制动力测试方法的创新与探索

制动力测试方法的创新与探索

李永宝1杨洪亮2

1.黑龙江煤矿矿用安全产品检验中心哈尔滨150001；

2.黑龙江省富邦环境监测有限公司哈尔滨150001

摘要：给出了贴闸油压法和空载紧急制动法两种间接测试方法，通过分析比较，贴闸油压法较为准确可靠，且测试的相关数据能为制动器故障诊断提供依据。

关键词：贴闸油压法；空载紧急制动法；制动力；制动减速度

盘型制动器产生制动的原理是由碟形弹簧产生制动力，靠油压松闸。制动状态时，闸瓦压向制动盘的正压力的大小决定于液压缸内工作油的压力，为了使制动器不产生附加变形、主轴不承受附加轴向力，盘闸都是成对使用，每一对叫做一副盘形制动器.

我们在测试贴闸油压时，通常选择在缓慢制动状态下，取闸瓦与制动盘瞬间结合时的油压Pt制动，再由该油压计算出制动器在制动盘上产生的制动力矩。看该制动力矩是否满足3倍静力矩的要求。

一：通过在实际工作中不断的摸索与分析，我们尝试了贴闸油压的另外一种测试方法，并取得了很理想的结果，同时发现这两种方法测出的贴闸油压有细微差别，我们对数据进行了分析比对，得出了几点结论，希望与大家共同探讨学习。

我们的另一种测试方法是通过逆向思维，在缓慢松闸状态下，取闸瓦与制动盘瞬间分开时的油压Pt松闸（该油压正好是克服碟形弹簧产生的正压力与液压缸壁及密封圈对活塞的阻力时的油压），再由该油压计算出制动器在制动盘上产生的制动力矩，通过以上实验证明在缓慢松闸状态下也能侧出贴闸油压，并且效果很理想。

同时我们对多种型号的液压站进行了多次的对比试验，对数据进行了分析并得出一个共性结论：在缓慢松闸状态下测出的贴闸油压Pt松闸始终比在缓慢制动状态下测出的贴闸油压Pt制动略大。

（如图一）

对于两种测试方法所得出的贴闸油压有细微差别这一结论，我们通过查阅资料，分析认为是以下原因导致：

缓慢松闸过程和缓慢制动过程所测贴闸油压不同，这是因为在松闸和制动过程活塞所需克服的摩擦力方向不同所致（如图二），活塞同时受弹簧的作用力F2，压力油产生的力F1，综合阻力F3（包括空行程压缩弹簧的力）作用。

图二

（1）制动状态时F3的作用方向与F2相反。故压向制动盘的正压力为：

N=F2-F1-F3

当改变油压时，正压力N相应变化，油压值P=0时，即F1=0.正压力达到最大值Nmax，Nmax=F2-F3，此时为全制动状态。

（2）松闸过程中，F3作用方向与F1相反，此时力平衡方程为：N=F2+F3-F1

在P=Pmax时，F1＞F2，活塞压缩蝶形弹簧，是全松闸状态，N=0，即F1=F2+F3

如图五所示为正压力N相对于油压P的曲线，由图中可以看出：

（1）正压力随油压P的增加而减少，其变化过程可以近似地看成线性关系。

（2）松闸过程和制动过程所得曲线不重合，这是因为在松闸和制动过程活塞所需克服的摩擦力方向不同所致，松闸时，液压缸壁及密封圈对活塞的阻力与碟形弹簧的作用力的方向一致，所以在相同油压情况下，与制动过程相比，制动盘正压力较大，反之，在制动过程中，活塞所受摩擦阻力与碟形弹簧的作用力方向不一致，所以制动盘的正压力较低（如图一）。

（3）松闸和制动的不可控区（两条曲线不重合度）较小，说明有较高的控制灵敏性。

二：特殊情况下提升机制动力测试

在日常的提升机检验过程中，会遇到那种无法使用贴闸油压方法直接测试制动力的情况（如七煤集团建设煤矿，中实洛阳重型机械公司生产的JTB-3.0×2.5P型提升机，或液压防爆提升机等特殊情况），这里介绍另外一种制动力的测定方法。

（1）空载紧急制动测定法

根据提升系统运动力学方程可得：

上提紧急制动时，制动减速度为：

a上=Mz+Mj/Σm﹒R（1）

下放紧急制动时，制动减速度为：

a下=Mz-Mj/Σm﹒R（2）

式中Σm———提升系统总变位质量；

Mz———实测提升机制动力矩；

Mj———提升系统静张力力矩，Mj=Fjm﹒R。

R———为滚筒半径

由于重载上提或下放紧急制动有一定的危险性，存在对提升系统造成破坏的可能性，这里提出一种利用提升系统空载紧急制动的测定方法。该方法的原理是提升系统空载全速运行，当提升机匀速运行时，人为采取紧急制动，利用TC-3D提升机测试仪测出提升机的运行速度曲线和减速度a，空载提升系统的变位质量Σm可以通过查技术手册计算或由TC-3D提升机测试仪直接测试。

在空载紧急制动时，由式（1）或式（2）可以推导空载紧急制动时，有

Mz=aΣm﹒R+/-Mj

该种方法的优点是测试方便快捷，缺点是只能通过测试得到全部制动器制动力的总和，不能考察每副制动器制动力的大小，且由于获得准确的提升系统变位质量较为困难，所以误差略大。

参考文献：

［1］国家煤矿安全监察局局.煤矿安全规程（2016版）.煤炭工业出版社，2016.

［2］矿井提升机.第一版.机械工业出版社出版社，2006

［3］矿山固定设备选型使用手册.第一版：煤炭工业出版社，2007

［4］矿山大型固定机电设备测试技术手册.徐州：中国矿业大学出版社，2007.