电动四轮割草机刹车机构的创新设计及运用

万立军 张进 陈勇 张颖 何志强

摘要：电动四轮割草机刹车机构是决定切割刀片制动时间的决定因素，更是确保电动四轮割草机运行安全的基础保障。本文将针对电动四轮割草机刹车机构的创新设计原理以及实验验证进行详细分析，其目的是展现出电动四轮割草机刹车机构的运用效率。

关键词：电动四轮割草机;刹车机构;创新设计

电动四轮割草机刹车机构是保障电动四轮割草机运行安全的重要基础保障，在电动四轮割草机实际运行的过程中，要求切割装置能够在快速制动，以便于满足割草的实际需求。但是由于切割刀片的快速运转，往往容易产生安全隐患，为了避免因为切割装置伤人的情况出现，国外针对电动四轮割草机刹车性能提出了明确的要求，便是“操作者的手移开控制操作按钮或者手柄以后，电动四轮割草机必须要在3秒内刹车停止运转”。但是在电动四轮割草机实际操作时，由于机器运行过程当中惯性较大，所以切割刀片在一般情况下需要5～7秒才能够实现制动，相比国外要求来说，增加了安全隐患。纵观当前我国不同电动四轮割草机生产厂家所使用的切割装置制动模式是存在差异的。一般情况下，切割装置制动模式有电磁增力离合器、转差离合器、马蹄抱箍离合器、电磁反向电路等形式来实现切割设备制动。但是纵观前我国电动四轮割草机刹车机构来说，往往存在造价高、结构复杂、可靠性较差、装配率较低等现象。本文所提及的电动四轮割草机的切割直径为340mm，并且电动四轮割草机刹车结构创新采用了离心离合器方式，能够在降低成本的基础上，保障使用效率。

1 工作原理

在我国信息化和我国农业技术不断发展的当下，电动四轮割草机的实际工作原理便是通过层层减速手段，实现刹车片与刹车环之间摩擦实现刹车功能【1】在实际运行电动四轮割草机时，应该详细的分析四轮割草机的使用效率，在大带轮通过轴承Ⅰ与轴承Ⅱ的基础上，构建出一支以电动四轮割草机为主的串激电机，在此基础上有效开展割草功能。在运行时，通过若刹车片离心力小于弹簧压力时，强化刹车环之间便会接触生成摩擦，直接導致速度降低直到停止的现象。并且电动四轮割的刹车摩擦材料一般都是使用金属块复合体，与刹车环接触的一端是摩擦片，另一端是铁块。铁块作为重要的离心力，。铁块最为重要的作用便是产生较大的离心力，以便于促使刹车片能够正常运转保障四轮割草机刹车效率。

2 实验验证

结合国际的相关需求，需要针对四轮割草机刹车结构的效率进行试验，以便于确保四轮割草机刹车效率，避免因为切割刀片造成安全隐患。在开展实验的过程中，要求四轮割草机刹车在额定电压下，进行刹车实验【2】。通过调查，开展运作的45秒以后，并且停滞15秒，5000个循环，共耗时83个小时。在实际开展四轮割草机刹车实验过程中，其系统记录刹车时间并统计的时间为图3。

结合图3的曲线操作图像可以看出，四轮割草机刹车的时间一般分布在1.5秒——2.1秒之间，能有效的将刹车时间把控在3秒内，切实有效的满足了国际所要求的电动四轮割草机刹车机构性能要求。为了其实有效的避免电动四轮割草机在实际运行过程中，由于外在负载而导致的刹车片因离心力减少与刹车环脱节的现象，可以通过监视电动四轮割草机运行数据而测试是否存在潜在的安全隐患【3】。在多次试验和监测过程当中，发现该电动四轮割草机并未出现失效的现象。与初始状态对比，刹车片磨损量为0.3——0.5mm，刹车环磨损量为0.1——0.15mm，能够有效的保障其实际运行的效率，发生意外安全隐患现象微乎其微。

3 应用推广

本电动四轮割草机在实际运用的过程中，由于刹车片和刹车环产生摩擦，虽然会导致刹车环热量过高，这一造成了刹车片和刹车环之间的磨损，降低了电动四轮割草机刹车机构的使用寿命。在设置电机排风通道之后，通过电耦法进行刹车环表面测试，所测得刹车环表面温度直接从130摄氏度降低到70摄氏度，降低了刹车片和刹车环之间的磨损。为了增强电动四轮割草机运行效率，将原本切割直径从340mm增加到400mm进行刹车效率验证。刹车检验效果能够保障在2.5秒之内，即使将切割直径增加到400mm，其刹车效率也能够得到保障，可以有效的增强本电动四轮割草机的使用效率，保障本电动四轮割草机的使用可靠性。

4 结语

总而言之，本文所述的创新型电动四轮割草机的刹车机构能够有效的满足当前世界基准要求。在实际进行设计的过程中，应该严谨的开展刹车时间测算，有效确保电动四轮割草机刹车结构的安全性。在实际开展运用的过程中，还需要在原有功能基础上进行创新，保持进步和发展的眼光，促进我国机械设备的发展。

参考文献：

[1]戚文梁.机械结构设计中的创新设计应用研究[J].科技经济导刊，2018， 26（24）：42-43.

[2]李文飞，陈再良，赵亚平，等.电动四轮割草机刀片制动机构的设计研究[J].苏州大学学报（工科版），2012，32（2）：52-55.

[3]徐红，周天文，谭光宇，等.升降式电动全驱割草机的结构设计与主轴有限元分析[J]. 机械制造，2018，56（6）.