采煤机液压制动器试压失效分析及压力校核.pdf
学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 制动器试压压力校核 根据现有生产条件 ，摩擦式制动器 自制件精度不能 达到国外生产制造水平。 因此 ， 通过对该种液压制动器 中 弹簧弹力和密封件摩擦力的计算 ，来校核液压制动器试 压压力 。 3 1 辞袭 力诗 舆 采煤机摩擦式液压制动器 中现在采用 的弹簧为大小 两根弹簧并联 ， 弹簧主要参数如表 1 所示。 表 1 弹簧主要参数 ⋯ 自 由 状态 有 效 弹 簧 直 压缩 至3 2 ．5压缩至2 9 ． 2 最大 压缩 状态 ⋯ ⋯ ‘ 长度 ／ ra m圈 数 径／ m m 时 的弹 力 时 的弹 力『 N弹 簧长 度 ／ m m M⋯ 名 称 种 罱， 个 大弹簧 5 6 1 1 6 7 ． 6 1 2 5 ．9 3 1 4 3 ．8 6 2 6 ．5 2 2 小弹簧 4 7 1 2 2 ．5 4 ． 7 6 0 ．8 6 7 4 ．8 7 2 6 ．5 1 2 根据设计参数 ， 大 弹簧弹性系数 1 ／ A x l 5 ． 3 5 8 7 x 1 0 即取 k l 5 ． 3 5 8 7 x 1 0 大弹簧的弹力Zf , k 。A x 。 2 2 3 ．4 7 5 5 x 1 0 N 小弹簧弹性系数 1 ／ A x l 4 ． 1 9 7 2 x 1 0 即取 k 2 4 ． 1 9 7 2 x 1 0 小弹簧的弹力ZA k 2 △ 1 2 1 ．0 3 2 2 x 1 0 N 1 、1 、 ． 1 即总弹力为 ，弹 4 ． 5 0 9 7 x 1 0 N 3 ． 2 液压制动器中摩擦 力的计算 该液压制动系统中采用 的是带挡圈 x型圈密封 ， 由 于采煤机制动系统属于中低压压力 系统 ，不会使挡圈发 生“ 挤出” 失效现象。所以我们主要考虑 X型橡胶密封 圈 所产生的摩擦力 。 计算 x型圈摩擦的基本公式为 ] 式中 ， ￡ 密封件摩擦面长度 对于活塞密封件来说 ， 为 外径周长 ，对活塞杆密封件来说 ，即为内径周长 ； A密封件 的投影面积 在用于活塞密封和活塞 杆密封时均相同 ； ， 一因 x型圈压缩而 引起的摩 擦 因流体压力引起的摩擦。 注 上式适合英制单位计算 ， 故 以下摩擦力计算均换 算 成英制单位 3 ． 2 ． 1 上述摩擦力计算式中 L 、 A、 、 参数的计算 1 根据 已知条件计算可得该系统 中活塞 和活塞杆 密封时 三和 A值 活塞密封L l r r d 。 1 4 ． 4 7 l 1 i n A l q r d l h o 1 ． 7 9 4 6 i n 上式中 ， d 为活塞密封直径 ，该制动系统中为 1 1 7 m m； h 。 为 密封 圈槽 底 至被 密封 面 的距 离 ，该制 动 系统 中为 3 ． 1 5 ram。 活塞杆密封L z r r d 2 1 2 ． 3 6 8 5 i n A 2 r r d E h o 1 ． 5 3 3 9 i n 上式中， d 为活塞杆密封直径 ， 该制动系统中为 1 0 0 m m。 2 关于 ． 和 ． 的值 ， 可分别查图 3因压缩 引起的密 封圈摩擦和图 4因流体压力引起 的密封圈的摩擦 。 从图 3中看出 的值跟 x型密封圈压缩百分比 即 压缩率 有关。此制动系统中 x型密封圈压缩率为 解决方案 T艺 ／ T装 ， 簟冀 ／ 诠断 ， 柏舅 ， 维僚 ， 改造 一I Lq ／ l l l i l s d o - h 0 ／ d o x 1 0 0 ％ l 0 ％ 式 中 ， h 。 为密 封 圈槽 底 至被 密封 面的距离 ； d 。 为 x型密 封圈端面直径 ， 此处制动系 统中约为 3 ． 5 ra m 。 图 4中显示 厂 h 值与系统 流体压力有关 ，根据设计给 出制 动 器 试 压 压力 为 1 ．4～ 1 ． 7 M P a 。姑且认为制动系统 工作 压 力 为 最 大试 压 压 力 1 ． 7 M P a ， 约合 2 4 6 ． 5 1 h ／ i n 。按 以上 已知条 件查表 可得 ， ． 0 ． 7 l b ／ i n ；f h 1 6 1 b ／ i n 。 3 ． 2 ． 2 X型密封 圈摩擦力 的 计算 。 _ 4 s 旧 d Ⅱ2 恤 1 辎 9 O 8 O 7 0 1 活塞密封的摩擦力 I F I 1 x A】 J l 3 8 9 8 7 8 1 b I 2 活塞杆密封的摩擦力 { F 2 q o L 2 2 l I 2 4 5 2 9 7 1 b f 3 x型圈总摩擦力 I ∑ ∑ ∑ 6 3 ．5 1 7 5 1 b 3 ． 2 ． 3 液压制动器脱开压力计算 5 0 0 l 5 0 o 2 5 o o 流体压力 i n 。 图 4 因流体压 力引起 的密封圈的摩擦 1 液体活塞运动时受力面积 S D 2 - d ／ 4 3 ． 0 5 4 x l 0 I n 式中， D环形空腔大径 ，该处为 1 1 7 ram； 一环形空 间小径， 该处为 9 9 ram。 2 活塞所受合力即活塞脱开所需力 ∑ ∑即 ∑ 4 ．9 7 2 x 1 0 ， N 3 液压制动器系统中活塞脱开压力 、 P F ／ S1 ． 6 2 8 MP a 4结语 综合 以上分析计算过程 ， 并考虑累计误差 、 温度等其 它因素的影响 ，摩擦式液压制动器活塞脱开所需液体实 际压力应大于 1 ． 6 2 8 MP a 。根据以上结果 ， 说 明我公 司 目 前所定的摩擦式液压制动器的试压压力 1 ． 4 ～ 1 ． 7 MP a 的范 围并不合适 ， 必须修正至 1 ． 7 2 ． 0 M P a 才能正确指导生产 ， 才能保证生产的正常进行。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 沈 国才． 采煤机 [ M] ．北 京 中国劳动社会保障 出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 2 ] 【 英 】 沃林 R ． 密封件与密封手册[ M] ． 宋学义， 张尔正， 译． 北京 国防工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． [ 3 ] 成大先． 机械设计手册[ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 7 ． 编辑 立明 作者 简介 周 晓红 1 9 6 9 一 ， 女 ， 高级工程 师， 从事机械加 工工艺工作 。 收稿 日期 2 0 1 0 1 0 2 4 机械工程师 2 0 1 1 年第1 期l 1 1 9 加 ∞ ∞ ∞ ∞ m 0 一 ． q 羞N 恒 辎霸静岬 辎跹 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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