JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 毕 业 论 文（设 计）
题目： 常闭鼓式制动器
学 院： 工学院
姓 名： 学 号： 20080998
专 业： 机械设计制造及其自动化
年 级： 机制082班
指导教师： 林金龙 职 称： 讲师
二0一二 年 五 月
摘 要
制动器可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器。 在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。
使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。
块式制动器是一种的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数。除此之外还着重介绍了制动臂、等关键部件的设计参数及注意事项，同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。
关键词：制动块；制动器；制动瓦；制动轮
Abstract
Brakes can be divided into two categories, industrial brakes and automotive brakes, automotive brake is divided into brake (foot brake) and the parking brake. In the driving process, generally used brake (foot brake), to facilitate the process of deceleration in the forward stop, not just the car to remain intact. If the traffic Zhidongshiling when using the parking brake. When the car completely stopped, it has to use the parking brake (hand brake), to prevent the vehicle front and rear slip slide. After stopping the general addition to the parking brake, the uphill hanging in a stall to stall (after the slide to prevent), downhill to hang in the reverse gear (to prevent forward slip.)
Mechanical moving parts to stop or slow down the resistance of the moment must be applied as the brake torque. Braking torque is the design, selection based on the brake, the size of the pattern and work by the mechanical requirements of the decision. Friction material used on brake (brake parts) directly affects the performance of the braking process, and the main factors affecting the performance of the working temperature and the temperature rise speed. Friction material should have high and stable friction coefficient and good wear resistance. Metallic and nonmetallic friction materials sub-categories. The former are commonly used cast iron, steel, bronze, and powder metallurgy friction materials, which have leather, rubber, wood and asbestos.
Disc brake arm frame is a new major for the braking device handling equipment. This paper focuses on its characteristics, key components of the selection or design methods, the main performance parameters and some bench test results. Highlights in addition to the brake arm, loose brake components, etc. The key design parameters and considerations, while the details of the static torque for the brake has also done a detailed calculation of design.
Keyword:shoe block；arrester；brake scotch；brake pulley
目录
1 绪论 ......................................................................................................................... 1
1.1制动器简介 ......................................................................................................... 1
1.2 制动器工作原理 ................................................................................................ 1 2 制动器的种类和用途 ......................................................................................... 1
2.1 制动器的用途 .................................................................................................... 1
2.2 制动器的种类 .................................................................................................... 2
2.2.1 根据制动器的构造形式分类 .............................................................. 2
2.2.2 根据操作情况分类 ............................................................................ 4
2.2.3 根据制动器驱动方式形式分类 .......................................................... 5 3 块式制动器的构造 ........................................................................................... 5
3.1 制动轮 ............................................................................................................... 5
3.2 制动瓦块 ............................................................................................................ 5
3.3 制动衬料 ............................................................................................................ 5
3.3.1 关于制动衬料的要求： ................................................................... 6
3.3.2 摩擦衬料的主要种类： ................................................................... 6 4 块式制动器的设计与选用 ............................................................................. 6
4.1 毕业设计（论文）内容与技术参数： .......................................................... 6
4.1.1 确定制动瓦块的正压力 ................................................................... 8
4.1.2 确定B点的力的大小; ..................................................................... 8
4.1.3 确定D点力的大小 .......................................................................... 9
4.1.4 确定弹簧力的大小 .......................................................................... 9
4.1.5 确定油泵需要的力 .......................................................................... 9
4.2 制动瓦块的 ...................................................................................................... 9
4.3 均等杠杆 ........................................................................................................ 11
总结.............................................................................................................................. 12
参考文献...................................................................................................................... 13
致谢.............................................................................................................................. 14
1 绪论
1.1 制动器简介
制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、 制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构寸， 制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用.
块式制动器，靠制动块压紧在制动轮上实现制动的制动器。单个制动块对制动轮轴压力大而不匀，故通常多用一对制动块，使制动轮轴上所受制动块的压力抵消。
制动技术的发展，使制动系统成为集机械，电，液，材料，计算机技术与一体的现代化。制动器的技术，应考虑到制动器的类型，性能如何满足配套主机的要求，以及可靠性和经济性。制动器是具有使运动部件减速，停止或保持停止状态功能的装置。集工作和安全装置于一体，是保障机器安全工作的重要部件。
制动器是用于机构或机器减速或使其停止运行的装置，有时也用做调节和限制机构或机器的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。
制动器根据工作状态可分为常闭式和常开式。常闭式制动器靠弹簧或重力的作用经常处于紧刹状态，而机构工作时，可利用人力或松闸器使制动器松闸。与之相反，常开式制动器经常处于松闸状态，只有施加外力时才能使其紧闸。
1.2 制动器工作原理
制动器的工作原理是利用摩擦副中产生的摩擦力矩来实现制动作用，或者利用制力与重力的平衡，使机器运转速度保持恒定。具体如下：制动器是依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的，摩擦副中的一组与机构的固定机架相连。另一组则与机构转动轴相连。当机构起动时，使摩擦面脱开，机构转动件便可运转；当机构需要制动时，使摩擦面接触并压紧，这时摩擦面间产生足够大的摩擦力矩，消耗动能，使机构减速，直到停止运动。制动状态还能阻止机构在外载荷作用下运动。采用摩擦制动的优点是：机构制动平稳可靠，有时还可以根据需要调整制动力矩的大小。
2 制动器的种类和用途
2.1 制动器的用途
在起重机的各个机构中，制动器几乎是不可缺少的组成部分。在起升机构中必须装设可靠的制动器，以保证吊重能停止在空中。自重不完全平衡的起重伸臂也必须用制动器将它维持在一定的位置。运行机构与回转机构也需要用制动器使它们在一定的时间或一定的行程内停下来。对于在露天工作或在斜坡上运行的起重机，制动器还有防止风力吹动或下滑的作用。只有速度很低、阻力很大的室内起重机的运行机构才可以不装设制动器。某些起重机的起升机构还利用制动器来使物品以所要求的速度下降，例如汽车起重机、淬火起重机等。
综上所述，制动器的作用有如下三种。
1）支持 保持不动
2）停止 用摩擦消耗运动部分的动能，以一定的减速度使机构停止下来。
3）落重 将制动力与重力平衡，使运动体以稳定（恒定）的速度下降。 在起重机的各个机构中，制动器可以具有上述一种或几种作用。
在设计或选用制动器时，应充分注意制动器的任务以及对它的要求。例如，支持制动器的制动力矩必须具有足够的储备，也就是应当保证一定的安全系数。对于安全性有高度要求的机构需要装设双重制动器，例如运送熔化铁水包的起升机构，规定必须装设两个制动器，其中每一个都能安全地支持铁水包不致坠落。对于落重制动器，则应该考虑散热问题，它必须具有足够的散热面积将重物的位能所产生的热量散去，以免制动器过热而损坏或失效。
2.2 制动器的种类
2.2.1 根据制动器的构造形式分类
a 带式制动器：利用挠性钢带压紧制动轮产生制动力矩。带式制动器构造简单，尺寸紧凑，但制动轮轴受力较大（使制动轮轴受到弯曲载荷），摩擦面上压力分布不均匀，因而磨损也不均匀。它常用于中小起重机和流动式起重机。如图
2-1.
图2-1 带式制动器
b 块式制动器结构紧凑，紧闸和松闸动作快，但冲击力大。在桥架类型起重块式制动器：两个对称布置的制动瓦块在径向抱紧制动轮产生制动力矩，从而使制动轮轴所受制动力机上大多采用这种制动器。如图2-2.
图2-2 块式制动器 c 多盘式与圆锥式制动器的上闸力是轴向力，它的制动轮轴也不受弯曲载荷。这两种制动器都需要较小的尺寸与轴向压力就可以产生相当大的制动力矩，常用于电动葫芦上，使结构非常紧凑。
d 盘式制动器：其上闸力是轴向力，成对互相平衡，但其摩擦力对制动轮轴产生制动力矩，其大小依制动块的数目与安装而定。这种制动器的优点是对同一直径的制动盘可采用不同数量的制动块以达到不同的制动力矩。制动块的形状是平面的，摩擦面易于跑合，有时制动盘做成通风盘，更易于散热。体积小，质量小，动作灵敏，摩擦面积大，制动力巨大。它较多地应用于各类起重机中。如图2-3.
图2-3 盘式制动器
2.2.2 根据操作情况分类
a、常闭式制动器：在机构停止工作时，制动器处于紧闸状态；当机构接通能源的瞬间施加外力才能解除制动，使机构开始工作。如图
2-4.
图2-4 常闭式制动器
b、开式制动器：机构在非工作状态时，制动器处于松闸状态，在外载荷（例如风载荷）作用下机构可产生运动；机构在工作状态需要运动停止时，可以根据需要施加上闸力使摩擦副结合，产生制动力矩。如图2-5.
图2-5 开式制动器
c、综合式制动器是常闭式与常开式的综合体。
2.2.3 根据制动器驱动方式形式分类
a、 自动式制动器的上闸与松闸是自动的。
b、 操纵式制动器的制动力矩是可以由人随意控制的。
3 块式制动器的构造
块式制动器的主要部分是制动轮、制动瓦块、制动臂等。
3.1 制动轮
制动轮通常由铸钢制造，转速不高的制动轮也可以用组织细密的铸铁制造。采用铁制动轮可以使制动衬料的磨损减轻。国外有用含钼、鉻或镍的合金铸铁制造制动 。
为了增强制动轮摩擦表面的耐磨性，最好进行表面淬火，使之硬度为HRC35～45,深度为2～3mm制动轮表面粗糙度Ra值为12.5～6.3μm，表面粗糙度太低在跑合期间使制动衬料磨损太多。装在高速轴上的制动轮应全部加工，否则应进行平衡，以避免不平衡质量引起的振动。
制动轮的宽度通常比制动瓦块宽度大5mm到10mm。制动轮的直径根据制动力矩和制动衬料的容许比压力等决定。
3.2 制动瓦块
瓦块的材料通常为铸铁。为了便于加工圆弧面，瓦块的包角取为略小于360°/n,n=4或5。标准制动器瓦块的包角取为70°—88°。增大包角可以增加制动力矩，但包角太大降低散热作用，同时也使瓦块下端松闸间隙太小。
3.3 制动衬料
不加衬料的制动瓦块只用于铁路车辆，起重机制动器采用带有摩擦衬料的制
动瓦块，一方面衬料的摩擦系数大，同时使制动轮的磨损小。
3.3.1 关于制动衬料的要求
1）摩擦系数大。
2）摩擦系数恒定。
3）容许高的工作温度 当衬料达到极限工作温度时，一般摩擦系数急剧下降，并且磨损加快。
4）耐磨。
5）不伤制动轮。
6）容许比压力大。
7）有适当的刚性——刚性大的材料要求的松闸行程较小，但刚性太大材料丧失缓冲作用，使上闸时的载荷增大。
8） 有适当的挠性——便于弯曲，以适合瓦块圆弧，否则应制成定型产品。
9） 导热性 一般摩擦材料的导热性都不好，为了提高导热性能，有的制动衬料中加入一些导热性能良好的铜丝或铜末。
3.3.2 摩擦衬料的主要种类
1）棉织制品 摩擦系数较大，μ=0.45～0.55
2）石棉织制品 浸以沥青或亚麻仁油能增加强度，是一种常用材料。摩擦系数μ=0.35~0.4 。
3）石棉压制品 将石棉碎片与橡胶及小量硫混合压制在一起，然后进行硫化。摩擦系数μ=0.42~0.53。
4）石棉树脂材料 由石棉纤维或者石棉线与树脂粘结剂和各种填料混合后经热压而成。这种材料允许的最高工作温度与粘结树脂的分解温度有关。粘结剂通常用酚醛树脂，填料长用重晶石，可增加耐磨性与摩擦系数的稳定性。常常混入黄铜丝碎段或黄铜末以提高耐热性。摩擦系数μ=0.35~0.5。
4 块式制动器的设计与选用
4.1 毕业设计（论文）内容与技术参数
1. 制动力矩800Nm。制动轮毂直径400mm
2. 油泵YTD300-50，油泵推力500，推杆行程100mm，
3. 制动片摩擦系数0.4。
4. 机构运动简图的机构布置合理。
表4-1 制动器技术参数
图4-1 制动器正视图 4.1.1 确定制动瓦块的正压力
根据F=uXN有
400mm
=800N 2
得正压力N=5000 N
2⨯0.4⨯N⨯
图4-2 制动臂 4.1.2 确定B点的力的大小
如图4-2所示得
Lab416
==1.7 Lac224
5000
得B点力的大小为F==2941N
1.7
4.1.3 确定D点力的大小
根据4-1得杠杆和制动臂的夹角为12
2941
得制动杠杆上的力为F1==3010N
cos12
图4-3 三角板
如图4-3所示可以得到D点的力为Fd=3010N, 4.1.4 确定弹簧力的大小
根据E点的合力偶矩为零得Fd⨯100=Ff⨯300
代人数据得Ff=1000N
4.1.5 确定油泵需要的力
根据长度关系可以得知油泵的推力为Fg=500N,
所以选择油泵为YTD/Ed800-60. 4.2 制动瓦块的
瓦块的材料通常为碳素钢。为了便于加工圆弧面，瓦块的包角取为略小于360°/n,n=4或5。标准制动器瓦块的包角取为70°—88°。增大包角可以增加制动力矩，但包角太大降低散热作用，同时也使瓦块下端松闸间隙太小。
图4-4 制动器瓦块
图4-5 制动瓦块左视图
表4-1 制动瓦块技术参数
制动瓦块的尺寸按照上表的直径为D=400的数据选定。 4.3 均等杠杆
1、2、电液推杆装配3、三角板4、5、制动弹簧装配6、制动拉杆7、8、制动臂
图4-6 制动器机构运动简图
其结构见图4-6。这种制动器在传统制动器的基础上，在左右两边增加了两条联锁杠杆JL、LK，它们分别与左制动臂7和右制动臂8刚性联接。左右均等杠杆通过一个互锁销L连接(两条杠杆在水平状态下，互锁销在制动轮的中心线上)。连接两条均等杠杆的运动副有两个自由度 ，即引入了一个约束。这样活动构件其他转动副、移动副的数目未变，只是增加了一个约束，故此种制动器的自由度为1，这就消除了多余的自由度。只要使初始状态下两条均等杠杆大致水平，下一次释放制动器的过程中，两条均等杠杆转动的角度就大致相同，从而使两条制动臂转动的角度也大致相同，这样两边的瓦块退距也基本相同。这就可以避免使用过程中某一边制动衬垫贴住制动轮而加速磨损，同时也减少了使用过程中退距调整的维护工作量。
总结
经过那么长的时间，毕业设计是做完了。回想这次毕业设计的点点滴滴。自己把两年来大学所学的东西基本上又重新复习了一遍。对自己四年的学习起到了很好的融合。
从最开始的选课题。我选了一个自己没有接触过的课题。想好好锻炼一下自己。林老师带我们这个课题。课题就是“块式制动器的设计”。
拿到课题自己刚开始有点束手无策。经过林老师的细心讲解与指导。自己脑海里慢慢有了思路。先是到图书馆查找相关资料。对这个课题进行深一步的理解。同时到网上查找相关的资料，网上的资料很丰富我设计的课题带来很大的帮助，加上林老师的指导，做的还比较顺利。确定了草图。
然后是画草图，大一学机械制图没怎么学好，这次画图对我来说是哥挑战，我又重新把机械制图书拿来好好学习了下，连续画了好几个晚上，拿给老师看的时候，老师指出了好多毛病，又拿回去重画，反复好几次，说实话，虽然画图过程中很累，但学到了很多东西。
画图的同时还要做任务说明书，资料收集很困难，所学的课本关于制动器的介绍又很少，老师给了一些资料，上网找了好长时间，根据这些资料，自己加以提炼后加上自己所写的内容，把初稿拿给老师看了，林老师指出了很多错误并给予很多指导，经过反复几次的写与修改，最后终于在指定的日期里交上了任务说明书和图纸。
在这次的毕业设计过程中学到了很多的东西，同时把大一到大四所学的内容又学了一遍。更重要的把这些内容融合在一起了，联系到了一起。就像实际与理论有效的结合一样。
但在设计的过程中，由于时间紧和能力有限，任务说明书和图纸做的难免有错误与瑕疵，希望自己在以后的学习中更加努力与刻苦，争取以后做的更好。
同时在此也感谢林老师给予的帮助与指导。
参考文献
[1] 王先逵主编. 机械工业出版社. 第2版
[2] 陈于萍，周兆元主编. 互换性与测量技术基础. 第二版. 北京：机械工业出版社，2009 [3] 杨明忠，朱家诚主编.机械设计. 武汉:武汉理工大学出版社，2009 [4] 王慧，吕宏主编. 机械设计课程设计. 北京:北京大学出版社，2011 [5] 邱宣怀主编. 机械设计. 第四版. 北京：高等教育出版社，2010
[6] 于用泗，齐民主编. 机械工程材料. 第七版. 大连：大连理工大学出版社，2008 [7] 东南大学机械学学科组编，郑文纬，吴克坚主编. 机械原理. 第七版. 北京：高等教育 出版社，2010
[8] 杨恩霞，刘贺平主编. 机械设计课程设计. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2009 [9] 大连理工大学工程画教研室编. 机械制图. 第五版. 北京：高等教育出版社，2003 [10] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编，濮良贵，纪名刚主编. 机械设计. 第八 版.北京：高等教育出版社，2006
致谢
经过这么长时间的查找资料，整理资料，设计计算，写做论文，今天终于完成了。这算是毕业之前最后一次的作业了。想想四年的时间中的点点滴滴，历历涌上心头，随着毕业设计的完成，四年多的努力终于要画上一个句号了。
毕业设计的完成，首先就得感谢林老师给予的大力扶持。他秉承着严谨教学态度，精益求精的工作作风给我留下了很深刻的印象，也是我毕业设计得以完成的前提。设计由选题到最后完成。其中每走一步，都渗透出老师辛苦与汗水。
在此，向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢你给予大力支持。
另外，要感谢大学期间教授知识的所有老师，是你们平时的悉心指导，使我们得到良好的知识基础，也是设计得以完成的基础。
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 毕 业 论 文（设 计）
题目： 常闭鼓式制动器
学 院： 工学院
姓 名： 学 号： 20080998
专 业： 机械设计制造及其自动化
年 级： 机制082班
指导教师： 林金龙 职 称： 讲师
二0一二 年 五 月
摘 要
制动器可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器。 在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。
使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。
块式制动器是一种的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数。除此之外还着重介绍了制动臂、等关键部件的设计参数及注意事项，同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。
关键词：制动块；制动器；制动瓦；制动轮
Abstract
Brakes can be divided into two categories, industrial brakes and automotive brakes, automotive brake is divided into brake (foot brake) and the parking brake. In the driving process, generally used brake (foot brake), to facilitate the process of deceleration in the forward stop, not just the car to remain intact. If the traffic Zhidongshiling when using the parking brake. When the car completely stopped, it has to use the parking brake (hand brake), to prevent the vehicle front and rear slip slide. After stopping the general addition to the parking brake, the uphill hanging in a stall to stall (after the slide to prevent), downhill to hang in the reverse gear (to prevent forward slip.)
Mechanical moving parts to stop or slow down the resistance of the moment must be applied as the brake torque. Braking torque is the design, selection based on the brake, the size of the pattern and work by the mechanical requirements of the decision. Friction material used on brake (brake parts) directly affects the performance of the braking process, and the main factors affecting the performance of the working temperature and the temperature rise speed. Friction material should have high and stable friction coefficient and good wear resistance. Metallic and nonmetallic friction materials sub-categories. The former are commonly used cast iron, steel, bronze, and powder metallurgy friction materials, which have leather, rubber, wood and asbestos.
Disc brake arm frame is a new major for the braking device handling equipment. This paper focuses on its characteristics, key components of the selection or design methods, the main performance parameters and some bench test results. Highlights in addition to the brake arm, loose brake components, etc. The key design parameters and considerations, while the details of the static torque for the brake has also done a detailed calculation of design.
Keyword:shoe block；arrester；brake scotch；brake pulley
目录
1 绪论 ......................................................................................................................... 1
1.1制动器简介 ......................................................................................................... 1
1.2 制动器工作原理 ................................................................................................ 1 2 制动器的种类和用途 ......................................................................................... 1
2.1 制动器的用途 .................................................................................................... 1
2.2 制动器的种类 .................................................................................................... 2
2.2.1 根据制动器的构造形式分类 .............................................................. 2
2.2.2 根据操作情况分类 ............................................................................ 4
2.2.3 根据制动器驱动方式形式分类 .......................................................... 5 3 块式制动器的构造 ........................................................................................... 5
3.1 制动轮 ............................................................................................................... 5
3.2 制动瓦块 ............................................................................................................ 5
3.3 制动衬料 ............................................................................................................ 5
3.3.1 关于制动衬料的要求： ................................................................... 6
3.3.2 摩擦衬料的主要种类： ................................................................... 6 4 块式制动器的设计与选用 ............................................................................. 6
4.1 毕业设计（论文）内容与技术参数： .......................................................... 6
4.1.1 确定制动瓦块的正压力 ................................................................... 8
4.1.2 确定B点的力的大小; ..................................................................... 8
4.1.3 确定D点力的大小 .......................................................................... 9
4.1.4 确定弹簧力的大小 .......................................................................... 9
4.1.5 确定油泵需要的力 .......................................................................... 9
4.2 制动瓦块的 ...................................................................................................... 9
4.3 均等杠杆 ........................................................................................................ 11
总结.............................................................................................................................. 12
参考文献...................................................................................................................... 13
致谢.............................................................................................................................. 14
1 绪论
1.1 制动器简介
制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制架、 制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构寸， 制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用.
块式制动器，靠制动块压紧在制动轮上实现制动的制动器。单个制动块对制动轮轴压力大而不匀，故通常多用一对制动块，使制动轮轴上所受制动块的压力抵消。
制动技术的发展，使制动系统成为集机械，电，液，材料，计算机技术与一体的现代化。制动器的技术，应考虑到制动器的类型，性能如何满足配套主机的要求，以及可靠性和经济性。制动器是具有使运动部件减速，停止或保持停止状态功能的装置。集工作和安全装置于一体，是保障机器安全工作的重要部件。
制动器是用于机构或机器减速或使其停止运行的装置，有时也用做调节和限制机构或机器的运行速度，它是保证机构或机器安全正常工作的重要部件。
制动器根据工作状态可分为常闭式和常开式。常闭式制动器靠弹簧或重力的作用经常处于紧刹状态，而机构工作时，可利用人力或松闸器使制动器松闸。与之相反，常开式制动器经常处于松闸状态，只有施加外力时才能使其紧闸。
1.2 制动器工作原理
制动器的工作原理是利用摩擦副中产生的摩擦力矩来实现制动作用，或者利用制力与重力的平衡，使机器运转速度保持恒定。具体如下：制动器是依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的，摩擦副中的一组与机构的固定机架相连。另一组则与机构转动轴相连。当机构起动时，使摩擦面脱开，机构转动件便可运转；当机构需要制动时，使摩擦面接触并压紧，这时摩擦面间产生足够大的摩擦力矩，消耗动能，使机构减速，直到停止运动。制动状态还能阻止机构在外载荷作用下运动。采用摩擦制动的优点是：机构制动平稳可靠，有时还可以根据需要调整制动力矩的大小。
2 制动器的种类和用途
2.1 制动器的用途
在起重机的各个机构中，制动器几乎是不可缺少的组成部分。在起升机构中必须装设可靠的制动器，以保证吊重能停止在空中。自重不完全平衡的起重伸臂也必须用制动器将它维持在一定的位置。运行机构与回转机构也需要用制动器使它们在一定的时间或一定的行程内停下来。对于在露天工作或在斜坡上运行的起重机，制动器还有防止风力吹动或下滑的作用。只有速度很低、阻力很大的室内起重机的运行机构才可以不装设制动器。某些起重机的起升机构还利用制动器来使物品以所要求的速度下降，例如汽车起重机、淬火起重机等。
综上所述，制动器的作用有如下三种。
1）支持 保持不动
2）停止 用摩擦消耗运动部分的动能，以一定的减速度使机构停止下来。
3）落重 将制动力与重力平衡，使运动体以稳定（恒定）的速度下降。 在起重机的各个机构中，制动器可以具有上述一种或几种作用。
在设计或选用制动器时，应充分注意制动器的任务以及对它的要求。例如，支持制动器的制动力矩必须具有足够的储备，也就是应当保证一定的安全系数。对于安全性有高度要求的机构需要装设双重制动器，例如运送熔化铁水包的起升机构，规定必须装设两个制动器，其中每一个都能安全地支持铁水包不致坠落。对于落重制动器，则应该考虑散热问题，它必须具有足够的散热面积将重物的位能所产生的热量散去，以免制动器过热而损坏或失效。
2.2 制动器的种类
2.2.1 根据制动器的构造形式分类
a 带式制动器：利用挠性钢带压紧制动轮产生制动力矩。带式制动器构造简单，尺寸紧凑，但制动轮轴受力较大（使制动轮轴受到弯曲载荷），摩擦面上压力分布不均匀，因而磨损也不均匀。它常用于中小起重机和流动式起重机。如图
2-1.
图2-1 带式制动器
b 块式制动器结构紧凑，紧闸和松闸动作快，但冲击力大。在桥架类型起重块式制动器：两个对称布置的制动瓦块在径向抱紧制动轮产生制动力矩，从而使制动轮轴所受制动力机上大多采用这种制动器。如图2-2.
图2-2 块式制动器 c 多盘式与圆锥式制动器的上闸力是轴向力，它的制动轮轴也不受弯曲载荷。这两种制动器都需要较小的尺寸与轴向压力就可以产生相当大的制动力矩，常用于电动葫芦上，使结构非常紧凑。
d 盘式制动器：其上闸力是轴向力，成对互相平衡，但其摩擦力对制动轮轴产生制动力矩，其大小依制动块的数目与安装而定。这种制动器的优点是对同一直径的制动盘可采用不同数量的制动块以达到不同的制动力矩。制动块的形状是平面的，摩擦面易于跑合，有时制动盘做成通风盘，更易于散热。体积小，质量小，动作灵敏，摩擦面积大，制动力巨大。它较多地应用于各类起重机中。如图2-3.
图2-3 盘式制动器
2.2.2 根据操作情况分类
a、常闭式制动器：在机构停止工作时，制动器处于紧闸状态；当机构接通能源的瞬间施加外力才能解除制动，使机构开始工作。如图
2-4.
图2-4 常闭式制动器
b、开式制动器：机构在非工作状态时，制动器处于松闸状态，在外载荷（例如风载荷）作用下机构可产生运动；机构在工作状态需要运动停止时，可以根据需要施加上闸力使摩擦副结合，产生制动力矩。如图2-5.
图2-5 开式制动器
c、综合式制动器是常闭式与常开式的综合体。
2.2.3 根据制动器驱动方式形式分类
a、 自动式制动器的上闸与松闸是自动的。
b、 操纵式制动器的制动力矩是可以由人随意控制的。
3 块式制动器的构造
块式制动器的主要部分是制动轮、制动瓦块、制动臂等。
3.1 制动轮
制动轮通常由铸钢制造，转速不高的制动轮也可以用组织细密的铸铁制造。采用铁制动轮可以使制动衬料的磨损减轻。国外有用含钼、鉻或镍的合金铸铁制造制动 。
为了增强制动轮摩擦表面的耐磨性，最好进行表面淬火，使之硬度为HRC35～45,深度为2～3mm制动轮表面粗糙度Ra值为12.5～6.3μm，表面粗糙度太低在跑合期间使制动衬料磨损太多。装在高速轴上的制动轮应全部加工，否则应进行平衡，以避免不平衡质量引起的振动。
制动轮的宽度通常比制动瓦块宽度大5mm到10mm。制动轮的直径根据制动力矩和制动衬料的容许比压力等决定。
3.2 制动瓦块
瓦块的材料通常为铸铁。为了便于加工圆弧面，瓦块的包角取为略小于360°/n,n=4或5。标准制动器瓦块的包角取为70°—88°。增大包角可以增加制动力矩，但包角太大降低散热作用，同时也使瓦块下端松闸间隙太小。
3.3 制动衬料
不加衬料的制动瓦块只用于铁路车辆，起重机制动器采用带有摩擦衬料的制
动瓦块，一方面衬料的摩擦系数大，同时使制动轮的磨损小。
3.3.1 关于制动衬料的要求
1）摩擦系数大。
2）摩擦系数恒定。
3）容许高的工作温度 当衬料达到极限工作温度时，一般摩擦系数急剧下降，并且磨损加快。
4）耐磨。
5）不伤制动轮。
6）容许比压力大。
7）有适当的刚性——刚性大的材料要求的松闸行程较小，但刚性太大材料丧失缓冲作用，使上闸时的载荷增大。
8） 有适当的挠性——便于弯曲，以适合瓦块圆弧，否则应制成定型产品。
9） 导热性 一般摩擦材料的导热性都不好，为了提高导热性能，有的制动衬料中加入一些导热性能良好的铜丝或铜末。
3.3.2 摩擦衬料的主要种类
1）棉织制品 摩擦系数较大，μ=0.45～0.55
2）石棉织制品 浸以沥青或亚麻仁油能增加强度，是一种常用材料。摩擦系数μ=0.35~0.4 。
3）石棉压制品 将石棉碎片与橡胶及小量硫混合压制在一起，然后进行硫化。摩擦系数μ=0.42~0.53。
4）石棉树脂材料 由石棉纤维或者石棉线与树脂粘结剂和各种填料混合后经热压而成。这种材料允许的最高工作温度与粘结树脂的分解温度有关。粘结剂通常用酚醛树脂，填料长用重晶石，可增加耐磨性与摩擦系数的稳定性。常常混入黄铜丝碎段或黄铜末以提高耐热性。摩擦系数μ=0.35~0.5。
4 块式制动器的设计与选用
4.1 毕业设计（论文）内容与技术参数
1. 制动力矩800Nm。制动轮毂直径400mm
2. 油泵YTD300-50，油泵推力500，推杆行程100mm，
3. 制动片摩擦系数0.4。
4. 机构运动简图的机构布置合理。
表4-1 制动器技术参数
图4-1 制动器正视图 4.1.1 确定制动瓦块的正压力
根据F=uXN有
400mm
=800N 2
得正压力N=5000 N
2⨯0.4⨯N⨯
图4-2 制动臂 4.1.2 确定B点的力的大小
如图4-2所示得
Lab416
==1.7 Lac224
5000
得B点力的大小为F==2941N
1.7
4.1.3 确定D点力的大小
根据4-1得杠杆和制动臂的夹角为12
2941
得制动杠杆上的力为F1==3010N
cos12
图4-3 三角板
如图4-3所示可以得到D点的力为Fd=3010N, 4.1.4 确定弹簧力的大小
根据E点的合力偶矩为零得Fd⨯100=Ff⨯300
代人数据得Ff=1000N
4.1.5 确定油泵需要的力
根据长度关系可以得知油泵的推力为Fg=500N,
所以选择油泵为YTD/Ed800-60. 4.2 制动瓦块的
瓦块的材料通常为碳素钢。为了便于加工圆弧面，瓦块的包角取为略小于360°/n,n=4或5。标准制动器瓦块的包角取为70°—88°。增大包角可以增加制动力矩，但包角太大降低散热作用，同时也使瓦块下端松闸间隙太小。
图4-4 制动器瓦块
图4-5 制动瓦块左视图
表4-1 制动瓦块技术参数
制动瓦块的尺寸按照上表的直径为D=400的数据选定。 4.3 均等杠杆
1、2、电液推杆装配3、三角板4、5、制动弹簧装配6、制动拉杆7、8、制动臂
图4-6 制动器机构运动简图
其结构见图4-6。这种制动器在传统制动器的基础上，在左右两边增加了两条联锁杠杆JL、LK，它们分别与左制动臂7和右制动臂8刚性联接。左右均等杠杆通过一个互锁销L连接(两条杠杆在水平状态下，互锁销在制动轮的中心线上)。连接两条均等杠杆的运动副有两个自由度 ，即引入了一个约束。这样活动构件其他转动副、移动副的数目未变，只是增加了一个约束，故此种制动器的自由度为1，这就消除了多余的自由度。只要使初始状态下两条均等杠杆大致水平，下一次释放制动器的过程中，两条均等杠杆转动的角度就大致相同，从而使两条制动臂转动的角度也大致相同，这样两边的瓦块退距也基本相同。这就可以避免使用过程中某一边制动衬垫贴住制动轮而加速磨损，同时也减少了使用过程中退距调整的维护工作量。
总结
经过那么长的时间，毕业设计是做完了。回想这次毕业设计的点点滴滴。自己把两年来大学所学的东西基本上又重新复习了一遍。对自己四年的学习起到了很好的融合。
从最开始的选课题。我选了一个自己没有接触过的课题。想好好锻炼一下自己。林老师带我们这个课题。课题就是“块式制动器的设计”。
拿到课题自己刚开始有点束手无策。经过林老师的细心讲解与指导。自己脑海里慢慢有了思路。先是到图书馆查找相关资料。对这个课题进行深一步的理解。同时到网上查找相关的资料，网上的资料很丰富我设计的课题带来很大的帮助，加上林老师的指导，做的还比较顺利。确定了草图。
然后是画草图，大一学机械制图没怎么学好，这次画图对我来说是哥挑战，我又重新把机械制图书拿来好好学习了下，连续画了好几个晚上，拿给老师看的时候，老师指出了好多毛病，又拿回去重画，反复好几次，说实话，虽然画图过程中很累，但学到了很多东西。
画图的同时还要做任务说明书，资料收集很困难，所学的课本关于制动器的介绍又很少，老师给了一些资料，上网找了好长时间，根据这些资料，自己加以提炼后加上自己所写的内容，把初稿拿给老师看了，林老师指出了很多错误并给予很多指导，经过反复几次的写与修改，最后终于在指定的日期里交上了任务说明书和图纸。
在这次的毕业设计过程中学到了很多的东西，同时把大一到大四所学的内容又学了一遍。更重要的把这些内容融合在一起了，联系到了一起。就像实际与理论有效的结合一样。
但在设计的过程中，由于时间紧和能力有限，任务说明书和图纸做的难免有错误与瑕疵，希望自己在以后的学习中更加努力与刻苦，争取以后做的更好。
同时在此也感谢林老师给予的帮助与指导。
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致谢
经过这么长时间的查找资料，整理资料，设计计算，写做论文，今天终于完成了。这算是毕业之前最后一次的作业了。想想四年的时间中的点点滴滴，历历涌上心头，随着毕业设计的完成，四年多的努力终于要画上一个句号了。
毕业设计的完成，首先就得感谢林老师给予的大力扶持。他秉承着严谨教学态度，精益求精的工作作风给我留下了很深刻的印象，也是我毕业设计得以完成的前提。设计由选题到最后完成。其中每走一步，都渗透出老师辛苦与汗水。
在此，向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢你给予大力支持。
另外，要感谢大学期间教授知识的所有老师，是你们平时的悉心指导，使我们得到良好的知识基础，也是设计得以完成的基础。