輪式鑿巖臺(tái)車(chē)駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)

張 鎮(zhèn)，張鳳生

（遼寧 沈陽(yáng) 110001）

1 試制中駐車(chē)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)駐車(chē)系統(tǒng)的一般要求

輪式鑿巖臺(tái)車(chē)一般由底盤(pán)車(chē)架、平動(dòng)鉆臂及推進(jìn)器三大部分組成。底盤(pán)車(chē)架部分實(shí)現(xiàn)臺(tái)車(chē)行走轉(zhuǎn)場(chǎng)，并在鉆孔作業(yè)時(shí)為整機(jī)提供穩(wěn)定支撐。此外，臺(tái)車(chē)必須具有可靠的行車(chē)制動(dòng)及駐車(chē)制動(dòng)能力。

現(xiàn)有一臺(tái)自重21t采用手動(dòng)駐車(chē)制動(dòng)器的輪式鑿巖臺(tái)車(chē)，在試制過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在坡道上不能實(shí)現(xiàn)可靠駐車(chē)，當(dāng)臺(tái)車(chē)處于10°左右的坡道上產(chǎn)生溜車(chē)現(xiàn)象。參考國(guó)內(nèi)外同類及類似產(chǎn)品，一般要求駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)滿足：在14°坡道上穩(wěn)定駐車(chē)。

2 駐車(chē)能力不足的理論分析及計(jì)算

已知輪式臺(tái)車(chē)的整機(jī)質(zhì)量G為21T，輪胎滾動(dòng)半徑R為585mm,驅(qū)動(dòng)橋減速比i為20.26，停車(chē)制動(dòng)器位于變速箱前法蘭上，手動(dòng)式駐車(chē)制動(dòng)。

要求在坡度為α=14°的坡道上穩(wěn)定駐車(chē)，整機(jī)的受力如圖所示。

圖1 坡道上臺(tái)車(chē)受力圖

坡道上停車(chē)時(shí)，車(chē)輪所需的制動(dòng)力矩為

式中G整機(jī)滿載時(shí)重，N；

α坡道角度，（°）；

G·sinα下滑力，N；

f滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取f=0.03；

f·G·cosα滾動(dòng)阻力，N ；

R輪胎滾動(dòng)半徑，m。

變速箱上制動(dòng)力矩為

初始設(shè)計(jì)采用手動(dòng)軟軸控制制動(dòng)器，無(wú)法提供足夠的拉力，所以無(wú)法滿足制動(dòng)要求。

3 提高駐車(chē)能力的改進(jìn)方案及具體實(shí)現(xiàn)手段

需要如此大的制動(dòng)力，人力手動(dòng)軟軸無(wú)法滿足要求，需采用動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方式有兩種，具體方式如下。

3.1 斷氣剎式駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)原理及優(yōu)缺點(diǎn)

斷氣剎式駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)組成如下，工作原理為：安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上的空壓機(jī)提供壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)油水分離組合閥后進(jìn)入儲(chǔ)氣筒。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，駕駛員操作手控制動(dòng)閥時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入駐車(chē)制動(dòng)室，推動(dòng)制動(dòng)室內(nèi)活塞移動(dòng)抵消彈簧壓力，此時(shí)駐車(chē)制動(dòng)器解除制動(dòng)。

斷氣剎式制動(dòng)系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)是操縱輕便、工作可靠、不易出現(xiàn)故障、維修保養(yǎng)方便[2]。此外，因?yàn)橹苿?dòng)氣室為彈簧力制動(dòng)，壓縮空氣松閘，駐車(chē)更為安全可靠。主要缺點(diǎn)是增加空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣筒、駐車(chē)制動(dòng)室、手控操縱閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高，管路中壓力的建立及移除都較慢。此外，針對(duì)臺(tái)車(chē)而言，增加斷氣剎系統(tǒng)稍顯復(fù)雜、空間有限。

圖2 斷氣剎駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)圖

3.2 鉗盤(pán)式液壓制動(dòng)系統(tǒng)原理及優(yōu)缺點(diǎn)

鉗盤(pán)式液壓制動(dòng)系統(tǒng)原理如圖2所示，系統(tǒng)由制動(dòng)盤(pán)、駐車(chē)制動(dòng)器、壓力開(kāi)關(guān)、電磁閥、沖液閥、優(yōu)先閥、安全閥、齒輪泵及控制繼電器、按鈕開(kāi)關(guān)等部分組成。制動(dòng)鉗盤(pán)為彈簧制動(dòng)，液壓松閘。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，位于駕駛室儀表盤(pán)上的駐車(chē)制動(dòng)指示燈亮。按下開(kāi)關(guān)，則電磁閥得電，壓力油進(jìn)入駐車(chē)制動(dòng)器，在壓力油作用下解除駐車(chē)制動(dòng)，并且駐車(chē)指示燈熄滅。

鉗盤(pán)式液壓駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)，相對(duì)于斷氣剎駐車(chē)系統(tǒng)，系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單，只需要在原行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)上增加制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)器、壓力開(kāi)關(guān)等零部件即可，改動(dòng)較小，與原系統(tǒng)集成性更好；安全性、可靠性更高，位于駕駛室內(nèi)的指示燈，直觀可靠的顯示當(dāng)前駐車(chē)制動(dòng)器狀態(tài)，避免駐車(chē)制動(dòng)尚未解除，而進(jìn)行行車(chē)操作；與斷氣剎系統(tǒng)對(duì)比，總成本增加幅度?。淮送?，整個(gè)系統(tǒng)采用電氣開(kāi)關(guān)控制，有利于減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖3 液壓制動(dòng)系統(tǒng)原理圖

4 結(jié)論

（1）大噸位鑿巖臺(tái)車(chē)，應(yīng)核算駐車(chē)制動(dòng)所需力矩，采用手動(dòng)式制動(dòng)器很可能無(wú)法安全駐車(chē)。

（2）與斷氣剎駐車(chē)系統(tǒng)比較，鉗盤(pán)式液壓駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)更為優(yōu)秀，更適合應(yīng)用于鑿巖臺(tái)車(chē)。