在的一些問題，如車輛制動力與車輪制動力之間的距離，車輪與地面之間的摩擦等。提出了相應的解決措施，通過研究分析，制動系統的可靠性，以有效的被充分利用，從而保證防爆車輛的安全使用。

關鍵詞：防爆車輛；受力分析；制動力矩；制動系統

1 概述

眾所周知，煤礦井下作業環境惡劣，因為空間范圍狹窄，路面不平整，光線昏暗的條件所限，防爆車輛在運作時受到了很大的限制。甚至由于某些井下作業存有大量的積水，這樣就更加加大了防爆車輛的工作難度，由此導致安全上受到威脅。所以在使用防爆車輛之前，必須針對煤礦的作業情況加以調查分析，掌握可能出現的不良情況，在開始進行防爆車作業。系統可采用氣頂液壓制動的方式，安全可靠的盤式中央制動，以此來滿足煤礦井下作業的環境要求。但是這種制動方式在生產使用時存在大量的危險性，要求工作人員必須專業的掌握好該項技術。不要將火花四處噴射，以免引起重大的事故的發生。為了保證其安全，制動系統必須加有防水性能特別好的設備，來有效的保證施工安全。

2 制動車輪的受力分析及制動過程分析

車輛開始作業時，采用的是制動車輪的原理，有效的使輪胎與地面之間產生一定的摩擦力，就是我們通常所說的有效制動力。目的就是克服車輛的自身慣力，使車輛在許可的范圍內進行作業。在特殊條件下，如滿載，干路面的情況下，必須保證車輪所受之力前后一致。如圖1所示。

圖中Mn是車輪制動器產生的制動力矩；Fb為地面對車輪的有效制動力；G為車輪所承受的垂直載荷；T為作用到車輪上的慣性力；Fz為地面對車輪的反作用力；r 為車輪的靜力半徑。

車輛制動是一個漸變過程，不是一集而成的。必須經歷純滑動到邊滑動再到托滑動的慢慢漸變過程。如果制動力與地面產生輪胎的著力小，那么在生產力矩時，車輪產生的就是滾動狀態，地面對車輪的有效制動力Fb與制動器所產生的制動力成正比。如果車輪達到了制動力的最大值Fbmax≤Gφ時。這個時候車輪產生的摩擦力就會有地面拉拖的痕跡，此時產生的這種制動力與機器的制動力沒有關系，它只是輪胎在作業時產生的與地面之間垂直負載而有關系。

2.1 制動器最大制動力矩的確定

在設計時，制動器必須滿足最大承受力，根據相應的規定制動初速度vo和最大制動距離S，由下式來確定車輛的最大制動減速度amax，該參數為制動器設計的主要依據。

如何確定前輪與后輪之間的制動力是否一致，很簡單，就是通過車輛的使用情況以及中心位置的變化。在行駛的過程中，如果車輛前移的話，說明重心是在前面，導致前面的車輪負載力加大，后輪變小，這時就需要調節垂直的負載重心力來使前輪和后輪的制動力保持一致。

2.2 制動器制動力矩的確定

濕式多盤制動器是利用摩擦來產生制動力矩的， 其力矩的大小取決于摩擦面上的壓緊力F、摩擦力的作用半徑、摩擦副材料及摩擦片的工作面數。

2.3.2 應急制動力矩

3 制動系統的組成說明

3.1 氣頂液制動系統

3.2 全液壓制動系統

全液壓制動系統主要由液壓泵、過濾器、踏板制動閥、充液閥、蓄能器、濕式多盤制動器及制動管路組成。其工作原理圖如圖3所示。

4 制動系統的分析

制動系統嚴格來講，是防爆車輛的核心技術。因此系統的可靠性直接關系到放爆車輛的安全性。為了保證系統可靠的運行，我們采用了雙回路系統設置，采用這種設置就是使用兩個相對獨立的氣灌，分別裝入加力器所提供的壓縮氣體，獨立安裝的好處就是可以單獨使用，避免一個出問題后而導致的停滯狀態的發生，此安裝確保了制動系統在任何情況下可以正常的使用。

若采用全液壓制動系統，在系統中必須設置兩個蓄能器，以保證在發動機或油泵、系統管路出現故障后，仍能靠蓄能器中的液壓力進行有效制動，從而提高了制動的安全可靠性。另設置駐車制動回路，依靠單獨的蓄能器為制動器提供液壓力，使傳動系統正常工作，采用彈簧制動液壓釋放的安全型駐車制動器，保證了制動系統的絕對可靠。

5 結束語

通過上述分析我們得知，在設計防爆車的制動系統時，必須考慮其各個方面的要素，根據具體實際情況，來進行優化設計，利用合理的性能參數，以及機械的各種制備參數，使之合理的統籌設計并匹配這些數據。采用文中上述所說的制動器制動力以及駐車制動力的計算原理和方法，不但可以大大提高工作效率，同時還可以降低事故率的發生。為此，我們應該意識到，系統結構的重要性，從根本上解決所存在的問題，進而保證放爆車輛在井下使用的特殊要求和安全。