鼓式制動器制動效能因素分析與保修要點

本溪客運集團有限公司 楊 光

鼓式制動器制動效能因素分析與保修要點

本溪客運集團有限公司 楊 光

大型客車多采用鼓式制動器，其結構簡單，易于維修。鼓式制動器的制動作用是由制動蹄摩擦片與制動鼓間的摩擦阻力來實現的。大客車在運行時，制動鼓是旋轉運動體，制動蹄摩擦片則安裝在固定于車橋的制動底板上。制動時，制動蹄摩擦片張開壓向制動鼓，與制動鼓的旋轉產生相反作用力即蹄鼓摩擦阻力距，進而產生制動器制動力。影響制動力大小的因素，包括摩擦片的摩擦系數、摩擦片與制動鼓的靠和情況等。

1 摩擦片與制動鼓

摩擦片的摩擦系數高低因摩擦片制作材料不同而不同，良好的摩擦材料具備高而穩的摩擦系數，熱衰退程度較低、耐磨、涉水涉油后吸收率低、有較好的抗壓和抗沖擊能力、制動噪音較低。

摩擦片的摩擦系數及熱穩定性由材料的性質決定。因此，修理時應選用與原廠規定相符的摩擦片材料。摩擦片的摩擦系數應在0.30—0.35之間，此時，其熱衰退性能較理想，使用壽命較長。如果隨意提高摩擦系數，則會使熱衰退性能變壞，摩擦片數次工作后就會表面硬化，摩擦系數反而會下降過大。因此，制動器的摩擦表面應保持有較合適的摩擦系數。

大客車自重較大，下坡和緊急制動時在制動蹄摩擦片與制動鼓強大摩擦力作用下產生較強的熱能，從而會加大制動鼓的內徑形變，減小了摩擦片對制動鼓的接觸面積，破壞了蹄鼓的靠合情況，使制動效能大大降低。因此，鑄造制動鼓時在其鼓口沿圓周方向應加厚和加寬，形成環形帶以有效提高制動鼓剛度。

在鏜削制動鼓時不得超過極限尺寸，一般客車不得超過6mm，公交客車不得超過5mm.。

2 制動蹄與制動鼓

制動鼓與摩擦片的接合面與制動蹄的運動規律有關。

制動蹄摩擦片上各點對制動鼓的單位壓力，與該點的徑向位移成正比。摩擦片中間徑向位移最大，則該位置的壓力最大。因此，應將摩擦片外圓弧直徑加工成比制動鼓內圓直徑大一些，使摩擦片在制動時與制動鼓兩端先接觸而后中間接觸，則摩擦片上壓力分布比較均勻，修理后的摩擦片與制動鼓的接觸面積應大于50%，接合印痕應兩端較重中間較輕，此時才能獲得較好的制動效能。在修理時，一般使制動蹄摩擦片外徑比制動鼓內徑大0.25—1.00mm，前輪制動器取較小值，后輪制動器取較大值。

制動鼓的工作表面與摩擦片相互摩擦，并因承受制動蹄施加的壓力而產生制動力矩，使鼓工作表面磨損。在使用時，經常出現輪轂和制動鼓發熱、變形、失圓或不同心，工作面容易產生裂紋或造成制動鼓與摩擦片接觸不良，制動時產生振動，降低制動效能。

鏜削制動鼓時，鼓內徑失圓度不得大于0.25mm，經鏜削后的鼓內徑不得大于基本尺寸5—4mm,圓柱度偏差應小于0.025mm,制動鼓與輪轂軸心線同軸度誤差不應大于0.02—0.03mm，且同軸左右制動鼓的內徑之差小于1mm,表面粗糙度應不低于2.50μm。

目前，很多修理企業均采用鏜削法加工摩擦片，加工精度不高造成加工表面粗糙，使制動鼓與摩擦片接觸面積變小，摩擦片表面容易產生光滑層而降低制動效能。因此，應采用高轉速的砂輪機加工摩擦片表面，提高表面加工精度。

制動蹄軸孔與支承銷的配合間隙由于長期使用而增大，將導致摩擦片與制動鼓的接觸面積變小，制動蹄下部的制動作用遲緩。

由于制動蹄工作時繞支承銷運動，支承銷的位置與形狀直接影響靠合情況的好壞，支承銷與車輪旋轉軸線不平行，將導致摩擦片與制動鼓形成局部接觸。

制動凸輪工作表面磨損過大，凸輪支架及套磨損嚴重、制動凸輪彎曲，都會造成凸輪在相同轉角下兩摩擦片位移不同，從而引起制動力增長遲緩或不平衡。

3 制動器制動力的左右平衡

要使車輛左右兩邊制動器制動力保持平衡，兩邊的制動力和摩擦系數應保持一致。

由結構設計所定，左右車輪制動器作用力的大小基本上是一致的，而左右車輪的摩擦系數是隨摩擦片材料性質和表面狀況而變化的。因此，在檢修中應重視摩擦片的摩擦系數變化，如左右摩擦片的厚薄不均、使用情況的不同和摩擦片表面硬化程度。此外，兩邊的制動管路阻力（管路的長度、粗細、彎度和暢通程度）不同，兩邊制動蹄的運動阻力（蹄銷的加工精度、潤滑情況、裝配間隙和回位彈簧拉力等）不同，也會導致兩邊壓力、反應快慢和制動力矩不一致。同一車橋的制動器裝配與調整，如制動蹄摩擦片與制動鼓的間隙大小、靠合面積的多少和部位，應盡可能一致；對于氣壓制動兩邊氣室的推桿伸出長度應大致一樣；凸輪與蹄端的接觸半徑均應調整到大致一樣，否則也會引起制動力的差異。

4 實例分析

黃海客車DD6105S05、金龍客車KLQ6108GE3等公交車型，踩下制動踏板制動時，車輪發出“鐺、鐺、鐺”的撞擊聲響，下坡時嚴重，制動鼓較熱，造成制動異響、制動效能下降。車輪分解后發現，新更換的制動蹄摩擦片接觸面積過小，不足30%，且集中在凸輪軸端的摩擦片兩側，支承銷端的摩擦片沒有一點接觸痕跡，新更換的制動鼓表面粗糙，表面摩擦痕跡不明顯。新摩擦片、新制動鼓未進行機加處理。基于以上相關因素的分析可知，蹄鼓摩擦系數較低、制動鼓剛度和熱容量較好但制動鼓失圓度誤差較大、制動鼓與輪轂軸心線同軸度誤差較大、蹄鼓接觸面積較小造成下坡制動時，制動效能下降很多，蹄、鼓發生彈性運動從而產生敲擊聲響，蹄鼓摩擦接觸時間長造成制動鼓較熱。制動蹄軸孔磨損情況、支承銷磨損情況、制動蹄凸輪磨損情況均正常。

解決方法為鏜削制動鼓使其誤差符合前述標準，在高速砂輪機上加工摩擦片表面，使制動蹄摩擦片外徑比制動鼓內徑大0.25—1.00mm后組裝車輪，重新調整車軸兩邊制動器，使蹄鼓間隙相等。運行車輛數次踩下制動踏板異響現象消失，兩輪制動距離相等，制動效能顯著提高。此時分解車輪查看，蹄、鼓接合面積大于70%，蹄鼓表面磨合良好，表明制動效能的相關因素對鼓式制動器影響明顯。