10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.17.063
50吨矿用自卸车制动系统的设计
张玉印，王玉，殷永博，时元腾，陈玉鹏，张坤*
（山东华宇工学院 汽车工程学院，山东 德州 253034）
摘 要：矿用自卸车工作环境恶劣，路况较差，时常面临下长坡的危险工况，可靠、稳定的制动系统设计对于行车安全至关重要。文章根据矿用自卸车的整车参数和制动性能要求，对制动系统进行了参数计算，对各部件进行了设计和选型，保障了矿用自卸车在复杂工况下的制动性能。 关键词：矿用自卸车；制动系统；参数计算；设计
中图分类号：U463.5 文献标志码：A 文章编号：1671-7988(2019)17-173-03
*
Design of braking system for 50 ton mine dump truck*
Zhang Yuyin, Wang Yu, Yin Yongbo, Shi Yuanteng, Chen Yupeng, Zhang Kun*
( Department of Automotive Engineering, Shandong Huayu University of Technology, Shandong Dezhou 253034 ) Abstract: Because the working environment of mine dump truck is bad, the slope is big, the slope Road is long, the impact load is frequent, so the reliable and stable braking system is very important for driving safety. According to the whole vehicle parameters and braking performance requirements of the mine dump truck, the parameters of the braking system are calculated, and the components are designed and selected to ensure the braking performance of the mine dump truck under complex working conditions.
Keywords: Mine dump truck; Braking system; Parameter calculation; Design CLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)17-173-03
低，但由于工作环境之恶劣，所以车辆的安全问题非常重要。
引言
矿山产业对国家经济建设提供了重要的支撑，从建国至2014年，我国煤炭资源的消费量增长了90倍，粗钢的消费增加了1240倍，铝消费量增长了6000倍。由此可看出，矿山产业对于中华民族的伟大复兴和我国的现代化建设做出了历史性的贡献，更对我国人民生活水平的提高和经济的飞速发展起到了重要作用。
矿用自卸车承担着运输与开采的任务，虽然行驶车速较
作者简介：张玉印（1997.3-），男，山东省聊城市人，山东华宇工学院汽车工程学院学生。通信作者：张坤（1984.4-），男，山东省聊城市人，高级工程师，工学硕士，就职于山东华宇工学院汽车工程学院。基金项目：2018年国家级大学生创新创业训练计划项目（201813857020）。
随着矿山开采深度的增加，规模的扩大，矿车经常需要满载上下坡，矿用自卸车的各系统长时间处于高负荷运行状态，并且下长坡时需要长时间连续制动，车辆制动性能不但会影响生产效率，而且还会对人身及车辆安全造成严重威胁，良好的制动性能是矿用自卸车安全行驶的重要保障。本文对该50吨矿车制动系统的研究有利于改善整车制动系统的性能、提升整车制动时的安全性以及方向稳定性。本文对该矿车制动系统的设计方法也为其他矿车制动系统的设计提供了思路，具有很强的借鉴意义。
1 整车技术参数
本文研究的50吨矿用自卸车整车参数如表1所示。 燃油箱、散热器、空滤器、传动轴等各部件的质量及其
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汽车实用技术
距前桥的距离如表2所示。设前桥中心线中点的位置为原点，M—各部件的质量总和。
以原点为中心，设靠近车尾的方向为正，靠近车头的方向为负，以此建立坐标轴。
表1 50吨矿用自卸车整车参数
表2 50吨矿用自卸车质量分布
由于矿用自卸车空载制动时，质心位置变化不大，而满载制动时质心位置变化较大[1]
，故本文只对该矿车满载的情况进行研究。当车辆满载时，将表2中各部件的质量及其与前桥的距离代入下式可得质心距离前桥的距离。
（1）式中：a—满载时质心距离前轴的距离；
mn—各部件的质量； ln—各部件与前桥的距离；
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该50吨矿用自卸车中、后桥采用平衡悬架装置，中、后桥载荷相同，故把6×4力学模型等效为4×2力学模型[2]
。如图1，该矿用自卸车一二轴的轴距为3.615m，二三轴的轴距为1.5m。故满载时，质心至中、后桥平衡悬架中心线的距离。
（2）
图1
2 最大制动力矩的计算
在制动时前、后车轮同时抱死拖滑，可以避免跑偏、侧滑等现象的发生，有利于提高车辆对附着条件的利用程度，提高车辆的方向稳定性[3]
。由于该矿车未安装ABS防抱死系统，因此前、后轮同时抱死拖滑是最理想的情况。为保证制动时后桥和前桥车轮同时抱死滑移[4]
，前轮制动器产生的最大制动力矩：
（3）
式中：G—车辆重量；
rk—车轮滚动半径，rk=0.665m； φ—路面附着系数，φ=0.5；
L—前桥至中、后桥平衡悬架中心轴线的距离。 后轮产生的最大制动力矩。
（4）
式中：Mμ2max—后桥最大制动力矩。
3 制动器制动力矩计算及部件选型
本矿用自卸车采用30/30制动气室型号，其参数如表3所示。
在制动气压为0.8MPa时，推杆力：
（5）
式中：P—制动压力；
S—制动盘和摩擦片的接触面积
张玉印 等：50吨矿用自卸车制动系统的设计
表3 制动气室主要参数
的最大制动力矩、制动器制动力矩等来选型结果如表4所示。
表4 制动系统部件的选型
参考文献
根据《GBT 21152—2007 土方机械轮胎式机器制动系统的性能要求和实验方法》的制动标准，并保证制动性能的恒定性，储气筒容积应为240L，根据整车布置前桥可选用2个容积为60L的储气筒,后桥可选用一个40L、一个80L的储气筒。
[5]
[1] 余志生.汽车理论[M].第5版.北京:机械工业出版社,2013:89-118. [2] 周福庚,王俊伟,赵刚.6×4重型自卸车的制动性能分析[J].专用汽
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学,2013.
[4] 张春昱,李红.煤矿自卸车制动器制动性能计算机仿真分析[J].煤
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[5] GBT 21152-2007,土方机械轮胎式机器制动系统的性能要求和实
验方法[S].2007.
4 结论
本文通过50吨矿用自卸车的整体参数来计算制动系统
（上接第142页）
通信恢复等，达到救援与通信结合的效果。
5 结论
本文重点探讨现有常规救援车满足救援设备装载的基本功能外，如何提升车辆深入灾区深处的能力。通过高机动底盘的选用、推铲以及渡板的集成，储备了进入破坏路面的能力以备灾时响应。
同时重点阐述了凭借更新的高科技手段进行灾情侦查、
参考文献
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