汽车是现代社会的标志之一,在给人们生活带来极大方便的同时,交通事故也造成了大量的人员伤亡和财产损失。而与汽车行车安全直接相关的就是汽车制动器,它是汽车制动系统中最重要的安全部件。根据试验场试验反馈,近期发现几例某桥厂制动器在试验过程中出现制动器摩擦片松动、脱落的故障,故障件如图1、图2所示。从故障图片及现场检查情况来看,发现其故障状态为:摩擦片铆钉孔被异常磨损至椭圆状态,且孔径异常变大至脱落,铆钉和摩擦片表面颜色也都出现了不同程度的灰黑状态。
鉴于摩擦片是制动器的关键零部件,对行车安全有重要的影响,因此,对制动器摩擦片脱落故障进行分析和优化改进具有非常重要的现实意义。
一、鼓式制动器基本结构及原理
某桥厂制动器采用气压驱动的领从蹄式鼓式制动器。目前,重型汽车多采用气压驱动的鼓式制动器,这类制动器一般采用凸轮张开装置,而且大都设计为领从蹄式。
某重型汽车的凸轮式鼓式制动器构造图见图3,现以此款制动器来说明鼓式制动器的构造与工作原理。由图3可见,这种鼓式制动器除采用凸轮作为张开装置外,其余部分结构与液压轮缸张开的鼓式制动器大体相同。制动器托架4是用10个螺栓8与转向节连接在一起。在制动蹄6的张开端装有辊子5,它与凸轮轴3相接触,通过衬套2把凸轮轴3装在托架4上,凸轮轴3的花键端装有制动器蹄片间隙调整装置(调整臂)1、间隙调整装置(调整臂)1的另一端与制动气室相连接。
制动时,有压缩空气充入制动气室,将连接叉向外推出,间隙调整装置(调整臂)1便通过花键带动凸轮轴3转动,轴上凸轮使制动蹄6压紧到制动鼓上而起制动作用。松开制动踏板,制动气室中的压缩空气则排出,在回位弹簧7的拉力作用下,制动蹄又回到原来位置。
用凸轮张开的鼓式制动器的制动蹄间隙调整装置不同于用轮缸张开的鼓式制动器的间隙调整装置,其基木原理是通过间隙调整装置(调整臂)1使凸轮相应转动一定角度来实现的。
二、故障原因分析
根据鼓式制动器的基本结构及工作原理,以及通过对故障件蹄铁总成的检测分析,得出可能的故障原因如下:
1.从故障件图1、图2可以看出,部分铆钉在蹄铁上出现松动,说明铆接后铆钉与蹄铁之间存在间隙,铆接强度不够;
2.个别铆钉拉伸变形,说明铆钉在制动过程中受到剪切力,从而发生变形以致摩擦片出现松动甚至脱落;
3.另从故障件可以看出,摩擦片最终破裂的主要原因是摩擦片受到较大的剪切力后挤压切断、破碎,说明摩擦片的抗冲击强度、内剪切强度不够。