工業(yè)制動(dòng)器是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的制動(dòng)裝置，其性能的優(yōu)劣直接影響到設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。本文主要研究工業(yè)制動(dòng)器制動(dòng)力矩的影響因素。

　　《機(jī)械工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與科技管理》是由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)主管、主辦的綜合性技術(shù)刊物。其宗旨是宣傳國(guó)家和行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略、方針、對(duì)策;宣傳企業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新方面的成就和經(jīng)驗(yàn);介紹國(guó)內(nèi)外機(jī)電產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)，面向市場(chǎng)與用戶，為提高企業(yè)況爭(zhēng)力服務(wù)。主要欄目有：開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新、產(chǎn)品與市場(chǎng)、國(guó)外新產(chǎn)品新技術(shù)、專題綜述、營(yíng)銷策略、商機(jī)無(wú)限等。

　　制動(dòng)器廣泛應(yīng)用于高度惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，直接或間接影響制動(dòng)力矩的因素很多。總體而言，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩受以下幾個(gè)方面的影響：(1)制動(dòng)器本體，包括結(jié)構(gòu)型式、制動(dòng)襯墊數(shù)量等;(2)制動(dòng)器的安裝，如工作行程、制動(dòng)退距等;(3)制動(dòng)襯墊摩擦系數(shù)，主要受材質(zhì)、表面溫度、表面粗糙度和污染等影響。

　　一、制動(dòng)器結(jié)構(gòu)型式和摩擦襯墊數(shù)量對(duì)制動(dòng)力矩的影響

　　目前，工業(yè)制動(dòng)器產(chǎn)品層出不窮，結(jié)構(gòu)型式也各不相同。按照摩擦條件可分為干式摩擦制動(dòng)器和濕式摩擦制動(dòng)器兩類。干式摩擦制動(dòng)器又可以細(xì)分為：鼓式制動(dòng)器、臂盤式制動(dòng)器、圓盤式制動(dòng)器、鉗盤式制動(dòng)器等;濕式摩擦制動(dòng)器常見(jiàn)的是濕式盤式制動(dòng)器。通常，結(jié)構(gòu)型式對(duì)制動(dòng)器制動(dòng)力矩的影響是“與生俱來(lái)”的。

　　對(duì)于鼓式制動(dòng)器而言，直臂結(jié)構(gòu)和彎臂結(jié)構(gòu)通過(guò)改變制動(dòng)器的杠桿比來(lái)獲得不同的制動(dòng)力矩，并由此引申出系列化的產(chǎn)品。制動(dòng)杠桿的設(shè)計(jì)也會(huì)影響制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，如通過(guò)制動(dòng)杠桿的合理設(shè)計(jì)，可在較小的推動(dòng)器推力和較大的退距下獲得較大的制動(dòng)力矩[1]。

　　對(duì)于電磁圓盤式制動(dòng)器和濕式盤式制動(dòng)器而言，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩不但受制動(dòng)盤有效制動(dòng)半徑和摩擦襯墊材質(zhì)的影響，還與摩擦盤的數(shù)量有關(guān)，如干式多片電磁盤式制動(dòng)器和濕式多片液壓盤式制動(dòng)器就是通過(guò)增加摩擦盤的數(shù)量來(lái)提高制動(dòng)力矩的。

　　二、制動(dòng)器的安裝對(duì)制動(dòng)力矩的影響

　　根據(jù)起重機(jī)安全規(guī)程的要求，制動(dòng)器在安裝調(diào)試及使用過(guò)程中，要特別注意制動(dòng)力矩的調(diào)整，其中主要是工作行程、制動(dòng)襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、安裝彈簧長(zhǎng)度、和制動(dòng)退距的調(diào)整[2]。

　　1.工作行程。以電力液壓鼓式制動(dòng)器和臂盤式制動(dòng)器為例，在使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)使用的頻繁程度定期檢查推動(dòng)器的工作行程(工作行程等于額定行程減去補(bǔ)償行程)的變化。特別需要注意的是，對(duì)于無(wú)制動(dòng)襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器，絕對(duì)不能使推動(dòng)器的補(bǔ)償行程為零，否則制動(dòng)器制動(dòng)力矩將完全消失。此外，補(bǔ)償行程也不能過(guò)小，否則可能因使用時(shí)制動(dòng)襯墊熱脹冷縮變形，引起補(bǔ)償行程進(jìn)一步減小，進(jìn)而失去制動(dòng)力矩。

　　2.制動(dòng)襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。對(duì)于加裝了制動(dòng)襯墊磨損自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器，雖免去了制動(dòng)器在使用過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)裝置工作行程的頻繁調(diào)整，但必須保證補(bǔ)償機(jī)構(gòu)工作正�？煽俊�

　　3.制動(dòng)彈簧的安裝長(zhǎng)度決定了彈簧力的大小，是影響制動(dòng)器制動(dòng)力矩的直接原因。根據(jù)制動(dòng)器安全規(guī)范，常閉式制動(dòng)器應(yīng)設(shè)有明顯的制動(dòng)力矩標(biāo)尺，使用時(shí)按照力矩標(biāo)尺調(diào)整制動(dòng)彈簧長(zhǎng)度。通常，較短的制動(dòng)彈簧安裝長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)較大的制動(dòng)力矩，但是制動(dòng)彈簧安裝長(zhǎng)度過(guò)小時(shí)，將導(dǎo)致制動(dòng)器無(wú)法松閘(推動(dòng)器推力不夠)，甚至縮短制動(dòng)彈簧使用壽命的后果。

　　4.制動(dòng)退距。制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)裝置的工作行程調(diào)整好后，其制動(dòng)襯墊的總退距也相應(yīng)確定，應(yīng)調(diào)整至左右兩側(cè)退距均等，否則可能出現(xiàn)單邊摩擦，溫度急劇上升，降低制動(dòng)襯墊性能，加速制動(dòng)襯墊磨損，最終導(dǎo)致制動(dòng)力矩的波動(dòng)和減小。

　　三、制動(dòng)襯墊摩擦系數(shù)對(duì)制動(dòng)力矩的影響

　　工業(yè)制動(dòng)器產(chǎn)品繁多，結(jié)構(gòu)型式各不相同，但工作原理相通——都是依靠制動(dòng)襯墊與制動(dòng)偶件之間的摩擦阻力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。在其他條件相同的情況下，制動(dòng)襯墊的摩擦系數(shù)是制動(dòng)力矩的最終決定要素。

　　決定制動(dòng)襯墊摩擦系數(shù)的內(nèi)因是襯墊材質(zhì)，外因包括表面溫度、制動(dòng)正壓力、表面粗糙度和污染等。目前工業(yè)制動(dòng)器用制動(dòng)襯墊的材質(zhì)主要有：石棉、無(wú)石棉、碳纖維、粉末冶金等，其理論靜摩擦系數(shù)都在0.35及以上。本文重點(diǎn)介紹影響制動(dòng)襯墊摩擦系數(shù)的外部因素。

　　1.表面溫度。在制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器制動(dòng)襯墊把機(jī)構(gòu)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，當(dāng)大量的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而又來(lái)不及耗散時(shí)，必然引起熱量的累積和制動(dòng)襯墊表面溫度升高，而摩擦表面平均溫度對(duì)制動(dòng)襯墊的摩擦性能有很大的影響。通常，隨摩擦表面溫度的升高，摩擦系數(shù)會(huì)呈現(xiàn)某種規(guī)律的下降，這是由于高溫導(dǎo)致制動(dòng)襯墊表面膜物化特性的改變所致。摩擦試驗(yàn)表明，對(duì)石棉制動(dòng)襯墊，當(dāng)溫度升高至400℃左右時(shí)，摩擦系數(shù)降至最低值，從而使制動(dòng)力矩消失;對(duì)碳纖維制動(dòng)襯墊，摩擦系數(shù)在150℃左右達(dá)最大值。

　　2.制動(dòng)正壓力。通常而言，通過(guò)提高制動(dòng)壓力，可以增加制動(dòng)襯墊與制動(dòng)偶件之間的摩擦力，進(jìn)而增大制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，但是制動(dòng)壓力的提高必須以符合制動(dòng)襯墊比壓要求為前提。試驗(yàn)研究表明[3]，隨著制動(dòng)正壓力的增加，靜、動(dòng)摩擦系數(shù)都有減小的趨勢(shì)，動(dòng)摩擦系數(shù)較靜摩擦系數(shù)的變化幅度稍小。

　　3.表面粗糙度和污染。試驗(yàn)研究表明[3]，靜摩擦系數(shù)有隨制動(dòng)襯墊表面粗糙度的增加而增加的趨勢(shì)，但變化不大;動(dòng)摩擦系數(shù)隨制動(dòng)襯墊表面粗糙度的增加有減小的趨勢(shì)，但變化幅度也不大。被污染后制動(dòng)襯墊摩擦系數(shù)則顯著減小。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　本文結(jié)合筆者在使用現(xiàn)場(chǎng)和試驗(yàn)室的經(jīng)歷，對(duì)影響工業(yè)制動(dòng)器制動(dòng)力矩的因素進(jìn)行了小結(jié)。如何改進(jìn)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式，深入開(kāi)展制動(dòng)襯墊材質(zhì)性能試驗(yàn)研究，是今后進(jìn)一步努力的方向。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3]尹中會(huì), 張安寧,李海芳.制動(dòng)器狀態(tài)對(duì)制動(dòng)力矩影響的試驗(yàn)研究[J].煤礦機(jī)械, 2006, 27(12): 45-46.

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