轮式凿岩台车驻车制动系统的改进

张 镇，张凤生

（辽宁 沈阳 110001）

1 试制中驻车系统出现的问题及对驻车系统的一般要求

轮式凿岩台车一般由底盘车架、平动钻臂及推进器三大部分组成。底盘车架部分实现台车行走转场，并在钻孔作业时为整机提供稳定支撑。此外，台车必须具有可靠的行车制动及驻车制动能力。

现有一台自重21t采用手动驻车制动器的轮式凿岩台车，在试制过程中发现在坡道上不能实现可靠驻车，当台车处于10°左右的坡道上产生溜车现象。参考国内外同类及类似产品，一般要求驻车制动系统应满足：在14°坡道上稳定驻车。

2 驻车能力不足的理论分析及计算

已知轮式台车的整机质量G为21T，轮胎滚动半径R为585mm,驱动桥减速比i为20.26，停车制动器位于变速箱前法兰上，手动式驻车制动。

要求在坡度为α=14°的坡道上稳定驻车，整机的受力如图所示。

图1 坡道上台车受力图

坡道上停车时，车轮所需的制动力矩为

式中G整机满载时重，N；

α坡道角度，（°）；

G·sinα下滑力，N；

f滚动摩擦系数，取f=0.03；

f·G·cosα滚动阻力，N ；

R轮胎滚动半径，m。

变速箱上制动力矩为

初始设计采用手动软轴控制制动器，无法提供足够的拉力，所以无法满足制动要求。

3 提高驻车能力的改进方案及具体实现手段

需要如此大的制动力，人力手动软轴无法满足要求，需采用动力制动系统来实现，实现方式有两种，具体方式如下。

3.1 断气刹式驻车制动系统原理及优缺点

断气刹式驻车制动系统组成如下，工作原理为：安装于发动机上的空压机提供压缩空气，压缩空气经油水分离组合阀后进入储气筒。

当发动机启动后，驾驶员操作手控制动阀时，压缩空气进入驻车制动室，推动制动室内活塞移动抵消弹簧压力，此时驻车制动器解除制动。

断气刹式制动系统，其主要优点是操纵轻便、工作可靠、不易出现故障、维修保养方便[2]。此外，因为制动气室为弹簧力制动，压缩空气松闸，驻车更为安全可靠。主要缺点是增加空气压缩机、储气筒、驻车制动室、手控操纵阀等装置，使结构复杂、笨重、成本高，管路中压力的建立及移除都较慢。此外，针对台车而言，增加断气刹系统稍显复杂、空间有限。

图2 断气刹驻车制动系统图

3.2 钳盘式液压制动系统原理及优缺点

钳盘式液压制动系统原理如图2所示，系统由制动盘、驻车制动器、压力开关、电磁阀、冲液阀、优先阀、安全阀、齿轮泵及控制继电器、按钮开关等部分组成。制动钳盘为弹簧制动，液压松闸。当发动机启动后，位于驾驶室仪表盘上的驻车制动指示灯亮。按下开关，则电磁阀得电，压力油进入驻车制动器，在压力油作用下解除驻车制动，并且驻车指示灯熄灭。

钳盘式液压驻车制动系统，相对于断气刹驻车系统，系统更加简单，只需要在原行车制动系统上增加制动盘、制动器、压力开关等零部件即可，改动较小，与原系统集成性更好；安全性、可靠性更高，位于驾驶室内的指示灯，直观可靠的显示当前驻车制动器状态，避免驻车制动尚未解除，而进行行车操作；与断气刹系统对比，总成本增加幅度小；此外，整个系统采用电气开关控制，有利于减轻劳动强度。

图3 液压制动系统原理图

4 结论

（1）大吨位凿岩台车，应核算驻车制动所需力矩，采用手动式制动器很可能无法安全驻车。

（2）与断气刹驻车系统比较，钳盘式液压驻车制动系统更为优秀，更适合应用于凿岩台车。