電動四輪割草機剎車機構的創新設計及運用

萬立軍 張進 陳勇 張穎 何志強

摘要：電動四輪割草機剎車機構是決定切割刀片制動時間的決定因素，更是確保電動四輪割草機運行安全的基礎保障。本文將針對電動四輪割草機剎車機構的創新設計原理以及實驗驗證進行詳細分析，其目的是展現出電動四輪割草機剎車機構的運用效率。

關鍵詞：電動四輪割草機;剎車機構;創新設計

電動四輪割草機剎車機構是保障電動四輪割草機運行安全的重要基礎保障，在電動四輪割草機實際運行的過程中，要求切割裝置能夠在快速制動，以便于滿足割草的實際需求。但是由于切割刀片的快速運轉，往往容易產生安全隱患，為了避免因為切割裝置傷人的情況出現，國外針對電動四輪割草機剎車性能提出了明確的要求，便是“操作者的手移開控制操作按鈕或者手柄以后，電動四輪割草機必須要在3秒內剎車停止運轉”。但是在電動四輪割草機實際操作時，由于機器運行過程當中慣性較大，所以切割刀片在一般情況下需要5～7秒才能夠實現制動，相比國外要求來說，增加了安全隱患。縱觀當前我國不同電動四輪割草機生產廠家所使用的切割裝置制動模式是存在差異的。一般情況下，切割裝置制動模式有電磁增力離合器、轉差離合器、馬蹄抱箍離合器、電磁反向電路等形式來實現切割設備制動。但是縱觀前我國電動四輪割草機剎車機構來說，往往存在造價高、結構復雜、可靠性較差、裝配率較低等現象。本文所提及的電動四輪割草機的切割直徑為340mm，并且電動四輪割草機剎車結構創新采用了離心離合器方式，能夠在降低成本的基礎上，保障使用效率。

1 工作原理

在我國信息化和我國農業技術不斷發展的當下，電動四輪割草機的實際工作原理便是通過層層減速手段，實現剎車片與剎車環之間摩擦實現剎車功能【1】在實際運行電動四輪割草機時，應該詳細的分析四輪割草機的使用效率，在大帶輪通過軸承Ⅰ與軸承Ⅱ的基礎上，構建出一支以電動四輪割草機為主的串激電機，在此基礎上有效開展割草功能。在運行時，通過若剎車片離心力小于彈簧壓力時，強化剎車環之間便會接觸生成摩擦，直接導致速度降低直到停止的現象。并且電動四輪割的剎車摩擦材料一般都是使用金屬塊復合體，與剎車環接觸的一端是摩擦片，另一端是鐵塊。鐵塊作為重要的離心力，。鐵塊最為重要的作用便是產生較大的離心力，以便于促使剎車片能夠正常運轉保障四輪割草機剎車效率。

2 實驗驗證

結合國際的相關需求，需要針對四輪割草機剎車結構的效率進行試驗，以便于確保四輪割草機剎車效率，避免因為切割刀片造成安全隱患。在開展實驗的過程中，要求四輪割草機剎車在額定電壓下，進行剎車實驗【2】。通過調查，開展運作的45秒以后，并且停滯15秒，5000個循環，共耗時83個小時。在實際開展四輪割草機剎車實驗過程中，其系統記錄剎車時間并統計的時間為圖3。

結合圖3的曲線操作圖像可以看出，四輪割草機剎車的時間一般分布在1.5秒——2.1秒之間，能有效的將剎車時間把控在3秒內，切實有效的滿足了國際所要求的電動四輪割草機剎車機構性能要求。為了其實有效的避免電動四輪割草機在實際運行過程中，由于外在負載而導致的剎車片因離心力減少與剎車環脫節的現象，可以通過監視電動四輪割草機運行數據而測試是否存在潛在的安全隱患【3】。在多次試驗和監測過程當中，發現該電動四輪割草機并未出現失效的現象。與初始狀態對比，剎車片磨損量為0.3——0.5mm，剎車環磨損量為0.1——0.15mm，能夠有效的保障其實際運行的效率，發生意外安全隱患現象微乎其微。

3 應用推廣

本電動四輪割草機在實際運用的過程中，由于剎車片和剎車環產生摩擦，雖然會導致剎車環熱量過高，這一造成了剎車片和剎車環之間的磨損，降低了電動四輪割草機剎車機構的使用壽命。在設置電機排風通道之后，通過電耦法進行剎車環表面測試，所測得剎車環表面溫度直接從130攝氏度降低到70攝氏度，降低了剎車片和剎車環之間的磨損。為了增強電動四輪割草機運行效率，將原本切割直徑從340mm增加到400mm進行剎車效率驗證。剎車檢驗效果能夠保障在2.5秒之內，即使將切割直徑增加到400mm，其剎車效率也能夠得到保障，可以有效的增強本電動四輪割草機的使用效率，保障本電動四輪割草機的使用可靠性。

4 結語

總而言之，本文所述的創新型電動四輪割草機的剎車機構能夠有效的滿足當前世界基準要求。在實際進行設計的過程中，應該嚴謹的開展剎車時間測算，有效確保電動四輪割草機剎車結構的安全性。在實際開展運用的過程中，還需要在原有功能基礎上進行創新，保持進步和發展的眼光，促進我國機械設備的發展。

參考文獻：

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[3]徐紅，周天文，譚光宇，等.升降式電動全驅割草機的結構設計與主軸有限元分析[J]. 機械制造，2018，56（6）.