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目前裝載機(jī)大都采用氣頂油制動(dòng)系統(tǒng)，通過控制氣制動(dòng)閥使制動(dòng)加力泵實(shí)現(xiàn)行車制動(dòng)。由于裝載機(jī)作業(yè)環(huán)境惡劣，作業(yè)時(shí)需要短時(shí)間內(nèi)頻繁進(jìn)、退制動(dòng)，造成氣制動(dòng)閥故障率較高。氣制動(dòng)閥主要故障形式是制動(dòng)失靈和漏氣，故障原因是空氣中的雜質(zhì)侵入閥體，造成密封件磨損或閥芯卡滯。為了避免雜質(zhì)侵入，提高氣制動(dòng)閥安全性、操縱性、可靠性，我們參照現(xiàn)有氣制動(dòng)閥結(jié)構(gòu)，對(duì)其潤滑、密封及過濾性能進(jìn)行了改進(jìn)。本文介紹改進(jìn)后新型氣制動(dòng)閥的組成、原理及結(jié)構(gòu)。
1.組成和工作原理
(1)組成
改進(jìn)后的新型氣制動(dòng)閥主要由腳踏板1、頂桿2、防塵罩3、刮塵油封4、上閥體5、導(dǎo)向環(huán)6、橡膠彈簧7、活塞8、閥芯9、下回位彈簧10,呼吸閥11、上回位彈簧12、出氣腔濾網(wǎng)13、下閥體14、活塞密封件14、閥體密封件15、排氣口濾網(wǎng)16等組成，如圖1所示。
(2)原理
氣制動(dòng)閥進(jìn)氣口連接氣源，出氣口連接加力泵，當(dāng)駕駛員踩下腳踏板1時(shí)，腳踏板下壓頂桿2，使頂桿2向下移動(dòng)，頂桿2通過橡膠彈簧7推動(dòng)活塞8向下移動(dòng)，活塞8向下移動(dòng)時(shí)，將閥芯9與下閥體14密封帶脫離，此時(shí)進(jìn)氣口和出氣口相連，氣體進(jìn)入制動(dòng)加力泵，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。
當(dāng)駕駛員抬起腳踏板時(shí)，閥芯9在下回位彈簧10作用下向上推動(dòng)活塞8，使閥芯9和下閥體14密封帶密封，并使進(jìn)氣口和出氣口連通處斷開，此時(shí)出氣口的氣體通過閥芯9中間排氣口排到大氣中，活塞8在上回位彈簧12作用下，向上移動(dòng)，通過橡膠彈簧7使頂桿2、腳踏板1回到原始位置，從而解除制動(dòng)。
2.結(jié)構(gòu)
(1)腳踏板
我們?cè)谠O(shè)計(jì)腳踏板尺寸時(shí)，使其符合亞洲人的腳形、尺寸和用力特點(diǎn)，腳踏板接觸面設(shè)有硫化橡膠層，其表面設(shè)有凸凹形花紋，具有防滑、防銹、防卡等作用。腳踏板的鉸接點(diǎn)通過銷軸與上閥體鉸接，腳踏板踩下時(shí)通過滾輪壓迫頂桿，滾輪與頂桿接觸面內(nèi)設(shè)儲(chǔ)油槽，槽內(nèi)涂敷潤滑脂，保障滾輪與頂桿接觸可靠、動(dòng)作靈活。
(2)上閥體
上閥體材質(zhì)為鋁合金，用于將氣制動(dòng)閥安裝在駕駛室底板上，上閥體頂桿的通孔內(nèi)設(shè)置上、下導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向環(huán)選擇具有潤滑功能的聚四氟乙烯材料制成，在2個(gè)導(dǎo)向環(huán)中間設(shè)置儲(chǔ)油槽，頂桿處設(shè)置刮塵油封，在頂桿和安裝板之間設(shè)置防塵罩，防止灰塵進(jìn)入上閥體與頂桿的間隙內(nèi)，保障頂桿動(dòng)作順暢靈活。
(3)活塞
活塞材質(zhì)為鋁合金，活塞與閥芯的密封部位設(shè)置橡膠密封件。橡膠密封件采用硫化處理，使橡膠貼附在密封面上。橡膠密封件的密封面延續(xù)到活塞外圓上，使橡膠貼合牢固。該橡膠密封件較硬，并采用上懸唇形密封結(jié)構(gòu)，唇形密封凸出于金屬外圓，不易粘連雜質(zhì)，具有自動(dòng)清潔作用�；钊Y(jié)構(gòu)如圖2所示。
(4)閥芯
閥芯的材質(zhì)為黃銅，采用“T”形結(jié)構(gòu)，上部為平臺(tái)，該平臺(tái)為密封面，密封面上端與閥體上的密封唇密封。閥芯的下部是活塞桿，設(shè)置在底座中心孔內(nèi)且形成密封，密封面光潔度為鏡面，即能提高密封性，又不易粘連雜質(zhì)，且具備自動(dòng)清潔功能。閥芯結(jié)構(gòu)如圖3所示。
(5)底座
底座的材質(zhì)為鋁合金，底座套裝在閥芯外面，采用精密配合，內(nèi)腔光潔度為鏡面，底座上部設(shè)置蓄油槽，用于保證密封圈的潤滑及閥芯移動(dòng)順暢。蓄油槽上面的防塵圈與閥芯為過盈配合，以防止?jié)櫥魇А５鬃亩ㄎ幻媾c內(nèi)腔呈90°直角，以保障底座與閥芯的同軸度。對(duì)底座采取的以上措施，人大減少雜質(zhì)的進(jìn)入閥芯，避免了閥芯卡滯，提高了密封性。底座結(jié)構(gòu)如圖4所示。
(6)下閥體
下閥體材質(zhì)為鋁合金，結(jié)構(gòu)分為上腔和下腔兩部分。上腔配裝活塞總成、上回位彈簧、濾網(wǎng)，上腔配裝閥芯、底座、下回位彈簧、過濾網(wǎng)，上腔和下腔保持同軸度，以保證活塞運(yùn)動(dòng)靈活。下閥體結(jié)構(gòu)如圖5所示。
下閥體上腔的出氣口及下腔的進(jìn)氣口各增加1個(gè)過濾網(wǎng)，上腔的出氣腔濾網(wǎng)為塑料一骨架的精濾網(wǎng)，下腔的進(jìn)氣腔濾網(wǎng)為不銹鋼骨架的粗濾網(wǎng)。設(shè)置濾網(wǎng)可有效防止壓縮機(jī)空氣濾芯失效后空氣中雜質(zhì)以及儲(chǔ)氣罐、管路銹蝕產(chǎn)生的雜質(zhì)進(jìn)入氣制動(dòng)閥，從而提高密封性，減少閥芯卡滯，保證內(nèi)部各部件密封可靠性和動(dòng)作靈活。
3.使用效果
我們采用氣流運(yùn)動(dòng)模式，對(duì)新型氣制動(dòng)閥各部零件的導(dǎo)向、潤滑、定位性能進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分保障各零部件動(dòng)作可靠，有效防止卡滯，提高了氣制動(dòng)閥安全性、有效性、可靠性。新型氣制動(dòng)閥閥體外部結(jié)構(gòu)和尺寸與現(xiàn)有氣制動(dòng)閥相同，可以直接與現(xiàn)有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)互換。
新型氣制動(dòng)閥經(jīng)過試驗(yàn)臺(tái)30萬次粉塵環(huán)境試驗(yàn)，又經(jīng)過200臺(tái)裝載機(jī)裝機(jī)試驗(yàn)，均末發(fā)生故障。目前新型氣制動(dòng)閥已批量裝機(jī)，制動(dòng)系統(tǒng)故障率下降了60%，取得了良好的使用效果。
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