矿用卡车制动器的配置种类工作原理及性能特点

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矿用卡车(下文简称矿卡)作为水利工程建设和煤炭、金属、水泥 等大型矿山的主力运输工具,在生产中有至关重要的作用,矿卡的使用性能直接影响甚至决定了生产效率 。矿卡载重量和自重很大,往往达到几十甚至几百吨,而实际的使用工况尤其是路面条件差,多为非修缮碎石或者松散沙土路面,运行时可能经常遇到转弯、坡道等,如何在这样的条件下保证安全运行,这就要求作为保障的终端执行部件制动器要有卓越的制动能力和绝对的可靠性。矿用卡车的制动性能要求主要依据ISO3450 轮胎式或高速橡胶履带土方运输机械制动系统性能和测试要求,对应的国家标准是GB/T 21152 土方机械轮胎式机器制动系统性能要求和试验方法。

国外矿卡主要生产企业有卡特 、小松、沃尔沃、利勃海尔、别拉斯等,国内企业有内蒙古北方重型、三一重工、徐工集团、中冶京诚 等,这些企业生产的全系列矿用卡车从载重量30吨 到 400吨共有近百种车型,这些矿卡的制动配置主要以盘式制动为主,下面将按照不同车型分类详述 。

矿卡盘式制动一般是液压实施的, 其中液压实施的又分为干盘制动和湿盘制动。

干盘式制动

干盘式制动因为成本较低、安装和维护方便、零部件重量轻和性能稳定等诸多优点,很多种经典车型一直在使用,例如小松的630E、 730E、 830E 系列 和 卡特的MT3700、MT4400、MT5500 ,勃海尔的 T264、T274、T282 和内蒙古北方重型的NTE系列等车型。 配置全干盘制动的矿卡多为电驱动,因为电驱动矿卡的电缓行功能(即车辆在高速运行时通过电控和电驱动系统把动能转化成电能再经过电阻转化为热能消耗掉)能够有效地降低车速(一般是降到5Km/h或者更低),然后使用机械制动把车辆停住 。下面图示了干盘制动器的基本结构原理,每套干盘制动器配2片刹车片(序号5),活塞(序号3)安装在制动器壳体(序号1)的座孔内,制动盘(序号6)安装在车轮上并随车轮同步转动,制动器安装在车桥上;实施制动时液压系统控制阀通过管路在制动器壳体和活塞之间的空间充入液压油,高压油推动制动器活塞,活塞推动刹车片夹紧制动盘产生摩擦,摩擦力阻止车轮继续旋转。

典型的干盘式制动器

美国卡莱公司(Carlisle Brake and Friction)生产的6活塞制动器(用于前桥或者大吨位车型的后桥),载重200吨级别或者更低吨位的车型后桥因为安装空间所限制,一般每轮使用2套4活塞的制动器。

为了增大制动力矩经常会在同一个车轮端安装2套以上的制动器,例如小松的830E车型前桥每个车轮使用了3套制动器,卡特的MT4400和MT5500车型前桥每个车轮使用了4套制动器 。

小松的830E车型与卡特彼勒TR100

湿式盘制动

相比干盘式制动,湿式盘制动因为刹车片的数量多、制动摩擦面积大,制动器使用强制循环冷却散热以保证稳定性,所以能提供更大的制动力矩 ; 下面图示了典型的湿盘制动器结构原理:

典型的湿盘制动器

该湿盘制动器集合了行车和驻车功能一体,制动器的壳体(序号2)使用螺栓(序号3)安装在桥壳(序号1)上,驱动盘(序号4)通过花键与摩擦片(序号6)啮合并随车轮(序号7)带动摩擦片同步转动,对偶钢片(序号9)与制动器壳体通过花键啮合连接,是不转动的 。发动机熄火车辆不工作时,弹簧力推动驻车制动活塞(序号10),驻车制动活塞再推动行车制动活塞(序号8)压紧摩擦片和对偶钢片产生摩擦力,这个摩擦力阻止驱动盘转动,驱动盘再阻止车轮转动实施驻车制动。车辆行走之前,液压系统给制动器壳体和驻车制动活塞之间充压力油,驻车制动活塞受液压力压缩弹簧,这个时候行车制动活塞也不再受驻车制动活塞推动,不再压紧摩擦片和对偶钢片,驻车制动解除;车辆在行走过程中,需要制动的时候行车制动活塞与制动器壳体之间充压力油,行车制动活塞受压力压紧摩擦片和对偶钢片产生摩擦力,这个摩擦力阻止驱动盘转动,驱动盘再阻止车轮转动实施行车制动。

因为矿车满载时前后桥分担的重量一般分别是总重量的33%和67%,使用湿盘制动器比起干盘制动能提供更大的制动扭矩,所以最经典的卡特777、特雷克斯TR100、三一的SRT95 等这些车型使用了经济有效的前干盘后湿盘的制动配置;

例如TR100车型前桥上使用了2套卡莱公司的J6型号制动器,能够提供的制动力矩计算如下

T = K×P×Rf×i×NC×ND×NW

=1.378×110bar×428.8mm×1×1×2=129995Nm

其中,K是综合了制动器活塞面积和刹车片与制动盘之间摩擦系数的综合因数,是这个型号制动器的固定性能参数;P是制动压力油的压强;Rf是有效摩擦半径;i是制动盘安装位置与车轮之间的传动比; NC是每个制动盘上使用的制动器数量;ND是每个车轮上使用的制动盘的数量;NW是每车桥上参与制动的车轮数量。

后桥2套湿盘制动器能提供的制动力矩计算如下:

T =μ×F×Rcp×2NE×NH

=0.12×260000×0.32×26×2=520000 Nm

其中,μ是制动器中摩擦片与对偶钢片之间的摩擦系数,这是由摩擦片使用的材料和环境温度决定的;F是活塞对摩擦片的正压力;Rcp是有效摩擦半径;NE是每套制动器中摩擦片的数量,每一片摩擦片有2个面参与制动; NH是每台车使用湿盘制动器的数量。

而小松的930E、960E和卡特793、795车型整车四个轮都是使用全湿盘制动器,这样的高端配置近些年来在载重300吨以上的超大型矿卡上越来越受到重视,国内中冶京诚的MCC600D和湘电集团SF35100也是整车前后轮都配置了全湿盘制动器;其优势是实现的制动力矩大,车辆制动效率高 。制动器总成是主机厂自己研发设计制造的,制动器中的关键核心零件刹车片(包括纸基摩擦片、对偶钢片和减震片)一般使用美国卡莱(Carlisle Brake and Friction)公司制造的。

小松930E与卡特彼勒793F

这些车型湿盘制动器与TR100后轮湿盘制动器的制动力矩计算方法是一样的。

矿用卡车的驻车制动器都是弹簧实施、液压释放的 ,即车辆停止时靠制动器内的弹簧推动活塞和刹车片夹紧制动盘实施驻车制动,车辆行驶前靠液压系统提供的压力油推动活塞压缩弹簧,刹车片脱离开制动盘解除驻车制动;下面是2种典型的,即单一式和多片式驻车制动器的结构原理 :

单一式和多片式驻车制动器的结构原理

单一式和多片式驻车制动器的结构原理

单盘式驻车制动器在卡特MT系列电驱动矿卡、小松630E 730E 830E车型、国内内蒙古北方重型的NTE系列车型、中冶京诚和湘潭电机等各家电驱动矿卡上应用广泛,例如MT4400矿卡使用了2套美国卡莱G2-7型干盘驻车制动器,全新状态时最终实现的制动力矩按如下方法计算:

T =K×Rf×NC×ND× i

=56.98×266.7×2×31.8=966501Nm

其中,K是这个型号的制动器施加给制动盘的摩擦力; Rf是有效摩擦半径;

NC是每个制动盘上使用的制动器数量;ND是每个车轮上使用的制动盘的数量;i是制动盘安装位置与车轮之间的传动比。

多片式驻车制动器在结构上因为刹车片的数量多、面积大所以能提供更大的制动力矩,在小松的860E 、930E、 960E 车型上使用,制动力矩计算方法与湿盘式行车制动器计算方法相同 。

盘式行车制动器,其液压油的供给是由安装在驾驶室底板上的制动踏板阀控制油路的通断和压力大小的;如果车辆配置了全干盘制动,因为单次制动需要的液压油排量较小,制动踏板阀即可以控制;如果使用了湿盘制动器,推动活塞需要的液压油量比较大,需要有大排量的继动阀来配合 。下面是市场上使用最多的美国CBF公司的制动踏板阀和继动阀 :

THE END
0.Trucks|KomatsuCapacity (st)280View details 930E-5 Electric drive mining truck Gross horsepower (HP)2,700 @ 1,800 rpm Operating weight (lbs)1,150,000 Capacity (st)320View details 830E-5 Electric drive mining truck Gross horsepower (HP)2,500 @ 1,800 rpm Operating weight (lbs)906,400 Capacity (st)jvzquC41yy}/mxrcvu{/exr1gp3vu8utqf{dv|4gswoqonsv1vxvetx
1.960E2K非公路矿用自卸卡车矿山机械主要参数 查看所有参数 发动机额定功率:2610kW(3500HP) 工作重量:576072kg 额定载重量:327t 主要性能 查看所有性能 960E-2K卡车采用CUMMINS发动机和SIEMENS发动机型号-小松 SSDA18V170 联系方式 小松(中国)投资有限公司北京分公司 地址:北京市亦庄经济技术开发区荣华南路15号中航技广场B栋1403室 jvzquC41yy}/mxrcvu{/exr0ep5qtxiwev5nkwjrtq3eg}fkn/;82B<0jvs
2.小松930E矿山车,大不大?曾经是世界最大之一,非常畅销,初代载重272吨,现在第4⃣️代载重可达290吨。 长×宽×高:15.6m×8.7m×7.4m(百度) 感受一下 和人对比: 和小轿车对比(最直观): 重新加载 最新的自动驾驶AHS款: 还可以两辆拼一起用: 大不大???👻👻👻jvzquC41yy}/fxzdcp4dqv4itq{q1}trke532965:4731
3.730E10非公路矿用自卸卡车矿山机械工作重量kg338075 倾翻载荷(最大折腰时)Kgf 最小回转半径(外侧轮胎中心)mm 45度倾卸高度 铲齿mm 45度倾卸距离mm 总长(铲斗在地面上)mm13770 总高mm6870 轮距mm5700 轴距mm5890 发动机型号-小松 SSDA16V159E-3 联系方式 小松(中国)投资有限公司北京分公司 jvzquC41yy}/mxrcvu{/exr0ep5qtxiwev5nkwjrtq3eg}fkn/;82B90jvs
4.980E5非公路矿用自卸卡车矿山机械发动机型号-小松 SSDA18V170 纯正零件 通过遍布全国的代理店网络高效、快速、便捷地为用户提供所需的纯正零件。 小松康查士 康查士系统确保服务人员在需要时能够在第一时间确定设备位置,尽快到达现场。 相关产品 730E-10 830E-8 930E-5 960E-2K 联系方式 jvzquC41yy}/mxrcvu{/exr0ep5qtxiwev5nkwjrtq3eg}fkn/;82B=0jvs
5.矿车轮辋矿车轮毂工程车轮定制小松GD825查看更多 勒图尔勒L1850查看更多 24-10.00查看更多 卡特彼勒793F查看更多 卡特彼勒785查看更多 别拉斯75131查看更多 别拉斯75603查看更多 小松960E查看更多 牵引车轮8-5.00(航母上用)查看更多 小松930E 7件式查看更多 卡特彼勒994K查看更多 别拉斯75306查看更多 小松830E查看更多 小松785-7查看更多 气 jvzq<84vfu}ignq0eqs0
6.矿车轮辋矿车钢圈矿车轮毂矿车配件长期供应主要车型包括 : BELAZ75600、BELAZ75306、BELAZ75131、BELAZ7555、CAT988、CAT797、CAT793、CAT789、CAT785、CAT777、CAT775、CAT773、KOM960E、KOM930、KOM830、KOM785、KOM WA、SF31904、SF33900、TR100、HT3363、NTE260、NTE240、NTE200、NTE150、XDE240、MT5500、MT4400、MT3700等。展开 jvzq<84vkctewwxjcprvp7hp0enjpj3ep1
7.巨兽出笼Ⅱ——小松830E车家号发现车生活巨兽出笼 Ⅱ——小松(KOMATSU)830E(试图贴)小松 830E,从构件到交车 ?? 小松 830E系列全路面矿车有830E和830E-AC两个型号,车长14.2米,宽7.3米,高6.9米,空车重158吨。 车架部分构件: ?? 引擎位置,安装一具重达9.6吨的 SDA16V160 柴油引擎: ? 制动电阻栅组件: 前轮半轴: 完成底盘组装的830,后轴部分未安装,暂时用保护盖封装: ? 全部底盘部分完成jvzquC41ejkkkjmcq0gvvxmqog4dqv3ep1oohx4322758?
8.江铜首次颁发“双创”大奖167项“双创”成果受表彰新技术38、730E电动轮车斗研制(三等奖) 郭爱民、俞卫东、高有贵、李运海 39、加强技术攻关 减少电铲开底故障66、自制-460米水仓泥浆转运矿车(三等奖) 纪龙元、张玉平、谢周武、殷锋、姚艺峰、余苏汉、刘建平、75、小松铰卡燃油过滤系统改进,降低燃油系统故障(三等奖) 程伟红、方敏、王贵根、詹智云、易维、朱jvzquC41yy}/ewrp0eun0ls1UjuxPn|u30gtrDkf?977=63
9.CGL|淡水河谷将于2023年开始调试巴西第一条电动矿卡辅助线路自2019年开始,小松930E-AT型自动化柴油驱动运载卡车的一次性运载量达到了290吨。在前往N4E号矿区进行最终的测试工作之前,这款运载卡车在Carajás的一个独立矿区中进行了测试,然后又进行了矿区生产作业。 2022年4月,淡水河谷在2021年度的2020财年年度信息报表中做出进一步说明,Carajas矿中的一种新型矿车辅助系统预计将jvzquC41yy}/uqfpi{kykwjk0ipo8ftvkimg8:::2>177mvon
10.矿区无人驾驶,国内企业能否弯道超车?另外,针对在用车型,国外无人驾驶系统改装技术也日渐成熟。如小松930E、卡特彼勒777D的矿用自卸车改造,沃尔沃A40F铰接式卡车改造,纽荷兰L218滑移装载机改造等,超过18种车型的改造技术已在北美、西澳等矿山实现应用。 图表:国外主要矿区无人驾驶代表企业 国内:起步较晚,但发展速度很快 jvzquC41yy}/{xtlkc4dqv4ctvodnn4;;3:76A;8:2;78?98:94ivvq
11.无人驾驶技术,将颠覆式创新露天采矿行业目前,小松的无人运输系统已应用在澳大利亚、南北美洲的矿山,小松AHS(自动运输系统)已在全球4个国家的10个矿山应用,包括铜、铁和油砂。 此外,小松将在巴西卡拉加斯矿山增加37台930E无人驾驶矿车,以更好地助力当地绿色矿山建设,改善环境质量,提高运营效率,降低安全隐患。小松在卡拉加斯矿山的设备于2019年11月启动,预计jvzquC41ouk/zjzcv0kew7hp1ktgq8625;532;90jvs
12.无人驾驶技术,将颠覆式创新露天采矿行业此外,小松将在巴西卡拉加斯矿山的设备上增加37台930E无人驾驶矿车,以更好地助力当地绿色矿山建设,改善环境质量,提高运营效率,降低安全隐患。于2019年11月启动,预计2024年完成。 另一工程机械巨头卡特彼勒也于近日对外宣布了其在无人驾驶矿用卡车领域的位移事件-使用矿山之星系统(MineStar)移送的物料已达20亿吨! jvzquC41dcoew6rkr0~jcwokejooc7hqo1tfy|4fgvgjn|d44;6187mvon
13.总图运输设计讲座如:卡特匹勒的777、793,TEREX的MT4400,小松的730E、830E、930E; 架线式汽车,节约能源、增加汽车制动力; 铰接式汽车,持续上坡可以35%、路面和天气适应能力强、效率高于相同载重汽车35%。发展限制条件是没有合适的变速箱、轮胎价格太高。 未来产品,VOLVO开发出混合动力驱动系统,可比现有机械液力传动汽 44、车节省jvzquC41yy}/tnstgpjpe7hqo1vbrnw1337:8=82:0nuou
14.对话易控智驾林巧:最快盈利的无人驾驶在矿山远桌派2023年下半年进入了第二阶段,核心原因是易控智驾做出了典型案例,10月实现了单矿200台无人矿车运营,到12月,第二年1月份,大量客户去现场看了得出一个结论,矿山无人驾驶成了。 什么时候第二阶段结束,靠易控和产业的共同努力,有可能2-3年第二阶段开始收敛,在2027、2028年进入第三个阶段。 jvzquC41yy}/gny/ejooc7hqo1sq1j8:78680qyon