滾動車輪范文

導語：如何才能寫好一篇滾動車輪，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】貨車車輪；滾動軸承；密封罩；脫落；預防

1、前言

在鐵路高速發展的今天，客、貨運量迅速增長，要求其載運工具――鐵道車輛必須保證正常的技術質量狀態，鐵路車輛的檢修工作在鐵路運輸中占有非常重要的地位，對于鐵路運輸工作的連續正常進行具有重要意義[1]。貨車車輪滾動軸承是車輛上的重要零部件[2-3]，其技術狀態的好壞將直接影響到鐵路運輸的行車安全，因此，如何準確發現鐵路貨車滾動軸承故障、及時排除故障、杜絕故障的產生是保證鐵路運輸安全的重要研究問題[4-6]。

隨著鐵路貨物列車載重量增大和運行速度的提高，對鐵路貨車運行安全的要求越來越高，特別是降低貨車滾動軸承故障率是保證列車安全運行的重要措施之一[7]。依據哈爾濱鐵路局2012年一、二、三季度運用貨車典型故障發現率、反饋率和軸承故障統計情況通報進行統計，軸承故障共計166件，其中密封罩脫落106件（圖1所示）占總數的67%。從表中可以看出，貨車運行故障中密封罩脫落事故是主要問題，解決該問題對于貨車快速穩定運行具有重要意義。

2、貨車車輪軸承密封罩脫落故障分析

2.1密封罩脫落故障的表現

2012年第1～3季度貨車車輪滾動軸承故障中，哈爾濱軌道交通裝備有限責任公司密封罩脫落2件，軸承外圈破損1件。

圖2為兩起軸承密封罩脫落故障的外觀圖，軸承前密封罩沿圓周方向脫出，脫出的前密封罩端面與前蓋內側面有摩擦痕跡。

外觀檢查發現軸承前密封罩沿圓周方向脫出，分解檢查發現脫出的前密封罩與前蓋內側面有明顯摩擦痕跡，如圖3所示。

從圖3可以看出，故障Ⅰ軸承外側密封罩竄出3.00mm，外觀檢查軸承油脂變色，有滲水現象，軸承內部有銹色；前蓋內側面有1/3圓周磨損（端磨）痕跡，深度為0.2mm；外側密封罩牙口凸臺一周磨損，牙口凸臺已失效，產生鐵線；外側內圈內滾道有微震磨蝕。故障Ⅱ軸承外側密封罩超出外圈牙口3.4mm，軸承外側密封罩有竄出現象，外側密封罩油封磨損嚴重，已露出金屬表面。

對軸承內部滾子和滾道面進行觀察，內部檢查情況如圖4所示。故障Ⅰ軸承內側內圈滾子有輕微環形條紋1條，外圈外側滾道靠近中部環帶有長2/3圓周長、寬11.20mm的偏磨現象，外側內圈滾子小端均有變色。故障軸承Ⅱ內側內圈外側滾子剝離，內圈內側滾子變色，軸承軸向游隙尺寸超限標準限度為0.60～0.70mm，實測值為0.866mm。

2.2密封罩脫落原因分析

貨車滾動軸承在進行一般檢修時，密封罩需更換新品，密封罩與軸承外圈牙口配合為過盈配合，其脫落原因主要有以下幾點：

2.2.1密封罩凸臺剪切

軸承一般檢修過程中，發現軸承外圈牙口槽深尺寸不符合軸承圖紙尺寸0.7mm±0.2mm的要求，主要是槽深小于0.5mm，遇到車輪踏面擦傷及高速劇烈振動時，也極易造成密封罩松動脫出。

2.2.2密封罩選配誤差

按照密封罩與軸承外圈牙口配合過盈量≥0.15mm進行選配，選配時存在過盈量選配不均勻，個別密封罩與軸承外圈牙口過盈量選配偏小、偏大，最小值為0.15mm，最大值高達0.34mm。過盈量選配不均勻易造成密封罩脫出。

2.2.3設備校驗誤差

密封罩與軸承外圈組裝是通過專用設備壓裝完成。要求在開工前需對密封罩壓裝測扭矩設備進行性能校驗，當扭矩達到122.5N.m以上時，軸承壓罩測扭矩設備綠色指示燈亮，表示設備性能校驗結果合格。這種方法只能定性說明設備合格，但是不能顯示具體扭矩數值，無法判斷扭矩值偏大或偏小，將影響對設備的精確判斷。

2.2.4密封罩組裝后檢查誤差

密封罩壓裝及扭矩檢測合格后，進行密封裝置壓裝到位檢查，現操作人員采用目測觀察的方式，在圓周方向檢查軸承兩端密封裝置A面不得高于外圈端面。這種檢查方法不能保證對密封罩出現壓偏、壓裝不到位或過壓等不良問題及時發現，存在密封罩脫落隱患。

3、預防措施

3.1密封罩尺寸分段選配提高準確性

人工選配完成后，再由智能選配系統對人工選配的過盈量進行復核，確保密封罩與外圈牙口配合過盈量≥0.15mm。

3.2設備增加數值讀取功能

建議軸承一般檢修單位新增軸承密封罩壓裝、測扭設備，新設備具有軸承扭矩值自動測量、顯示、數據上傳功能，確保每套軸承扭矩值在合格范圍內，保證密封罩壓裝質量。

3.3增加檢測工具提高檢測準確性

在密封罩壓裝完成后，首先采用目視檢查的方式，在圓周方向查看軸承兩端密封裝置A面不得高于外圈端面，然后采用專用的深度游標卡尺或樣板進行檢測，保證壓裝質量。當密封罩出現壓偏、壓裝不到位及過壓等不良問題時，退卸密封罩，重新進行密封罩壓裝。

3.4增加軸承外圈牙口槽深尺寸、外圈牙口倒角檢測手段

在軸承新造單位中，嚴格控制軸承外圈牙口槽深和倒角的制造尺寸，外圈牙口槽深尺寸符合0.7mm±0.2mm范圍內，外圈牙口倒角尺寸為3mm×0.9mm。其中，軸承一般檢修單位需要增加軸承外圈牙口槽深和倒角檢測手段，增加必備檢測器具及樣板，保證密封罩壓裝質量，軸承外圈槽深和倒角不符合限度時報廢。同時，運用單位應統計、分析貨車運行時車輪踏面擦傷對軸承密封罩脫出造成的影響。這是構成軸承密封罩脫出的安全隱患。

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很早的時候，人們就知道：在平地上推動一個重物，要費很大的力氣。如果把重物放在乎板上，下面放幾根圓柱形的木頭，就可以比較容易地把它推(拉)走(圖2)。用物理知識解釋，就是把原來的滑動摩擦改變成滾動摩擦，減少了重物與地面的接觸面積，從而大大地減小了摩擦的緣故[注：僅就滑動摩擦而言，摩擦力大小與接觸面積無關(見本刊2007年第六期中冊)]。人們在實踐過程中，發現重物在圓形木頭上面滾動時，不會上下起伏，位置穩定。由此受到啟示：把這種推物裝置，改制成車，起滾動作用的木頭，改進成為圓形車輪，車行駛在乎坦的路上車輪連續滾動并保持車身與地面的距離不變，使行進平穩。所謂的“車如流水”，除表示車很多外，還表示行車時的平穩狀態。

從此，制成的各種各樣的車，都要求車輪能夠連續轉(滾)動，運行平穩，運轉長久，制造車輪要達到具有這些性能，在形狀上一定要做成圓的。為什么呢?這是因為圓有下列的性質：

(1)從圓的定義可知：圓具有圓心，圓心到圓周曲線上的任一點的距離(半徑)都相同；同圓或等圓的直徑相等。因此，車輪的軸承設置在圓心位置而固定在軸上，當車輪放在地上就可連續轉(滾)動；并在車輪滾動時，占地的寬度總是一樣的。這樣，就可達到運轉平穩。

(2)圓是彎曲程度一樣的曲線。也就是說圓上不能哪一部分彎曲都一樣，不像拋物線、雙曲線等――有的地方彎得厲害些，有的地方就直一些。圓除了是軸對稱圖形和中心對稱圖形外，還是旋轉對稱圖形，即圍繞圓心，旋轉任意角度，它都與原來的位置重合。所以圓形車輪在地上滾動時，時時刻刻都一樣，既不會忽快忽慢，所用力也不需時大時小，從而達到運行平穩。

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新版《營運車輛綜臺性能要求和檢驗方法》(GB18565)即將，很多用戶在汽車底盤測功機的選購上還在觀望，—方面擔心采購的汽車底盤測功機不符合新版GB18565的要求，另—方面顧慮采購的汽車底盤測功機能力過剩，增加不必要的投入。下面筆者對汽車底盤測功機的結構、工作原理與使用維護進行說明，希望能對大家有所幫助。

一、汽車底盤測功機的基本結構及工作原理

汽車底盤測功機是一種不解體檢測汽車性能的檢測設備，它通過在室內臺架上汽車模擬道路行駛工況的方法來檢測汽車的動力性，而且還可以測量多工況排放指標及油耗。同時能方便地進行汽車的加載調試和診斷汽車負載條件下出現的故障。

1．基本結構

汽車底盤測功機主要由道路模擬系統、數據采集與控制系統、安全保障系統及引導系統等構成。如圖1所示為道路模擬系統。

2．工作原理

汽車在道路上運行過程中存在著運動慣性、行駛阻力，要在試驗臺上模擬汽車道路運行工況，首先要解決模擬汽車整車的運動慣性和行駛阻力問題，這樣才能用臺架測試汽車運行狀況的動態性能。為此，在該試驗臺上利用慣性飛輪的轉動慣量來模擬汽車旋轉體的轉動慣量及汽車直線運動慣量，采用電磁離臺器自動或手動切換飛輪的組合，在允許的誤差范圍內滿足汽車慣量模擬。至于汽車在運行中所受的空氣阻力、非驅動輪的滾動阻力及爬坡阻力等，則采用功率吸收加載裝置來模擬。路面模擬是通過滾筒來實現的，即以滾筒表面取代路面，滾筒的表面相對于汽車做旋轉運動。

二、汽車底盤測功機各系統介紹

1.道路模擬系統

(1)滾筒

①滾筒壹徑：汽車底盤測功機所采用的路面模擬系統的滾筒一般是直徑為180—400mm的鋼滾筒，按其結構性可分為兩滾筒和四滾筒。所謂兩滾筒路面模擬系統由兩根長滾筒組成，其特點是支撐軸承，臺架的機械損失少；所謂四滾筒路面模擬系統由四根短滾筒組成，它較兩滾筒多了四個支撐軸承和一個聯軸器，在檢測過程中，其損失較大。

②滾筒的表面狀況：滾筒的表面狀況是指滾筒表面的加工方法和清潔程度（水、油和橡膠粉末的污染等）。汽車在干燥滾筒上的驅動過程是一個摩擦過程，總摩擦力有若干分力組成，如：F總=F附著+F阻滯，其中F附著是指接觸面間的附著力；F阻滯是輪胎在滾筒上滾動變形時，由于伸張作用能量的差別而消耗的能量，進而轉化為阻止車輪滾動的作用力；該兩項分力取決于輪胎材料、結構和溫度。

附著系數隨速度增加而下降的原因較為復雜，一方面由于滾筒圓周速度提高，橡膠塊與滾簡之間的嵌臺程度越來越差，在未達到平衡狀態之前便產生了華東和振動；另一方面隨著速度的提高，接觸面的溫度上升加快，很快茌滾筒表面形成了一層橡膠膜，降低了附著系數。

③安置角：所謂汽車車輪茌滾筒上的安置角是指車輪與滾筒接觸點的切線方向與水平方向的夾角。安置角對滾動阻力的影響，根據車輪在滾筒上勻速旋轉時的受力分析，由力偶平衡定理得知，臺架的滾動阻力系數隨著安置角增大而增大。試驗過程對安置角的要求如下：車輪帶動裝有慣性飛輪的滾筒以最大加速度加速時，不得駛出滾筒，以確定最小安置角；當臺架滾筒制動后，保證車輛仍可駛出滾筒，以確定最大安置角。在裝有慣性飛輪及吸收裝置加載的條件下，汽車以最大加速度加速時，確保車輪不駛出滾筒，以確定其最小安置角。由于安置角與滾筒直徑、中心距以及輪胎尺寸有關，所以不同噸位級的汽車底盤測功機適應不同范圍的輪胎尺寸。

(2)功率吸收裝置（加載裝置）

在汽車檢測線所用的底盤測功機功率吸收裝置的類型有：電渦流式、水力式和電力式。水力式功率吸收裝置的可控性較電渦流式差，電力測功機的成本比較高，故一般采用電渦流式功率吸收裝置。電渦流式功率吸收裝置的基本結構分為水冷式和風冷式兩種。

水冷式電渦流功率吸收裝置的基本結構，如圖2所示。其主要由轉子（包括帶齒狀凹凸的感應子17、軸7）和定子（包括作為磁軛的鐵芯1、渦流環2、勵磁繞組18、端蓋3）組成。其特點是：結構復雜、安裝不便；較風冷式測量精度高；冷卻效率高，適合持續運行工況使用；冷卻水溫度一般不超過60C，以防結垢、冷卻水PH值按說明書規定執行。

風冷式電渦流功率吸收裝置的基本結構，如圖3所示，其主要由轉子、定子、勵磁線圈、支撐軸承、冷卻風扇葉片、力傳感器等組成，其特點是：結構簡單，安裝方便；冷卻效率低，不宜長時間運行，一般在高轉速、大負荷下工作時間不宜超過既定時間；冷卻風扇在工作時消耗一定的功率，故應將此消耗的功率計入汽車底盤輸出功率。

(3)慣性模擬裝置

汽車在道路上行駛時汽車本身具有一定的慣性，即汽車的動能：而汽車在底盤測功機上運行時車身靜止不動，是車輪帶動滾筒旋轉，在汽車減速工況時，由于系統的慣量比較小，汽車很快停止運行，所以檢測汽車的減速工況和加速工況時，汽車底盤測功機必須配備慣性模擬系統。

汽車底盤測功機臺架轉動慣量是通過飛輪來實現的，目前由于對汽車臺架的慣置沒有制定相應的標準，因而國產底盤測功機所裝配的慣性飛輪的個數不同，且飛輪慣量的大小也不同，飛輪的個數越多，則檢測精度愈高。下面簡單介紹一種帶有反拖裝置的底盤測功機。

所謂反拖系統是采用反拖電機帶動功率吸收裝置、滾筒及車輪以及汽車傳動系的一種裝置，如圖4所示，其基本結構由反拖電機、滾筒、車輪、扭矩儀（或電機懸浮測力裝置）等組成。它的特點是：可以方便檢測汽車底盤測功機臺架的機械損失；可以檢測汽車傳動系、主減速器、車輪與滾筒以及臺架機械系統的阻力損失，但值得注意的是在檢測過程中，主減速器、車輪與滾筒的正向拖動與反向拖動阻力與差異，目前尚未得到廣泛應用。

2．采集與控制系統

(1)車速信號采糶

目前國內檢測線用的汽車底盤測功機所采用的車速信號傳感器可以分為以下幾個類型。

①光電式車速信號傳感器

圖5為直射式光電車速傳感器的工作示意圖，它由光源、帶孔圓盤（光柵）和光敏管組成。汽車車輪在光滾筒上滾動時，帶動光柵以一定的轉速旋轉，光源連續發光，當光束通過光柵上的小孔時，光束照到光敏管上，使它產生相應的電脈沖信號。此信號送入計數器即可得到被測軸的轉速。車速信號有兩種，其一是單位時間計數（頻率），其二是測脈寬（周期），兩者均可得到滾筒的轉速信號，根據滾筒的半徑及光柵盤上小孔的個數可得到車速信號。

②磁電式車速傳感器

圖6為磁電式車速傳感器工作示意圖。它由旋轉齒輪和永久磁鐵及感應線圈等組成。汽車車輪在光滾筒上滾動時，帶動齒輪以一定速度旋轉，當磁電傳感器對準齒頂時，磁電傳感器感生電動勢增強，同理，當磁電傳感器對準齒槽時，磁電傳感器感生電動勢減弱，由于磁阻的變化，磁電傳感器輸出的電壓信號為交變信號。因信號較弱（一般在3mV左右），所以必須經過信號放大整形電路，將交變信號變為脈沖信號，送入CPU高速輸入口(HSl)．以獲取車速信號。

③霍爾車速傳感器

圖7為霍爾車速傳感器工作示意圖。汽車在滾筒上滾動時，帶動轉盤旋轉，當霍爾傳感器（霍爾元件）對準永久磁鐵時，磁場強度增強，產生霍爾效應，輸出電壓可達1OmV，當霍爾傳感器遠離磁場時，輸出電壓降至0，這樣可得到脈沖信號，送入CPU高速輸入口(HSI)，通過檢測脈沖頻率或周期，便可得到車速信號。

④測速電機

汽車車輪在滾筒上滾動時，帶動測速電機旋轉，測速電機產生的電壓正比于滾筒轉速，通過A/D采集可得到車速信號。

(2)驅動力信號

汽車底盤測功機驅動力傳感器可分為兩種：拉壓傳感器和位移傳感器，它們一邊連接功率吸收裝置的外殼，另一邊連接機體。

功率吸收裝置在工作過程中，無論是水力式、電渦流式，還是電力式功率吸收裝置，其外殼都是浮動的。以電渦流式為例，當線圈通過一定的電流時，就產生一定的渦流強度。對轉子來說，電磁感應產生的力，其作用方向與其轉動的方向相反。當傳動器固定后，外殼上的力臂對傳感器就有一定的拉力或壓力（與安裝的位置有關），拉壓傳感器在工作時，傳感器受力產生應變，通過應變放大器可得到一定的輸出電壓，這樣將力信號轉變成電信號來處理，通過標定，可以得到傳感器的受力數值。

(3)汽車底盤測功機控制系統

點渦流式加載裝置可控性好、結構簡單、質量輕、便于安裝，在底盤測功機中得到廣泛的應用。眾所周知，汽車在行駛過程中存在滾動阻力、加速阻力和坡道阻力，其中加速阻力是通過慣性飛輪來模擬；通過臺架模擬道路必須選用加載裝置，要想控制它，就必須知道控制電壓及電流。汽車底盤測功機常見的位控信號有舉升機升降控制或滾筒鎖定控制、電磁閥控制、飛輪控制、車輛檢測燈控制、手動或自動控制等信號，它們常常通過計算機或單片機I/O輸出板(8155或8255等)，再經過信號放大、驅動來實現。

3．安全保障系統

安全保障系統包括左右擋輪。系留裝置、車偃、發動機與車輪冷風機，其作用如下：①左右擋輪的目的是防止汽車車輪在旋轉過程中，在側向風的作用力的作用下駛出滾筒，對前驅動車輛更應注意；②系留裝置是指地面上的固定盤與車輛相連，以防車輛高速行駛時，由于滾筒的卡死飛出滾筒；③車偃的作用之一是防止車輛在運行過程中，車體前后移動，同時也達到與系留作用相同的功能；④發動機與車輪冷卻風機是防止車輛在運行過程中發動機和車輪過熱。

4．引導與舉升及滾筒鎖定系統

(1)引導系統

引導系統也稱司機助手，其作用是引導駕駛員按提示進行操作。提示的方法有兩種，一種是顯示牌，另一種是大屏幕顯示裝置。①顯示牌一般是與計算機的串行通訊口相連，當計算機對顯示牌初始化后，便可對顯示牌發送AsciI碼與漢字，以提示駕駛員如何操作車輛及顯示檢測結果。②大屏幕顯示器通過AV轉換盒與計算機相連，AV轉換盒的目的是將計算機的數字信號轉換成視頻信號供電視機用。

(2)舉升裝置

升降系統的類型較多，常用類型包括氣壓式和液壓式兩種。氣壓式升降機由電磁閥、氣動控制閥及雙向汽缸或橡膠氣囊組成，在氣壓力的作用下，汽缸中的活塞便可上下運動以實現升降目的。液壓式舉升裝置通常由磁閥、分配閥、液壓舉升缸等組成。在液壓作用下，舉升缸活塞向上穆動，實現舉升目的。

(3)滾筒鎖止系統

棘輪棘爪式鎖止系統裝置如圖8所示，它由雙向汽缸、棘輪、棘爪、回位彈簧、杠桿及控制器組成，通過控制器控制壓縮空氣的通斷，當某—方向通氣后，空氣推動汽缸活塞運動控制棘爪與棘輪離臺以達到鎖止或放松的目的。

三、影響底盤測功機測試精度的因素

為了確定底盤測功機的試驗精度，必須分析在汽車檢測過程中影響汽車底盤輸出功率測定值的因素。

1．機械阻力對汽車底盤輸出功率測定值的影響

汽車底盤測功機的臺架機械損失主要包括支撐軸承、連軸器、升速器等，在車輪帶動滾筒旋轉過程中，由于摩擦力的存在竟消耗一定的功率，用倒拖方法可以測出不同車速下底盤測功機臺架的機械阻力所消耗的功率（不含升速器的機械損耗）。

由于臺架阻力消耗了汽車部分驅動力功率，在檢測汽車底盤輸出功率時，必須計入機械阻力所消耗的功率，另外，有些底盤測功機在滾筒與功率吸收裝置間安裝有升速器，要求升速器外殼必須是浮動的，并安裝拉壓傳感器以檢測傳動扭矩。由于升速器的攪油損失和機械損失不僅與加注油量的多少有關，而且還隨溫度的變化而變化，使臺架機械損失難以測得，增大了檢測誤差。

2．冷卻風扇對汽車底盤輸出功率測定值的影響

風冷式電渦流功率吸收裝置采用冷卻風扇勵磁線圈進行散熱，由于冷卻風扁與轉子為一體，當轉子轉動時，冷卻風扇自身將消耗一定的驅動功率，且與轉子速度的三次方成正比，因此，當底盤測功機安裝有風冷式電渦流功率吸收裝置時，必須給出風扇消耗功率與轉子轉速（或車速）的數學模型，以便計入底盤輸出功率中。

3．滾動阻力對汽車底盤輸出功率測定值的影響分析

車輪滾動時，輪胎與路面的接觸區域產生法向、切向的相互作用力以及相應的輪胎和支撐路面的相對剛度確定了變形的特點。當彈性輪胎茌硬質的鋼制光滾筒上滾動時，輪胎的變形是主要的，此時由于輪胎內部摩擦產生彈性遲滯損失，是輪胎變形時對它做的功不能全部收回，此能量消耗在輪胎各組成部分間摩擦及橡膠、簾線等物質的分子間的摩擦，最后轉化成熱能而消失在大氣中。這種損失即為彈性物質的遲滯損失。因為滾動阻力系數與模擬道路面的滾筒種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料、氣壓等有關，所以，對其影響因素分析是必要的，具體分析如下。

(1)剛制光滾筒對滾動阻力系數的影響

①若滾筒的半徑越大，在車輪滾動時輪胎的變形量就越小，也就是說彈性遲滯損失就小。

②在加工過程中滾筒的橢圓度、同軸度越小，輪胎茌滾筒上的運轉就越平穩，當車速一定時滾動阻力系數的波動范圍就越小，故滾動阻力系數隨滾筒加工精度的提高而減小。

③國內在用的底盤測功機滾筒表面有兩種，一種是常見的光滾筒即表面為經處理的滾筒；另一種是滾筒表面噴涂有耐磨硬質臺金。前者由于滾筒表面較光滑，起附著系數約為0.5．汽車車輪在行走時，除滾動阻力外還有滑拖現象。后者采用表面噴涂技術，將滾筒表面的附著系數提高到0.8左右，接近于一般路面的附著系數，則可避免滑拖現象。

④滾筒中心距是指底盤測功機前后兩排滾筒支撐軸線之間的距離，隨著滾筒中心距的增加，汽車車輪的安置角隨之增大，前后滾筒對車輪支撐力也隨之增大，這樣將導致車輛在測功機臺架上運行滾動阻力增大。

(2)輪胎氣壓對滾動阻力系數的影響

輪胎氣壓對滾動阻力系數影響很大，氣壓低時在硬質路面上輪胎變形大，滾動時遲滯損失增加，為了減少該項所引起的檢測誤差，要求早動力性檢測前必須將輪胎氣壓充至標準氣壓。

四、汽車底盤測功機的使用與維護

汽車底盤測功機是整車汽車動力性檢測的必備設備，必須由專人負責管理，定期進行檢查、使用和維護。

1．使用

汽車底盤測功機使用前的準備工作：①車輛外部清洗干凈；②不允許輪胎花紋中夾有石粒；③輪胎氣壓符合標準；④發動機底殼機油油面應在允許范圍內；⑤發動機機油壓力應在允許范圍內；⑥自動變速器（液力變扭器）的液面應在規定的范圍內。

汽車底盤測功機的使用：①開機前必須按使用說明書的要求，對底盤測功機做好準備工作；②）按規定程序操作；③慣性模擬系統除進行多工況油耗試驗、加速、滑行試驗外，不允許任意使用：④突然停電時，引車駕駛員應即可松加速踏板并掛空擋：⑤引車駕駛員必須嚴格按引導系統提示操作。

2．維護

(1)定期例行檢查項目：對于采用水冷電渦流式及水渦流功率吸收裝置，要求檢查冷卻水管路是否有漏油現象；系統是否有漏油現象；帶有扭力箱、升速器的裝置檢查滾筒軸承、飛輪軸承是否有發熱現象；是否有漏油、漏水及雜物。

(2)每六個月檢查項目：各部螺栓緊固情況（緊固）；循環水池積垢情況（清除）；冷卻水濾清器堵塞情況（清洗）。注意后兩者是對水冷式功率吸收裝置。

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摘 要：伴S著我國汽車行業的不斷發展以及全球汽車技術的不斷創新，我國的汽車技術已經處在了一個非常重要的研發關鍵階段。尤其是我國汽車行業中的汽車制動系統，在我國的汽車安全技術領域中，汽車制動系統的防抱死技術是非常關鍵并且重要的。防抱死系統能夠在汽車制動的過程中有效地防止汽車制動輪出現拖滑問題，這樣能夠有效地提升汽車制動系統的穩定性能以及控制性能。在汽車制動系統的單次制動中，穩定的制動性能，可靠的制動效果以及較短的制動距離都是我國汽車制動系統中防抱死系統技術的研究方向以要達到的研究效果。

關鍵詞：汽車制動系統 防抱死系統 技術研究 分析

中圖分類號：U463.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0133-02

關于汽車制動系統中防抱死系統的技術研究以及分析，有很多的方向需要進行針對性地分析以及闡述。在該文中詳細地闡述了其中的幾種技術分析以及技術要點。希望通過該文的闡述以及分析能夠有效地提升我國汽車制動系統尤其是防抱死系統的穩定性能以及可靠性能，讓我國的汽車制動系統技術創新以及研發不斷地發展，早日取得顯著的成績和成果。

1 防抱死系統中的附著系數與車輪滑移率之間的關系

關于防抱死系統的技術研究，首先要對附著系數以及車輪滑移率進行分析，通過對兩者的比較來分析以及研究防抱死系統的整體性能。這一方面的內容該文主要從兩個角度進行分析以及闡述。首先是對防抱死系統中的車輪滑移率進行簡單的闡述，其次對車輪滑移率以及附著系數兩者之間的關系進行闡述。

1.1 防抱死系統中車輪滑移率的基本內容

在汽車正常行駛的過程中，車輪的轉速應該同車速一致，我們稱之為車輪在行駛過程中進行純滾動作業。但是在駕駛員進行制動操作的過程中，由于車輪和地面之間的制動力存在，就能夠讓車輪的速度下降，這一過程，車輪的轉動處在滑動以及滾動之間的狀態，從機械角度來看，這種情況下車輪的轉速和車速并不是相等的，通常情況下我們稱之為滑移，這種滑移代表了車輪速度和車速之間的差距。伴隨著制動力的不斷增加，車輪的滾動動作越來越小，很大部分的動作是通過滑移來完成的。當車輪的制動器處在抱死的狀態下時，汽車車輪已經不再滾動，這時候主要是通過車輪的滑動來完成汽車制動動作。汽車車輪進行純滾動的時候，汽車車輪的滑移率為零；當汽車車輪完全抱死之后，汽車車輪的滑移率為1，也就是完全滑移。汽車車輪的滑移率越大就說明了車輪在行駛的過程中滑動動作占到的比例更大。

1.2 車輪滑移率以及附著系數兩者之間的關系

在汽車制動的過程中，汽車車輪的滑移率很大程度上取決于地面的附著系數。一般情況下，當車輪的滑移率從0提升到10%的過程中，附著系數會逐漸的增大；當車輪的滑移率在10%～30%之間時，附著系數達到最大值，稱之為峰值附著系數。在峰值附著系數出現的過程中對應的車輪滑移率，我們稱之為峰值滑移率。當車輪滑移率進一步增大的過程中，附著系數就會逐漸變小。當車輪完全制動的時候，車輪就會處在完全滑動的狀態之下，人們稱這種狀態下的附著系數為滑動附著系數。需要注意的是車輪完全制動狀態下的附著系數小于峰值附著系數。

當車輪進行反向作用時，最大附著系數存在于滑移率20%區間，也就是說只有在這一狀態下，車輪同路面之間的制動力最大，進而具有最佳的制動效果。在設計過程中我們將縱向最大滑移率稱之為理想滑移率，這種狀態下的滑移率是最佳的滑移率數值。如果車輪在制動的過程中滑移率超過了最佳滑移率，車輪的制動效果就會大打折扣，制動距離會增長。車輪在最佳滑移率和完全抱死狀態之間的狀態我們稱之為制動非穩定區間。汽車橫向制動附著系數越大，說明汽車在制動的過程中方向的穩定性以及車輪的控制能力都非常好。當車輪的滑移率在50%的狀態下時，汽車車輪的橫向附著系數達到最大值，伴隨著滑移率不斷的提升，橫向附著系數不斷的減小，當汽車車輪處在抱死狀態下時，橫向附著系數幾乎為0。這樣的狀態對于車輪的危害非常大，最主要的危害體現在兩個方面：首先是危害汽車車輪的方向穩定性；其次是能夠讓汽車車輪在這樣的狀態下失去汽車轉向的控制能力。因此在汽車制動的過程中要對橫向附著系數進行進一步的優化處理。

2 汽車防抱死系統ABS的優點及缺點

2.1 汽車防抱死系統ABS的主要優點

防抱死系統ABS的優點主要有5個。首先能夠保障汽車車輪在制動的過程中具有穩定的方向控制；其次能夠保障汽車車輪在制動的過程中提升車輪轉向的控制程度；再次是能夠有效地縮短汽車制動過程中的制動距離，特別是在冰雪路面上，能夠有效地縮短制動距離大約10%；第四是能夠有效地保護車輪在制動過程中的磨損程度，有效地提升了車輪輪胎的使用壽命，經過實踐證明，能夠提升輪胎10%左右的使用壽命；最后是應用防抱死系統能夠有效地減緩駕駛員在駕駛過程中的緊張心情，減少了駕駛過程中的不安全因素，降低了事故的發生率。

2.2 汽車防抱死系統ABS的主要缺點

任何系統優缺點都是共存的，我們需要做的就是放大優點并且要減少缺點。汽車防抱死系統ABS的缺點主要有四點。首先是這種系統不能夠提升更大的制動效果，超出了車輪在路面上承受的制動效果，這種系統就不能夠進行良好的制動了；其次是防抱死系統的制動效果主要取決于汽車的整體性能，對汽車的整體性能有很大的依賴性；第三是防抱死系統并不能夠取代駕駛員的制動操作，只是一種輔助制動的操作；最后是在特殊的路面上，例如砂石或者是路面積雪的情況下，車輪抱死的制動距離要比ABS的制動距離更短。這種系統在有的路面上的制動力矩并沒有完全優于車輪抱死。

3 汽車防抱死系統ABS的主要結構及工作原理

3.1 汽車防抱死系統ABS的主要結構

無論是液壓制動系統還是氣壓制動系統，控制制動防抱死系統均由傳感器電控單元和執行器三部分組成。下面以一汽紅旗CA7220型轎車裝用的ABS系統為例說明其工作原理。該系統主要由前、后車輪轉速感器和液壓調節器、電子液壓控制單元和ABS警報燈等組成。ABS系統采用美國凱爾塞一海斯公司生產的EBC430型電子液壓控制單元（簡稱EHCU），它將液壓調節器和電控單元組合在一起，形成一個總成。

3.2 汽車防抱死系統ABS的工作原理

3.2.1 ABS在常規制動階段的工作原理

ABS不進行壓力控制，液壓調節器各阻斷閥處于開啟狀態，各減壓閥（常閉閥）處于關閉狀態，液壓調節器的管路是暢通的，各輪缸制動壓力隨制動主缸的壓力輸出而變化；制動液通過常開的阻斷閥芯中心，流到阻斷閥芯四周，進入制動輪缸。

3.2.2 ABS在制動壓力保持過程階段的工作原理

駕駛員踩制動踏板過重，會造成制動器制動力大車輪與路面之間的附著力，使汽車制動減速度很大。這時，車輪速度傳感器把車輪將抱死的信號傳給ECU，ECU控制ABS處于觸發狀態，使制動輪缸的制動壓力進入保壓狀態，ECU首先給阻斷閥通電，使電樞向下移動，關閉阻斷閥，制動輪缸壓力和制動主缸壓力隔絕，防止制動輪缸的壓力繼續增加。

參考文獻

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[2] 蔡國銳，張雷.汽車故障自診斷及故障診斷技術[J].機械研究與應用，2005（4）.

篇5

關鍵詞地鐵列車,救援工作,運載小車設計

地鐵運營安全涉及到城市的有序運轉和人們的正常生活。運營中的地鐵列車走行部分(轉向架輪對)如發生軸承燒損、齒輪咬死、齒輪箱懸掛裝置失效等故障,致使某個輪對不能轉動而無法實施牽引,會造成整個運行線路癱瘓,這在國外及我國部分城市地鐵運營中都已有發生。地鐵列車救援運載小車就是針對上海地鐵線路和車輛特點專門設計的一種小巧輕便、拆裝靈活的轉向架輪對臨時替代裝置,適用于上海地鐵列車救援。如一旦發生轉向架上某個輪對不能轉動,救援人員立刻使用該救援運載小車,將故障輪對托起,由救援小車替代車輪轉動,使故障列車盡快撤離現場,迅速恢復地鐵線路的運行。

1救援運載小車設計的技術要求

地鐵列車救援運載小車的設計實際上就是一個輕量化、參數選擇和試驗改進的過程。

1.1救援運載小車的承載力

考慮到特殊情況,小車的承載力必須按25t來進行設計,既要重量輕、便于搬動拆裝,又必須滿足隧道限界要求。為此,構架和滾動輪的設計是關鍵。

1.2多車型通用

目前上海地鐵列車的車型有4種(西門子直流車DC01型、西門子交流車AC01型/AC02型、阿爾斯通AC03型)。不同地鐵車型的輪對內側距不同,A車的ATC(列車自動控制)系統線圈安裝支架形式及幾何尺寸也不同,故小車的拼裝形式和幾何尺寸應能適應各種形式的車型,以便通用。

1.3救援運載小車的材料熱處理

對小車輪軸的熱處理裂紋、支撐板的彎曲和扭曲、小車車輪踏面裂紋等問題,可通過改變熱處理方案和加工方法來滿足其技術要求。

由于小車構架的鈦合金支撐板長達1.4m,厚度才2cm,在加工時板的彎曲、扭曲很大,致使成品合格率很低。為此,經過幾個月的反復試驗,才確定了最佳熱處理方案,使支撐板達到技術要求。

1.4救援運載小車的技術參數

1)最大走行速度為15km/h;

2)實際承載力設計為25t,允許16t;

3)設備單件重量:支撐板為15kg(鈦合金),滾動輪為25kg(合金鋼);

4)一個輪對的現場安裝時間為25～30min;

5)速度為5km/h時的軸承溫升不超過70℃。

2救援運載小車的設計

2.1援運載小車的構架設計

1)構架長度和厚度的設計

列車轉向架輪對的固定軸距為2500mm,但由于受單元制動器安裝位置和A車的ATC線圈安裝支架的影響,經對幾種車型轉向架輪對幾何尺寸的實測,救援運載小車的構架最小長度不能小于1100mm,構架長度確定在1360mm最為合適;輪對內側與電機傳動齒輪箱側壁距最小為25mm,構架內側板厚度則宜為20mm。

2)構架支撐板材質的選用

救援運載小車的構架單件重量控制在15kg左右。經反復比較,支撐板材質選用鈦合金板材,這樣既能滿足構架輕量化要求,又有足夠的強度和剛度。

2.2救援運載小車的滾動輪設計

1)滾動輪直徑確定

地鐵列車轉向架最低點(齒輪箱)離鋼軌頂面最小距離為60mm,加上托輪高度(50mm+10mm)的限制,滾動輪外直徑不能大于240mm;扣除輪緣高度28mm,確定滾動輪踏面直徑應為180mm。

2)滾動輪踏面的接觸應力計算

因滾動輪承重量大、幾何尺寸受限制,在計算出滾動輪踏面的接觸應力后再確定其材質、結構、熱處理方案等。其踏面的接觸應力為:

式中:Pj為滾動輪計算承重量,Pj=KC×PX,其中KC為沖擊系數(取1.3),PX為每個滾動輪平均靜態承重量;b為滾動輪與軌道的接觸寬度;D為滾動輪直徑(18cm)。經計算,滾動輪踏面的平均靜態計算接觸應力為3360MPa

3)滾動輪輪形的確定

由于滾動輪直徑小、受力大,采用標準踏面會在曲線區段發生輪緣與外軌側面的劇烈磨擦,形成滾動輪踏面和輪緣的嚴重磨耗,因此不能采用鐵路標準的錐形踏面輪形。所以,將踏面設計成磨耗形,既科學也合理。磨耗形踏面可在同樣的接觸應力下,減緩踏面的磨耗及剝離,容許更高的軸重。滾動輪在運行時承受的橫向沖擊力,可以采用特種軸承和脂解決。

等效斜度是輪軌幾何關系和設計磨耗形踏面車輪的一個重要參數。斜度為1∶20的錐形踏面,它的踏面斜度是個常數,與鋼軌頂面形狀、軌底坡和軌距等的大小無關。磨耗形踏面車輪的等效斜度為:

式中:r0,ri分別為較大的和較小的車輪滾動圓半徑;y為輪對偏離線路中心線的位移。

實際上,J是輪對每單位橫向位移時左、右兩滾動圓半徑差的一半。J是指輪對處于平衡位置附近(約2～3mm)時的數值,并以常數表示。當輪對相對于軌道作較大的橫向位移時(如在小半徑曲線上),等效斜度是個變量,或以非線性等效斜度特性來表示。設Δr=(r0-ri)/2,則J=Δr/y=f(y)。

經比較,地鐵車輪輪緣外形與國內外鐵路車輪的磨耗型較為接近,所以救援運載小車的滾動輪選用混合磨耗型輪緣為基型的輪緣踏面(見圖1)。

4)滾動輪材質的選用

按最大行駛速度≯15km/h和一對滾動輪承載25t的兩個條件,經計算滾動輪踏面的平均靜態計算接觸應力為3360MPa,故選用合金鋼,并采用熱處理工藝。

2.3托輪高度設計

托輪主要有托住故障輪對的功能,使用中相對穩定,其高度(輪徑)取決于車鉤高限度。地鐵車輛車鉤高范圍為118～121mm,半永久車鉤高限度為118～121mm。根據具體情況,將托輪高度定為50mm+10mm,實際抬起高度為45～78mm(計算方法略)。圖2為地鐵列車救援運載小車對車鉤等影響的示意圖;表1為故障輪對提高量表。

2.4地鐵限界及幾何尺寸校核

地鐵列車救援運載小車在托起故障輪運行時,是同時等高地托起轉向架2個或4個輪子,不存在侵入地鐵左右限界的可能性;但對車輛頂部的地鐵限界是有影響的,需進行檢算。由于車體被整體托起,列車受電弓與接觸網及其支架距離會變小,受電弓的起升允許值也有變化。在隧道區間中,上海軌道交通1號線漕寶路段是20世紀60年代開挖的試驗段,為上海所有地鐵隧道區間限界之最小,也是救援運載小車幾何尺寸設計的主要參考依據。漕寶路段隧道內部有效直徑為5200mm,軌面至接觸網的高度只有4040mm;當被動牽引(落弓)時,軌面至車頂(指受電弓頂端)的實際高度為3800mm(以840mm的新輪徑計),該段受電弓的有效運行高度為240mm。如采用列車自行牽引(升弓)駛離現場,這時的車頂距軌面為3860mm,該端的受電弓的有效運行高度為180mm,可以通過。

地鐵列車救援運載小車的幾何尺寸還必須滿足地鐵其他限界要求(如設備限界等),以便在使用救援運載小車時不損壞軌道等其它設施。

2.5安裝使用

地鐵列車救援運載小車由4片支撐板、4個滾動輪、2根滾動輪連接軸、4個托輪,以及若干螺栓、螺母等零部件組成。不使用時,救援運載小車被分解成單個最小部件(零件)存放于專用箱子內;使用時,救援人員將存放救援運載小車的專用箱子運至事故現場進行組裝。先將故障輪對連同車體用液壓千斤頂頂起,使救援運載小車的拼裝有足夠的空間;然后將救援運載小車的2組(4片)支撐板和4個滾動輪放置在1對故障輪下,用2根滾動輪連接軸串起并固定,再將4個托輪分別放在1對故障輪下通過夾緊螺栓固定在支撐板上;檢查無誤后,操作千斤頂將故障輪對輕輕放于支撐板內的托輪上。此至,即可牽引故障列車駛離現場。地鐵列車救援運載小車承載示意和組裝見圖3、4。

3結語

地鐵列車救援小車作為技術型科研成果,已于2005年5月26日由上海科學技術委員會鑒定通過。上海地鐵運營有限公司已制作了2輛地鐵列車救援小車,隨時待命以備急用。對地鐵列車救援設備(裝置)的研制,應使其性能優良、功能齊全、小巧靈活、拆裝方便,這是保障列車安全運營的另一個重要手段,必將越來越得到重視。

參考文獻

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篇6

關鍵詞：制動解除慢；制動力系數和滑動率理論曲線；理論分析

中圖分類號：U463.5 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2550（2012）02-0019-05

Reason Analysis for a Slow Release of Automobile Brake

HU Hua-dong ， ZHANG Guang-zhe，XIE Hao

（Dongfeng Commercial Vehicle Technical Center of DFL， Wuhan 430056， China）

Abstract: According to braking force ratio and theoretical curve of slip ratio，it reasoning out the reverse process， analysing the reason and factor why brake slow release occur so as to provide theory basis for commercial vehicle research and development.

Key words: slow release of automobile brake； braking force ratio and theoretical curve of slip ratio； theoretical analysis

按照駕駛員的意愿，汽車在行駛過程中，制動時能迅速減速并停車，解除制動后能快速起步，這是對汽車制動系統的基本性能要求。在對一款工程自卸車（驅動型式4×2、N3類、標載GVW14 t）進行場地道路試驗過程中，遇到以下異常現象：正常行車制動（腳剎）減速時（未減速到停車狀態），發現在解除制動再加速時，有短暫（約1～2 s）的制動拖帶感覺，即感覺制動解除慢，在拖帶感覺的時間段內，駕駛室有較明顯的抖動。滿載和空載時均有同感，重踩感覺強烈，輕踩感覺略輕，即使制動不太強，拖帶和抖動感覺也較明顯，即存在制動解除緩慢問題，導致整車制動操作舒適性差，同時也會影響行車安全。

1 制動系統結構

該車制動系統為鼓式制動器、氣壓制動，制動系統氣路組成見圖1。行車制動采用前、后橋雙回路，即前、后橋制動器起作用。制動時，壓縮空氣進入前橋膜片氣室和后橋彈簧氣室的膜片腔，氣室通過調整臂促動制動器完成制動。解除制動時，系統排空前橋膜片氣室和后橋彈簧氣室的膜片腔的壓縮空氣。應急和駐車制動采用后橋彈簧儲能制動，后橋制動器兼做駐車制動器。行車制動后橋回路采用繼動閥。

2 整車靜態檢查

檢查制動器運動是否順暢，確認是否為制動器發卡導致制動解除慢。制動鼓、制動蹄表面無異常，磨損均勻，制動鼓工作面徑向跳動0.4 mm，滿足技術要求，制動器凸輪軸轉動靈活，制動器動作靈活，回位正常，制動器在制動、解除制動過程中無明顯發卡阻滯現象。

檢測各氣室的排氣時間是否正常，即測量氣壓釋放時間，確認是否為氣室壓縮空氣排出不暢或不能排盡導致制動解除慢。氣室氣壓完全下降到0的時間見表1。

表1 幾種車輛氣壓釋放時間對比

從釋放時間分析，現車時間無明顯異常，與國內競品車相比要短，對比車型均未反映制動拖帶，說明釋放時間的長短不是產生該現象的主要影響因素。

為了進一步確認釋放時間的長短對此感受的影響，在現車上增加快放閥、采用大通道繼動閥，縮短氣室排氣時間，檢測釋放時間，并主觀評價制動拖帶感受，見表2。

上述試驗表明，縮短釋放時間，對拖帶感受的改善不明顯。

經過常規檢查分析，制動系統未發現異常，未找出導致制動拖帶的具體原因。

3 整車動態分析

檢查整車動態制動情況，了解制動效果，標載狀態時，車速70 km/h，制動減速到30 km/h，迅速松開制動踏板，拖帶、駕駛室抖動感覺明顯。從輪胎印痕看，后輪抱死拖滑嚴重（拖印約8 m），輪胎滑動接地點磨損明顯，見圖2、圖3。圖3中的黑點為輪胎滑動接地點，磨損的輪胎碎屑從胎紋中掉落地上所致，黑點前后間距正好為輪胎周長。

設計時考慮到工程車可能的超載需要，制動力在車橋之間的分配曲線（見圖4）滿足GB12676-1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》的前提下，根據超載負荷主要集中在后橋的特點（見表3），為提高整車行駛安全性能，適當加大了后橋制動力，因此即使在標載狀態，后輪也易抱死（見圖4，制動強度超過0.2，后輪就會抱死）。

主觀評價不同載荷下、減小后橋輸出氣壓（即采用感載閥、減小后橋制動力）的制動拖帶感覺（見表4），發現后輪抱死時，就會明顯感覺到制動拖帶。

經過動態試驗分析：只有后橋車輪抱死，解除制動時，才會發生拖帶；后橋車輪未抱死，解除制動時，則沒有拖帶感受。

4 原因分析

從制動力系數和滑動率曲線（見圖5）可知，制動過程中，滑動率在15%～20%，制動力達到最大，滑動率達到100%（車輪抱死），制動力較峰值有所下降。

該車的試驗工況為制動減速，車輛并未停駐，制動拖帶感受均發生在后橋車輪抱死的狀態，此時車輛一直在向前移動，前輪滾動、后輪滑動，再次加速時，后橋車輪從滑動到滾動，存在這樣一個逆向過程（見圖5 釋放過程）。即制動釋放需要一個過程，在制動釋放期間（排出壓縮空氣），車輪存在從滑動到滾動，制動力有瞬間增大、再迅速下降的過程，這是造成拖帶感覺的主要原因。

車輪由滑動到滾動、制動解除均是同一個過程，發生拖帶感覺時，上述過程正好重疊。結合整車動態試驗結果，下面定性分析其影響因素。

1）與制動強度相關

重踩制動明顯（見圖6、圖7），制動強度越大，氣室氣壓越高，則后橋車輪抱死程度越高。解除制動時，車輪滑動時間長，阻力增大點滯后嚴重，導致制動拖帶感受強烈。

2）與后橋載荷相關

輕載感覺明顯（見圖8、圖9）：同一輛車，后橋載荷越輕，如無感載閥，減小后橋制動力，制動時后輪越易抱死，即使制動強度不大，也能明顯感受到制動拖帶。

3）與釋放時間相關

制動時車輪抱死，釋放時間越長，到最大阻力點的過程越長，感覺制動拖帶明顯。當然即使時間再短，也會存在拖帶感受，見圖10、圖11。

從上述分析可知：制動造成后橋車輪抱死，解除制動過程中，車輪存在由滑動轉為滾動，制動力有瞬間增大、再迅速下降的過程，這是造成拖帶感覺的主要原因。制動時如后橋車輪抱死，制動強度越大、后橋載荷越輕、釋放時間越長，拖帶感受越明顯。

為進一步驗證上述分析，找到一輛與該車制動系統相同的在售車，進行了制動拖帶感覺對比（見表5）。

在售車表現與現車相同，在售車已銷售多年，用戶均未反映制動解除滯后問題，說明解除滯后的制動工況，在實際使用中出現不多。結合工程車使用條件（重載、低速），后橋需要較大的制動力，決定現車制動系統仍然維持現狀。

當然，如果需要改善，可采用如下方法：減小后橋制動力，可改變前后橋制動力分配，避免后輪過早抱死；后橋回路采用感載閥（代替繼動閥），可改變空載時的前后橋制動力分配，避免空載后橋制動強烈、易抱死的情況。

5 結論

這種制動解除慢的工況為：正常行車制動減速，未減速到停車狀態。發生原因為在制動解除時，后橋車輪從滑動到滾動，制動力有瞬間增大、再迅速下降的這樣一個過程。本文根據制動力系數和滑動率曲線理論（見圖5），推理出其逆向過程，分析了形成原因和影響因素，為整車開發設計提供了依據，對以后解決類似問題具有較強的指導意義。

篇7

環式冷卻機是燒結工藝中重要的設備，能將800°C左右的燒結礦在風冷的作用下冷卻到100°C～150°C。環式冷卻機與其它形式的冷卻機相比，有如下優點：

1、冷卻臺車沒有空行程，能充分利用，單臺設備重量較輕，維修工作量較少，作業率高。

2、燒結礦為靜料層，不受任何機械磨損與碰撞的影響。成品燒結礦粉碎量少，有利于保證燒結礦質量。

因此，環式冷卻機在燒結領域得到廣泛應用。

環式冷卻機依靠摩擦傳動，通過摩擦輪驅動環形摩擦板，使回轉臺車繞冷卻機中心線運行。

二、主傳動計算

環式冷卻機主傳動的計算一般包括以下幾個步驟：1、受力分析；2、驅動力計算；3、強度校核。

1、受力分析

從整體來看，環式冷卻機在豎直方向受到向下的重力、向上的風壓力、行走軌道向上的支撐力；在水平方向受到傳動的驅動力和運行時的各個阻力。其中阻力包括臺車輪軸承滾動摩擦力、臺車輪與行走軌之間的滾動摩擦力、密封橡膠與風箱之間的摩擦力、回轉時啟動阻力、卸料臺車回位阻力。

環式冷卻機重力包括設備本身自重和臺車承載的冷卻礦料重。風壓力可通過風箱內鼓風壓強和環冷機有效冷卻面積計算出。從而到行走軌道對車輪的支撐力。

1）、運動件總重G

G=G1+G2

G1――環式回轉體總重。

G2――最大料重。

D――回轉框架中徑。

B――臺車寬。

h――臺車欄板高。

ρ――料比重。

g――重力加速度。

2）、風壓力F風

P風――風箱內風壓。

A――有效鼓風面積。

3）、軌道支撐力F

4）、臺車運行阻力W1

滾動軸承摩擦系數μ=0.01。

車輪滾動摩擦因數f=0.06cm。

臺車輪軸軸承中徑d3。

臺車車輪外徑D3。

5）、密封橡膠阻力W2

P風――風箱內風壓。

A2――密封橡膠與風箱接觸面積A2。

f2――橡膠與鋼的摩擦因數，f2=0.1。

6）、回轉時啟動阻力W3

設啟動時間為 s，

系統總速比

――傳動處減速機速比。

D2――摩擦輪處回轉體直徑。

――摩擦輪直徑。

環式回轉體轉速

――電機的額定轉速。

摩擦輪嚙合處線速度

啟動加速度

7）、卸料臺車回位阻力W4

――單臺臺車重。

8）、回轉系統總阻力W

2、驅動力計算

驅動力計算要將臺車處所受的阻力折合到摩擦輪處。由于采用摩擦傳動，使用兩個摩擦輪夾緊摩擦板，通過驅動主動摩擦輪帶動摩擦板運行。所以計算摩擦傳動時需要計算摩擦輪夾緊裝置的夾緊力。

1）、摩擦片圓周力P0

D――回轉體中徑。

D2――摩擦輪處回轉體直徑。

2）、摩擦輪轉矩T

由于是雙傳動驅動，所以每個摩擦輪處的圓周力為

3）、單個壓緊裝置的碟簧壓緊力P3

單個摩擦輪需要的徑向總壓緊力

――工況系數，取 。

――摩擦因數（金屬輪，干式，無），取 。

單個壓緊裝置的碟簧壓緊力

4）、功率計算P

摩擦輪轉速

摩擦輪處所需功率

摩擦傳動效率η1=0.85，滾子軸承傳動效率η2=0.98，圓柱齒輪減速機傳動效率η3=0.95，聯軸器效率η4=0.99，

總傳動效率

電機功率

C――安全系數。

3、強度校核

摩擦傳動的主要失效形式是摩擦輪與摩擦板的接觸應力過大導致的點蝕甚至膠合。

摩擦輪接觸應力校核

摩擦片材料NM360，HB360；摩擦輪輪緣接觸面表面淬火，HRC45～55，優于摩擦片硬度。所以取摩擦片的許用接觸強度為許用值。

當 時，接觸應力校核通過。

三、結語

環冷機主傳動計算是燒結設備設計的重要部分，對環冷機主電機的選型有指導意義。本文通過逐步分析環冷機受力及驅動力傳導過程得到了環冷機主傳動的計算方式，并且對主傳動的主要失效形式進行了校核?！?/p>

參考文獻

篇8

有一天，小白兔家來客人了。兔媽媽準備給客人做一頓豐盛的南瓜蛋糕。就讓兔寶寶上南瓜地挑一個大大的南瓜。兔寶寶去南瓜地摘一個大大的南瓜，它抱也抱不動，急得滿頭大汗。

兔寶寶在路邊坐著想辦法。這是，小熊騎著自行車路過這里。兔寶寶想：小熊的車輪是圓的，我的南瓜也是圓的，小熊的車輪能滾動，我的南瓜葉能滾動吧？

兔寶寶使勁兒地把南瓜立起來，兔寶寶輕輕一推，“啊，我的辦法成功了！”兔寶寶推著南瓜興高采烈地回家了。

看，兔寶寶多聰明??！

指導教師：孔繁岐

篇9

【關鍵詞】起重機；啃軌；檢驗；分析

1.啃軌的危害

起重機運行中發生啃軌現象，一方面影響起重機的正常使用，另一方面嚴重降低起重機的使用壽命，影響程度與運行時啃軌的程度有關，一般說來起重機運行啃軌造成的危害如下。

1.1降低車輪的使用壽命

在正常情況下，經過工頻表面淬火的車輪，可以使用10a或更長的時間。但是對于一些啃軌較嚴重的起重機，車輪只能用1～2a，甚至有的車輪只能用幾個月，當輪緣磨損超過原厚的50%時，車輪就必須更換，這不僅影響了生產使用，而且也造成了不應有的浪費。

1.2對軌道的磨損

嚴重的啃軌會將起重機鋼軌磨成臺階狀，直至不能使用而需要更換為止。

1.3增加大車和小車的運行阻力

啃軌嚴重時，在使用中發現，當把控制器的手柄放在一、二檔時則開不動車，這說明啃軌時阻力很大。根據測量，嚴重的起重機啃軌，它的運行阻力將增加1.5～3.5倍。由于運行阻力的增加，將增大運行電動機的功率消耗和機械傳動機構的負荷，嚴重時可能發生燒壞電動機或扭斷傳動軸等設備事故。

1.4對廠房結構的影響

由于起重機運行啃軌，必將產生水平側向分力，這種側向分力將導致鋼軌橫向位移，使軌道緊固螺栓松動。另外由于運行啃軌將引起整臺起重機有較大的振動，這將不同程度的影響廠房結構的使用壽命。

1.5造成脫軌的危險

啃軌嚴重時，特別是遇到軌道接頭的間隙較大，輪緣可能爬至軌頂造成脫軌事故。對于目前生產的外側單輪緣的小車車輪，當兩根軌道的距離減小到一定程度時，更易產生脫軌的危險。

2.啃軌的表現形式

起重機啃軌的表現形式有多種，主要有以下幾種：

（1）鋼軌頭部側面有一條明亮的磨損痕跡，嚴重時，痕跡上帶有毛刺，有鐵屑出現。

（2）車輪輪緣內側有亮斑，嚴重的啃軌現象，會使輪緣與軌道側面的金屬剝落或輪緣變形。

（3）起重機行使時，在短距離（10m）內車輪輪緣與鋼軌的間隙有明顯的改變，有時一個車輪啃軌，有時兩個車輪同朝一個方向啃軌，有時四個車輪同朝一個方向啃軌，有時往返運行同側啃軌，有時往返運行分別啃磨兩側等等。

（4）起重機在運行中，特別是在啟動、制動時，車體走偏、扭擺，啃軌嚴重時，還會發出較響的摩擦聲。

3.啃軌的原因分析

龍門起重機大小運行車輪啃軌的原因多種多樣，通過實際運行情況的分析，主要是由于車輪、軌道、起重機金屬結構、傳動系統以及工人不規范操作引起的。具體分析如下：

3.1車輪安裝不當引起的啃軌

（1）車輪安裝的水平偏差過大，車輪水平偏差不應超過L/1000，L為車輪測量直徑在平行基準線上的投影長度。車輪安裝的水平偏差過大，就使車輪滾動面中心線OO與軌道中心線O′O′形成一個夾角。當α角到一定程度時，必然會發生啃軌現象。

（2）車輪安裝的垂直偏差過大。車輪垂直偏差不應超過H/400（H為車輪測量高度在垂直方向的投影）。車輪安裝的垂直偏差超過此值時車輪滾動面與鋼軌踏面的接觸面積減小而單位面積的壓力增大，車輪滾動面上常常形成環型磨損的溝槽，并且總是啃鋼軌的同一側，而且行使時還會發出嘶嘶的啃軌聲。

3.2軌道安裝不符合要求引起的啃軌

經調查發現不少使用單位的大車軌道安裝質量不佳，軌道的相對標高和直線性相差太大，軌道跨度不對，有大坡度，軌道接頭不平直和頂面上有油污和冰霜，都會造成啃軌。特別是小車軌道，當起重機橋架結構發生變形時，將引起小車軌距的變化，實踐證明：當起重機主梁下撓后，小車兩根軌道的距離將變小，當超出一定數值時，對于雙輪緣小車車輪，必然要啃軌道的內側。這種現象與其它啃軌不同，即小車往返運行時，兩根軌道的內側緊夾兩個車輪的內輪緣，這種現象又稱為夾軌。大車運行一般正常，只是在一定區段上發生啃軌，可能是啃道區段的軌道跨度不對。當大車運行到某一段軌道時，車體突然傾斜，造成一條軌道啃內側，另一條軌道啃外側，走過這一區段后，起重機能自動走正，這是由于啃軌區段的兩條軌道的相對標高相差太大。當起重機軌道上有油和冰霜等，或者軌道突然下沉，啟動時驅動輪易打滑，使車體扭斜而啃軌。

3.3傳動系統引起的啃軌

齒輪傳動系統間隙不均或傳動軸上的鍵有松動時，在啟動時其車輪因此而滯后轉動，造成兩個主動車輪轉速不一致而使車體扭轉啃軌。更換一個新主動輪，造成兩個主動輪直徑差過大，或兩個主動輪磨損程度不同造成直徑差過大，或其中一個主動車輪有卡住現象，都會引起兩個主動車輪轉速不一致，使車體扭斜，造成啃軌。此外，如果制動器的松緊調整不適當，特別是對分別驅動的兩個制動器的抱閘松緊調整相差太大時，也會導致啃軌。

3.4鋼結構變形使起重機走偏啃軌

龍門起重機經過多年的使用以后，鋼結構受自身剛度及作業環境、溫度的影響，發生變形，引起車輪的歪斜和跨度大小的變化，造成啃軌。車架的變形，使主梁下沉，引起小車軌距變化，當超出一定限度時，就會造成小車啃軌或脫軌。起重機金屬結構的變形，引起車輪平行度和垂直度超限、車輪對角線不等，造成啃軌。目前生產的集中驅動橋式起重機，為了自行調節大車兩端的相互超前或滯后，避免車輪運行時啃軌，大車運行機構的主動車輪踏面均采用1∶10的錐度。這種錐度的車輪安裝，是有一定方向的，兩個車輪的錐度方向應相反，即小頭都向外。當A輪超前于B輪時，則A輪將運行小直徑，B輪將運行大直徑，這時A、B兩個車輪同時運行一周時，A輪運行的路程少，而B輪運行的路程多。這樣運行一段時間后，B輪就會趕上A輪，達到兩端平齊運行而出現啃軌。

3.5其它原因

除上述分析外，還有其他一些因素，如分別驅動的大車運行機構，兩端兩臺電動機不同步，引起車輪的行走快慢不一致；兩端聯軸器的間隙過大，引起車輪不同時驅動，更換一個主動車輪后，造成兩個主動車輪的直徑差異過大，引起兩個車輪運行路程不一致等原因，都會引起運行時啃軌。操作人員長期不規范作業也是龍門起重機啃軌的因素之一，例如，裝卸作業中的歪拉斜吊，會使設備產生斜向拉力，長期反復作用使起重機主梁變形，小車軌道的軌距及標高發生變化，引起啃軌?？傊斐善鹬貦C運行啃軌的因素很多，有時是幾個因素綜合造成的，所以應視具體現象加以分析，采取措施綜合處理。實際生產中，啃軌原因是比較復雜的。

4.結語

起重機啃軌故障的原因是多種多樣的，有時是兩種因素引起啃軌，有時是幾種因素同時作用導致啃軌。當起重機出現啃軌現象時，不能盲目下結論，要向操作和維修人員進行調查了解啃軌的具體情形，并到現場對軌距、軌道水平彎曲度、車輪的平行度、垂直度、輪距、車輪對角線、車架變形等進行實測。根據所得數據，對癥下藥，進行啃軌處理，使起重機大小車均能處于良好的工作狀態。

篇10

《圓的周長》是蘇教版數學五年級下冊中的學習內容，也是數學學習的基礎內容，因此它的學習具有典型意義。圓的周長的教學目標是，使學生認識圓的周長，認識圓周率叮r，理解和掌握圓的周長計算公式，能應用公式計算圓的周長，解決周長計算的簡單實際問題。本課在教學設計和實踐中，我運用范例教學，讓學生在研究探索的過程中，深人數學學科本質，提升數學能力。

一、設計吸引學生的問題

1.通過例題主題圖的說明和演示認識周長

讓學生觀察自行車車輪，說說知道了什么。（知道了三個車輪直徑的長度是66、60、55厘米）啟發學生，如果把這三個自行車車輪各滾動一周，想一想，哪一種車輪行駛的路程比較長？（演示滾動過程）通過追問認識圓的周長，車輪滾動一周行駛的路程是車輪什么的長度？車輪的周長是什么圖形的周長？（圓一周的長度，是圓的周長）

2.提出問題

引導學生，66厘米的車輪周長為什么會長一些？比較這3個車輪的直徑和周長，你有什么發現？追問學生，圓的直徑長，周長也長，周長和直徑到底有什么關系呢？

當學生在觀察車輪滾動的過程中，自然而然地發現并提出周長和直徑的關系問題，那么學生將會被這個問題所吸引，并將全神貫注于研究之中。

二、經歷推理和探究的過程

出示并說明例題，在圖中正方形內畫一個最大的圓，再在圓內畫一個最大的正六邊形。引導學生，先觀察三個圖形，思考哪個周長最長、哪個周長最短；再比較正方形周長、六邊形周長和圓的直徑的倍數關系，最后想一想圓的周長和直徑有什么關系，圓的周長大約是直徑的幾倍。

整理并說明，正方形周長應該是圓的直徑的幾倍？六邊形呢？說說你怎樣比較的。這樣比較，能估計出圓的周長大約是直徑的幾倍嗎？圖中可以看出，正方形周長是直徑的4倍，六邊形的周長是直徑的3倍，那圓的周長就應該是直徑的3倍多。

學生通過數學推理，根據三個圖形的周長關系，順理成章地得出“圓的周長是該圓直徑的3倍多”的結論。

三、實踐操作驗證結論

1.啟發思考

要解決圓的周長是直徑的多少倍的問題，還可以怎樣做呢？（用圓的周長除以直徑）

2.實驗操作

討論出測量周長和直徑長度的方法后，引導學生進行實驗操作，現在我們就通過測量、計算，研究圓的直徑和周長的倍數關系。同學們按要求分小組實驗，得出數據。

3.交流發現

現在請每個小組來展示你們的測量、計算結果。教師相機調整、引導后提出問題，通過上面的交流，你發現圓的周長和直徑有什么關系呢？

教師指出，我們現在發現，一個圓的周長總是直徑的3倍多一些。事實上，任何一個圓的周長除以直徑的商都是一個固定不變的數，我們把它叫作圓周率。圓周率用字母π表示，π是一個無限不循環小數，π=3.141592653……在計算時，一般取它的近似值3.14。（結合說明，逐步完成板書：圓的周長÷直徑=圓周率，π≈3.14）

當學生被數學情境所吸引，自發性地進入到探究結論的操作過程中，此時此刻學生將被思維引領著自己去創造概念。數學概念就是這樣從它的根源發生了，學生的認知結構開始逐步形成。這正是范例教學的追求。

四、抽象概括形成公式

1.抽象概括公式

啟發學生概括，根據“圓的周長÷直徑=圓周率”，想一想：圓的周長可以怎樣計算？我們可以發現：圓的周長=直徑×圓周率（板書）。如果用字母c表示周長，那么周長C跟直徑d有怎樣的關系？跟圓的半徑r又有什么關系呢？（板書：C=πd，C=2πr）

2.回顧學習過程

引導回顧一下，我們是怎樣得出這樣一個計算公式的，說說你有什么體會。

我們先觀察發現，圓的周長應該是直徑的3倍多一些，為了驗證這樣的想法，我們通過測量、計算，得出圓的周長總是直徑的3倍多一些。根據這樣的倍數關系，我們推導出了圓的周長計算公式。

五、在應用中提高數學能力

選擇典型的習題進行操練是范例教學的內在要求。在練習應用環節，我作了三點安排，一是利用原有例題的材料，讓學生去求周長，以達到課前比較的最終要求；二是通過不同的條件讓學生去求圓的周長，并歸納求圓的周長的其他公式，從而讓范例教學發揮從個別中尋求整體的作用；三是利用圓的周長公式解決實際問題，增強數學的應用性。

1.完成“試一試”

引導學生試著計算例題中三個車輪的周長大約各是多少厘米。再比較一下三個車輪周長的長短。

2.完成“練一練”

讓學生獨立完成已知圓的直徑、半徑，求圓的周長的練習。交流時向學生提出問題，你是怎樣算的？這里用的是哪一個公式？為什么用這個公式？最后師生共同明確：計算圓的周長，要根據已知條件，正確地選擇公式計算。

3.解決實際問題

“已知一輛汽車車輪的直徑是60厘米，求它轉一周前進多少米？”

學生列式計算。交流時回答，你是怎樣算的？為什么求的是車輪的周長？