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http://www.jiangmenludengchechuzu.com/ 黄埔路灯车出租, 顺德路灯车出租,荔湾路灯车出租    路灯车的协同制动器样机结构尺寸计算方法?
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2020-11-054    文字:【】【】【


       黄埔路灯车出租, 顺德路灯车出租,荔湾路灯车出租     路灯车的协同制动器样机结构尺寸计算方法?  由于本文设计的新型制动器是非标准件,在确定了具体结构之后,首先需要拟定设计目标,然后根据相关公式及规定对协同制动器样机的各部件尺寸进行合理地计算,以便进行实物样机的制作,主要包括铁芯和励磁线圈的相关尺寸参数。



       1)设计参数和要求: 考虑到本文制动器设计的主要目的为提高制动的可靠性,因此将设计目标定为:在电磁力、液压力加载的摩擦制动和涡流制动的共同作用下,车速由120km/h 减到50km/h 的复合制动时间在4s 以内。同时根据协同制动器要实现的功能,初定为:涡流制动功率占到复合制动总功率的比例约为20%、电磁力至少占到液压力的20%。


       2)结构参数的确定(1)铁芯直径计算根据设计要求,由于从涡流制动和电磁力加载两个角度可以分别计算出铁芯直径等参数,因此本文对其分别进行计算,而后进行比对。①按照涡流制动功率计算车辆后轴有效载荷占总载荷的20%至30%,这里按一个后轮分配计算结果约为10%。根据能量守恒减速的动能就是制动所需总能量,因此按设计目标要求计算得到制动总能量为7.8×105J。由于本文制动器结构的特殊性,按照涡流制动功率的设计要求,进行计算能够得出每对线圈需要分担的涡流制动功率约为975W。 WPt,P——电涡流制动功率,W——制动过程的总能量,J;t——车辆由120km/h 减速到50km/h 的制动时间。由于电涡流制动器原理和环境的复杂性,国内外学者通过多种假设和计算得到了Smythe W R 模型、Schieber D 模型、Wouterse J H 模型、张逸成模型、何仁模型、孙为民模型等几个制动力矩的计算模型。本文设计2的励磁线圈分别位于转子盘的两侧,转速高。所以铁芯直径参照张逸成模型计算,可得:226PRDe h k B fk——误差修正系数,根据车轮转速取k=0.26;D——铁芯截面直径,m;e——电导率,制动盘为铸铁材料其电导率为e=1×107S/m;P——电涡流制动功率;h——制动盘厚度,0.019m;R——铁芯大圆弧半径,m;f——车轮转动频率,由v=πDrf,取最低转速频率f=7r/s,Dr 为车轮滚动直径,m;B——穿过制动盘的磁感应强度,按照铸铁磁化曲线这里取1.4T。另取铁芯边缘和制动盘边缘的最近距离a 为0.01m,制动盘直径d 为0.3m,则D dR a. 能够求得D=26mm,R=127mm。②按照电磁力计算按照国标要求刹车片性能测试中的压力通常取0.98MPa,对应的试片尺寸为25mm×25mm,即面积为6.25×10-4m2,按照设计要求,电磁力占液压力的20%,根据下式计算可得,需要的电磁力约为122.5N。在设计时认为吸力斥力相同,本文统称为电磁力。  20re h fF p A  (2-4)式中,Fre——需要的电磁力大小,ph——摩擦片的压力,;Af——试样面积。电磁铁设计的安全系数一般取1.2,考虑到本文结构的铁芯长度有限,两线圈间还有气隙存在,可能会影响电磁力的大小,因此将安全系数取大一些,本文取3,因此设计推力Fn=3×Fre=367.5N,即F=Fn/9.8=37.5kg。


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       本文初定每侧摩擦片与制动盘之间的间隙均为2mm,即工作行程δ=2mm,对应的电磁力为F=37.5kg,按照下式进行计算能够得出电磁铁的结构因数3753060.2F .K .中,K——电磁铁结构因数;F——单位加速度下的电磁力;δ——工作行程。根据文献中的气隙磁感应强度曲线,得到30.6 对应的磁感应强度约为10100Gs。根据国标要求的电磁铁铁芯DT4 的特性其磁感应强度一般在1.2T——1.8T之间,将计算得到的值适当提高,同时考虑本文电磁加载装置的结构及空气磁阻,防止磁通密度过饱和,本文取Bp=1.4T=14000 Gs。由电磁力公式,可以求得铁芯直径为D=24.7mm。pBF D式中,Bp——磁感应强度;D——铁芯直径。比较按照涡流制动功率和按照电磁力计算得出的铁芯直径,发现相差较小,,因此折中取铁芯直径D=25mm。(2)励磁线圈尺寸计算  能够看到线圈的内径要略于大铁芯直径,线圈骨架厚度取2mm,固体润滑材料厚度取1mm,因此D1 取31mm,线圈外径D2 与铁芯直径D 的比值n 约为2——3,由于涉及背板和制动器的安装问题,同时本文有线圈骨架存在,为使线圈匝数较多,本文取n=2.4,因此励磁线圈的外径D2 取60mm。线圈的径向宽度(即线圈厚度)可以由下式进行计算,得bc=14.5mm。



          由于制动器轴向尺寸不能太大,为使线圈轴向长度l 较小,则线圈电流密度j 取较大值,因此,kc 取最小值0.25 时,j 最大取6.76A/mm2。假定使用10V 直流电源供电,由以上公式计算可得,L=67073mm,N=469,I=7.5A,R=1.3Ω,dm=1mm 即可。(3)发热和摩擦力计算按照下式计算可以得到单个线圈发热量2cQ I Rt ,Q——单个线圈热量,J;t——时间,此处按较长计算,取20s。  同时线圈的热量和温度还具有如下关系21Q cm(T T)  c——铜比热容390J/(kg·ºC);m——单个线圈的质量,;T1——起始温度,此处取20ºC;T2——发热后温度。单个线圈的质量可以由下式求得L P L式中,P1——铜导体比重,为8.9g/cm3;dm1——单根导线直径;P2——绝缘材料比重,此处采用PVC 比重为1.5g/cm3;dm——漆包线最大外径。由式(2-19)——式(2-21)计算可得到,发热后温度T2 为60.83ºC。部分工作模式制动力矩可能较小,制动时间较长,为留有余量,使用热级为200 的漆包线。内侧的线圈骨架在铁芯上滑动时,会产生摩擦阻力,对加载力产生影响,因此需要对摩擦力进行计算。调研得,Al-Fe 摩擦副在无润滑状态下摩擦系数约为0.3,而聚四氟乙烯(PTFE)摩擦系数为0.04。可得一个线圈骨架和线圈的总重量约为4.8N,如若不添加固体润滑材料,摩擦阻力为1.44N,使用聚四氟乙烯后,摩擦阻力0.192N,远小于电磁力,不会产生明显影响。



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点击次数:46  更新时间:2020-11-05  【打印此页】  【关闭

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