礦用重型卡車后輪盤式工作制動器維修裝置設(shè)計

韓子剛，李三柱，金 鑫

（神華哈爾烏素設(shè)備維修中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

礦用重型卡車后輪盤式工作制動器維修裝置設(shè)計

韓子剛，李三柱，金 鑫

（神華哈爾烏素設(shè)備維修中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

在神華哈爾烏素露天礦區(qū)MT5500/MT4400礦用重型卡車主要承擔(dān)巖土、煤炭的運(yùn)輸任務(wù)，該卡車后輪工作制動總成設(shè)計為盤式裝置，運(yùn)行過程中頻繁出現(xiàn)工作制動器漏油故障，結(jié)合工作制動器結(jié)構(gòu)原理，維修人員設(shè)計了一套專用維修裝置，極大提高了工作效率和維修質(zhì)量。

工作制動器；設(shè)計與制造；維修裝置

0 引 言

在2015年之前，維修工處理MT5500/MT4400礦用重型卡車盤式工作制動器漏油故障時，因裝置設(shè)計不合理多采用更換總成部件進(jìn)行維修；2016年加大修舊利廢力度后，相關(guān)技術(shù)人員研制出了一套專用工具，通過使用該專用工具極大地提高了維修效率，從而節(jié)約了較多的成本。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 盤式工作制動裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

礦用重型卡車工作制動裝置由液壓控制，主要零部件有制動盤、制動鉗、工作制動器、摩擦片、接頭、油管等。制動盤安裝在輪馬達(dá)電樞的一個法蘭盤上，隨車輪轉(zhuǎn)動；制動鉗安裝于一對平行的制動盤上，固定不動，其上裝有油管、接頭等附屬件；蹄形摩擦片安裝于制動盤兩側(cè)；工作制動器為活塞式的，安裝于制動鉗上，通過液壓控制其動作[1]。MT5500/MT4400卡車后輪盤式制動裝置如圖1所示。

圖1 MT5500/MT4400卡車后輪盤式制動裝置

礦用重型卡車盤式工作制動器受液壓制動系統(tǒng)液壓油作用，推動制動活塞動作，并將蹄形摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，迫使旋轉(zhuǎn)的制動盤停止，從而停止輪馬達(dá)電樞運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到停車目的[2]。盤式制動裝置散熱快、質(zhì)量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便；特別是高負(fù)荷時鬧高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，比較適合惡劣路況行駛的設(shè)備使用。

1.2 盤式工作制動器結(jié)構(gòu)及工作原理

礦用重型卡車盤式工作制動器通過螺栓連接與制動鉗上，由活塞缸套、螺旋壓簧、制動隔熱板、活塞等部件組成[3]?；钊滋自O(shè)計有小孔，其與制動鉗上孔以密封環(huán)形式接觸相通；活塞內(nèi)安裝螺旋壓簧，增加工作制動器伸張力；活塞外端安裝制動隔熱板，防止因制動盤高溫?fù)p壞工作制動器內(nèi)密封裝置。MT5500/MT4400卡車后輪盤式工作制動器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 MT5500/MT4400卡車后輪盤式工作制動器結(jié)構(gòu)

礦用重型卡車后輪盤式工作制動器采用液壓控制，施加工作制動時液壓油通過制動鉗與活塞缸套接觸小孔進(jìn)入活塞內(nèi)部，油液壓力驅(qū)使螺旋彈簧伸長，從而帶動活塞及制動隔熱板一起動作，實(shí)現(xiàn)工作制動系統(tǒng)投入；釋放工作制動時，液壓油從活塞缸套內(nèi)經(jīng)小孔流會到液壓系統(tǒng)中，因活塞內(nèi)部為密閉容積，液壓油回流導(dǎo)致其中變?yōu)檎婵眨虼髿鈮毫皬椈墒湛s力作用迫使活塞回到缸套中[4]。

2 工作制動器維修裝置設(shè)計

該裝置構(gòu)思于螺紋傳動機(jī)構(gòu)，由工作制動器殼體與活塞分離裝置、活塞回位彈簧安裝裝置、工作制動器殼體與活塞裝配裝置3部分組成，其中工作制動器殼體與活塞分離裝置采用工作制動器殼體端面接觸固定，在活塞調(diào)隙片固定螺紋孔中擰入加長螺栓定位，加上螺栓連接支架，通過螺紋傳動機(jī)構(gòu)帶動支架向上移動，從而分離工作制動器殼體與活塞，其中螺紋傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計為搖桿裝置，省時、省力；活塞回位彈簧安裝裝置采用螺桿向下移動迫使活塞回位彈簧及墊片壓縮，從而使定位卡簧安裝到卡槽中；工作制動器殼體與活塞裝配裝置采用螺紋傳動帶動螺桿及墊片向下移動，從而將活塞正確安裝到工作制動器殼體內(nèi)，螺紋傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計有搖桿裝置，方便使用[5]。

2.1 工作制動器殼體與活塞分離裝置

1）結(jié)構(gòu)。該裝置是由U型底座、螺紋傳動機(jī)構(gòu)及支架、活塞連接裝置、輔助裝置4部分組成；該裝置底座呈“U”型，其長、寬、高尺寸為300 mm×160 mm×150 mm，使用時底座開口向前放置，底座頂板鉆有直徑為90 mm的圓孔，使用時活塞可以輕松通過該孔，但工作制動器外殼不可通過（工作制動器外殼端面與底座上板下端面接觸），使用時螺紋傳動支架與底座頂板端面直接接觸，支架與底座通過定位銷連接，避免支架移動；螺紋傳動支架上部為中間鉆有直徑為20 mm的孔的圓板，該圓板直徑為130 mm、厚度為10 mm，下部為內(nèi)圓直徑為120 mm、外圓直徑為140 mm、厚度為10 mm的圓環(huán)，上部與下部通過3塊長120 mm的立柱均勻分布焊接而成；活塞連接裝置為直徑為110 mm、厚度為10 mm的圓形板材，板材中心留有直徑為20 mm的孔，孔中插有尺寸規(guī)格為M18螺桿，螺桿上端從螺紋傳動支架上部圓孔穿出并用對應(yīng)規(guī)格螺母固定，圓形板材端面均布3個直徑為10 mm的孔，并配有3根長度為70 mm的M6的螺栓，下端為外徑未90 mm、內(nèi)徑為70 mm的圓環(huán)，上部與下部通過3根長度為60 mm的立柱相連接；輔助裝置主要由搖桿機(jī)構(gòu)組成，其呈“L”型，一端與螺紋傳動機(jī)構(gòu)中螺母相匹配，另外一端制成手柄形式。

2）技術(shù)方案。利用螺紋傳動原理實(shí)現(xiàn)活塞與工作制動器外殼分離。

3）附圖及其說明。工作制動器殼體與活塞分離裝置由“U”型底座、螺紋傳動機(jī)構(gòu)及支架、活塞連接裝置、輔助裝置4部分組成；維修時，將工作制動器活塞放置到“U”型底座上，通過活塞連接裝置上的3道連接螺栓將活塞與螺紋傳動裝置連接，轉(zhuǎn)動輔助裝置“L”型手柄可使工作制動器殼體與活塞正確分離。工作制動器殼體與活塞分離裝置如圖3所示。

4）實(shí)施方式。在使用該裝置時，先將活塞連接裝置中連接螺栓擰入待修工作制動器調(diào)隙片固定螺紋孔，定位工作制動器；轉(zhuǎn)動輔助裝置的“L”型手柄，帶動螺紋傳動裝置向上移動，從而迫使活塞連接裝置向上移動；因工作制動器外殼與底座上端面接觸，調(diào)隙片與活塞可從底座孔穿過，從而使活塞與工作制動器外殼分離。

圖3 工作制動器殼體與活塞分離裝置

2.2 活塞回位彈簧安裝裝置

1）結(jié)構(gòu)。該裝置是由“U”型架、螺紋傳動機(jī)構(gòu)、活塞定位裝置、輔助裝置4部分組成；該裝置支架呈“U”型，其長 、寬 、高尺寸為200 mm×160 mm× 300 mm，使用時支架開口向前放置，支架上板鉆有直徑為20 mm的圓孔，與孔同心焊接有M20絲母；螺紋傳動機(jī)構(gòu)由M20絲杠、絲母組成，與“U”型架上板圓孔連接；活塞定位裝置是由直徑為90 mm的圓形套與“U”型架底板焊接而成；輔助裝置主要由搖桿機(jī)構(gòu)組成，其呈“L”型，一端與螺紋傳動機(jī)構(gòu)中螺母相匹配，另外一端制成手柄形式[6]。

2）技術(shù)方案。利用螺紋傳動原理實(shí)現(xiàn)活塞回位彈簧正確安裝。

3）附圖及其說明?；钊匚粡椈砂惭b裝置是由“U”型架、螺紋傳動機(jī)構(gòu)、活塞定位裝置、輔助裝置4部分組成；維修時，將工作制動器活塞放置與“U”型架下端的圓形定位裝置中，轉(zhuǎn)動輔助裝置“L”型手柄可是螺紋傳動機(jī)構(gòu)向下移動，從而將活塞中的卡簧及回位彈簧向下移動，在省時、省力的情況下可將定位卡簧正確安裝到位?；钊匚粡椈砂惭b裝置如圖4所示

圖4 活塞回位彈簧安裝裝置

4）實(shí)施方式。在使用該裝置時，先將活塞放置與“U”型架底座定位裝置內(nèi)，轉(zhuǎn)動輔助裝置的“L”型手柄，帶動螺紋傳動機(jī)構(gòu)向下移動，螺紋傳動機(jī)構(gòu)中的絲杠直接伸入活塞孔，從而迫使活塞孔中回位彈簧壓縮，并使定位卡簧正確安裝到位。

2.3 工作制動器殼體與活塞裝配裝置

1）結(jié)構(gòu)。該裝置是由“U”型底座、螺紋傳動機(jī)構(gòu)、輔助裝置3部分組成；裝置底座呈“U”型，其長、寬、高尺寸為300 mm×160 mm×150 mm，使用時底座開口向前放置，底座頂板鉆有直徑為20 mm的圓孔，底座下板上安裝有活塞定位板；螺紋傳動機(jī)構(gòu)由M18螺桿、螺母組成，螺母直接焊接與“U”型底座上板端面；輔助裝置主要由搖桿機(jī)構(gòu)組成，其呈“L”型，一端與螺紋傳動機(jī)構(gòu)中螺母相匹配，另外一端制成手柄形式。

2）技術(shù)方案。利用螺紋傳動原理實(shí)現(xiàn)活塞與工作制動器外殼裝配。

3）附圖及其說明。工作制動器殼體與活塞裝配裝置由“U”型底座、螺紋傳動機(jī)構(gòu)、輔助裝置3部分組成；維修時，將活塞放置與“U”型底座下板上端面，轉(zhuǎn)動輔助裝置“L”型手柄可是螺紋傳動機(jī)構(gòu)向下移動，螺紋傳動機(jī)構(gòu)下方平板接觸活塞調(diào)隙片端面，并迫使其向下移動，從而將活塞裝配到位。工作制動器殼體與活塞裝配裝置如圖5所示。

4）實(shí)施方式。在使用該裝置時，先將活塞放置與“U”型架下端面上，轉(zhuǎn)動輔助裝置的“L”型手柄，帶動螺紋傳動機(jī)構(gòu)向下移動，當(dāng)螺紋傳動機(jī)構(gòu)下方端面接觸到調(diào)隙片時，調(diào)隙片與活塞開始受力；繼續(xù)轉(zhuǎn)動輔助裝置的“L”型手柄，從而螺紋傳動機(jī)構(gòu)壓迫調(diào)隙片與活塞繼續(xù)向下移動，直到活塞安裝到位。

圖5 工作制動器殼體與活塞裝配裝置

3 經(jīng)濟(jì)效益評價

2015年底設(shè)計制作了該套維修裝置，從安全、維修效率、經(jīng)濟(jì)效益等方面均得到了極大地提高。

1）安全方面。2015年之前，維修礦用重型卡車盤式工作制動器通常采用氣壓分離法，即將氣源接入活塞缸套小孔處，用高壓氣體驅(qū)使活塞與缸套分離，這樣極易造成零部件飛濺傷人事故[7]，使用該裝置可以避免此事故發(fā)生，有效保障維修人員安全。

2）維修效率方面。維修效率可以分為2部分：①人員配置，采用以前的維修模式，維修盤式工作制動器至少需2人以上配合作業(yè)，但使用該裝置維修工可以單獨(dú)完成維修工作，節(jié)約了勞動力；②維修工時，通過表1可以看出，在不使用專用裝置維修盤式工作制動器用時31 min，使用專用裝置僅需18 min分，有效縮短了維修工時，即增加了維修效率[8]。

3）維修質(zhì)量。該專用裝置均設(shè)計定位裝置，可以將工作制動器各零部件可靠放置，避免拆裝時因零部件位移導(dǎo)致部件劃傷、密封損壞的現(xiàn)象，有效保證了維修質(zhì)量。

表1 礦用重型卡車盤式工作制動器維修工時統(tǒng)計 min

4）經(jīng)濟(jì)效益。2015年使用該裝置完成盤式工作制動器維修共計63件，單價為2 855元/個，節(jié)約成本17.99萬元。2016年加大修舊利廢力度，計劃修復(fù)盤式工作制動器110件，創(chuàng)造價值31.41萬元，截至2016年8月份已完成78%。

4 結(jié) 語

礦用重型卡車盤式工作制動器維修裝置在保證維修質(zhì)量和安全作業(yè)的前提下，提高了維修效率，節(jié)約了維修成本。

［1］特雷克斯公司.MT4400機(jī)械手冊［M］.美國：特雷克斯公司，2007.

［2］侯杰，王婕芬．汽車構(gòu)造與原理［M］．北京：中國勞動社會保障出版社，2011.

［3］特雷克斯公司．MT5500機(jī)械手冊［M］.美國：特雷克斯公司，2007.

［4］蘇維嘉，李東．電動輪自卸車原理與運(yùn)用［M］．北京：中國社會出版社，2001.

［5］孫桓.機(jī)械原理［M］．北京：高等教育出版社，2006.

［6］郭仁生．機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)［M］．第2版.北京：清華大學(xué)出版社，2006.

［7］神華準(zhǔn)能集團(tuán)．設(shè)備維修中心安全操作規(guī)程，2014.

［8］汪志宏.機(jī)械制造勞動定額基礎(chǔ)知識［M］．北京：中國勞動社會保障出版社，2009.

【責(zé)任編輯：陳 毓】

Mine heavy truck rear disc brake maintenance equipment design

HAN Zigang,LI Sanzhu,JIN Xin
(Shenhua Ha'erwusu Equipment Maintenance Center,Ordos 010300,China)

In Shenhua Ha'erwusu Open-pit Mine,MT5500/MT4400 mine trucks mainly undertake the task of rock and soil and coal transportation.The truck rear brake assembly design is disc device,and frequently emerges working brake oil leakage faults in the operation process.Combining with the working brake structure principle,the staff design a set of special maintenance device, which greatly improve the working efficiency and maintenance quality.

service brake;design and manufacture;maintenance device

U472

B

1671－9816（2017）03－0041－04

2016-10-06

韓子剛（1970—），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，高級技師，1992年畢業(yè)于內(nèi)蒙古第一機(jī)械制造廠技工學(xué)校，現(xiàn)任神華哈爾烏素設(shè)備維修中心汽修車間重卡鉗工。

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.03.012

韓子剛，李三柱，金鑫.礦用重型卡車后輪盤式工作制動器維修裝置設(shè)計［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（3）：41-44.