機(jī)動車手動式剎車機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計

林莉莉 張芳

【摘? 要】為了使機(jī)動車在工作過程中，剎車穩(wěn)定、可靠、敏捷，論文對某種型號機(jī)動車的手動式剎車機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，應(yīng)用后達(dá)到了剎車穩(wěn)定、可靠、敏捷的目的，同時，延長了機(jī)構(gòu)的使用壽命，減少了不安全的因素，保障了人們的財產(chǎn)及生命安全。目前，該種型號的機(jī)動車已銷往國內(nèi)外，得到用戶認(rèn)可，提高了企業(yè)的社會聲譽(yù)，創(chuàng)造了很高的經(jīng)濟(jì)效益，該機(jī)構(gòu)具有極高的實用性及推廣價值。

【Abstract】In order to make the brake of motor vehicle stable， reliable and agile during the working process， this paper improves the design of the hand brake mechanism of a certain type of motor vehicle. After the application， it achieves the purpose of stable， reliable and agile brake. At the same time， it extends the service life of the mechanism， reduces unsafe factors， and ensures people's property and life safety. At present， this type of motor vehicle has been sold at home and abroad， and has been recognized by users， which improves the social reputation of the enterprise and creates high economic benefits. This mechanism has high practicability and promotion value.

【關(guān)鍵詞】機(jī)動車;手動剎車;機(jī)構(gòu)改進(jìn)

【Keywords】motor vehicle; hand brake; improvement of mechanism

【中圖分類號】TH16;U463.55? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）01-0192-03

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的迅猛發(fā)展，人們的日常工作、生活環(huán)境得到前所未有的改善，使用的機(jī)動車輛（乘用汽車、專用汽車、商用汽車、摩托車、挖掘機(jī)、推土機(jī)等統(tǒng)稱為機(jī)動車輛）數(shù)量越來越多，而機(jī)動車輛在使用過程中，都是在承載情況下，由操作者駕駛工作，它雖然能減少體力勞動、提高工作效率、為工作和生活提供便利，但在工作行駛中也存在著不安全的因素。因此，機(jī)動車輛工作過程中的安全行駛、制動就成為設(shè)計、制造、使用者必須考慮的首要問題之一。本文對目前礦山運輸中使用的礦用機(jī)動車的手動式剎車裝置進(jìn)行了安全性分析，發(fā)現(xiàn)無論是進(jìn)口的還是國產(chǎn)的均存在著不安全的因素。

手動式剎車機(jī)構(gòu)是機(jī)動車輛必須配制的安全機(jī)構(gòu)，其作用是在剎車時，使機(jī)動車輛能準(zhǔn)確、穩(wěn)定地停止在所要求的位置，以方便工作及避免產(chǎn)生安全事故。手動剎車機(jī)構(gòu)包括兩個部分：手剎機(jī)構(gòu)和手剎開關(guān)。手動式剎車機(jī)構(gòu)通過手剎拉筋與車輛驅(qū)動輪轂內(nèi)部的剎車蹄片連接，當(dāng)人為地將手剎車把柄運動到所要求的位置時，手剎拉筋拽動剎車蹄片，使剎車蹄片鎖緊或抱死，這樣就避免了輪胎的移動，從而使機(jī)動車輛保持靜止。與腳剎車不同的是，腳剎車在腳抬起后，就不再產(chǎn)生制動作用，而手剎車制動后，只有再次手動按動剎車桿按鈕才會恢復(fù)原狀，因此，作業(yè)人員拉動手剎后可以長時間離開車輛。

在手動式剎車機(jī)構(gòu)上安裝有手剎開關(guān)，不工作時，手剎開關(guān)連接的電路是暢通的，當(dāng)操作者離開機(jī)動車輛忘記拉上手剎車時，此時電路會使車輛上的喇叭報警，從而提醒操作者拉上手剎。只有當(dāng)作業(yè)者拉上手剎，手動式剎車機(jī)構(gòu)帶動手剎開關(guān)斷開電路，喇叭才會停止報警。

在礦用機(jī)動車上進(jìn)行手動剎車時，手柄是人為回轉(zhuǎn)的，以此拽動拉線裝置將剎車盤夾緊，達(dá)到剎車目的。目前，使用的手動式剎車機(jī)構(gòu)如圖3所示，擋片2與手剎開關(guān)滾軸3接觸處易磨損，導(dǎo)致剎車制動夾緊不到位，產(chǎn)生制動失靈、失效，同時，這種運動副產(chǎn)生的有害分力會使手剎開關(guān)的塑料殼件破損，導(dǎo)致制動功能喪失，使得剎車工作不能正常進(jìn)行，更嚴(yán)重的是危機(jī)人們的身心健康及生命安全。為此，我們與某外資企業(yè)協(xié)作，將某型號機(jī)動車輛的手動剎車機(jī)構(gòu)的手動機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，如圖4所示，投入生產(chǎn)后取得了很好的效果。

2 問題產(chǎn)生的原因

機(jī)動車輛的手動剎車機(jī)構(gòu)也稱為制動器，主要由制動架、制動件和手動操縱機(jī)構(gòu)等組成。手動操縱機(jī)構(gòu)雖是一種簡單的手動操作傳動機(jī)構(gòu)，但其設(shè)計、制造、使用水平的高低，都影響著工作過程的正常進(jìn)行，甚至危及人們的財產(chǎn)及生命安全，也決定著機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)的生存。由此可知，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用無小事。針對原手動操作傳動機(jī)構(gòu)，如圖2所示，手動式剎車機(jī)構(gòu)的工作原理，如圖1原手動式剎車機(jī)構(gòu)手柄操作位置中的圖a所示，在進(jìn)行剎車操作時：剎車手柄以螺栓為回轉(zhuǎn)中心，從a位置轉(zhuǎn)動到b位置，擺到55°的夾角時，此時與剎車手柄相連的擋片（螺柱為中心）也轉(zhuǎn)過55°的夾角，從c位置移動到d位置，在d位置時，擋片2壓迫手剎開關(guān)4的手剎開關(guān)滾軸3，使手剎開關(guān)電路斷開，而達(dá)到剎車的目的。經(jīng)對目前在大多數(shù)機(jī)動車輛中應(yīng)用的這種手動式剎車機(jī)構(gòu)分析，其存在沒有引起人們足夠重視的致命缺陷，它不是產(chǎn)品制造的質(zhì)量問題，而是原有設(shè)計的結(jié)構(gòu)問題，使用時擋片2向手剎開關(guān)4的手剎開關(guān)滾軸3施力時，產(chǎn)生作用于滾軸3的外圓柱表面上的F力，其方向如圖1b所示。由圖可知：該F力可分解為由左向右的水平分力F1、由上向下的鉛垂分力F2，其中，F(xiàn)2的力是驅(qū)動剎車機(jī)構(gòu)的有效分力，是必要的，而分力F1則使手剎開關(guān)受到橫向載荷的作用，是長時間反復(fù)作用的有害分力。為此，應(yīng)將該力設(shè)法控制在最小范圍或者消除該力，以延長開關(guān)殼體塑件的使用壽命，由圖3所示的擋片2與手剎開關(guān)滾軸3接觸的施力結(jié)構(gòu)，改進(jìn)為圖4所示的銷軸3與壓片式開關(guān)的壓片接觸的結(jié)構(gòu)，收到了理想的效果。

3 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過與某外資企業(yè)的合作，對其生產(chǎn)的某種型號機(jī)動車輛的手動剎車裝置進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，如圖4a、4b所示，采用了銷軸3與壓片式開關(guān)2的壓片接觸的結(jié)構(gòu)，由此可以看出手剎車開關(guān)由原來的滾軸式變成了壓片式，當(dāng)手動式剎車機(jī)構(gòu)動作時，手動式剎車機(jī)構(gòu)上的銷軸3與壓片式手剎開關(guān)的壓片接觸，這樣銷軸3的圓柱面與手剎開關(guān)2上的壓片表面直接接觸，剎車時產(chǎn)生的作用力F3（如圖4b所示）始終與壓片表面垂直，顯然這種結(jié)構(gòu)只產(chǎn)生有效的縱向載荷，消除了橫向載荷產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力對手剎開關(guān)殼體的破壞作用，避免了殼體塑件過早破裂失效。

4 使用效果

與外資企業(yè)合作改進(jìn)設(shè)計的某種型號機(jī)動車輛的手動式剎車裝置，已投入生產(chǎn)使用，收到極佳的效果，現(xiàn)已拓展應(yīng)用在該外資企業(yè)生產(chǎn)的所有型號的礦用機(jī)動車中，其產(chǎn)品大量銷往國內(nèi)外，經(jīng)用戶使用反饋的信息證明，該外資企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)動車輛上的手動式剎車機(jī)構(gòu)使用的故障率大為降低，延長了手動式剎車機(jī)構(gòu)的壽命，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是消除了客戶在使用機(jī)動車輛的過程中，因原結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理存在的不安全因素，而造成的恐慌心理，以此確保了人們的財產(chǎn)與生命安全，極大地提高了企業(yè)的社會聲譽(yù)。這種結(jié)構(gòu)具有很高的推廣價值，若應(yīng)用到其他類型機(jī)動車輛之中，必將創(chuàng)造很高的經(jīng)濟(jì)效益。

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