1.存在問題
2015年10月后有用戶反饋,我廠某型4.5t叉車制動器多次出現(xiàn)摩擦片脫落、制動蹄鐵開裂現(xiàn)象,其損壞情況如圖1所示。

為此我們要求制動器供應(yīng)商采取以下措施:一是改善摩擦片粘接強度,避免摩擦片脫落;二是在制動蹄鐵的圓弧板與支撐板處加焊加強筋,以提高制動蹄鐵的強度。
雖然該方法取得一定的效果,但焊接加強筋后,圓弧板焊接變形較大,反而影響摩擦片的粘接強度。總體看,該方案改進效果不夠理想。
2.原因分析
該4.5t叉車制動器參考日本TCM叉車圖紙經(jīng)國產(chǎn)化后設(shè)計而成,為鼓式制動器,分別由液壓式腳制動和鋼索式手制動控制。制動蹄鐵上端設(shè)有腳制動分泵,下端設(shè)有手制動鋼索拉動的拉桿。制動蹄的寬度為65mm、摩擦片的寬度為63mm,單個制動器的制動力矩為5640N· m,摩擦片粘接強度設(shè)計值為3MPa。
為了確定制動器需采用多大的強度才能滿足使用要求,我們收集了我廠生產(chǎn)的1~10t叉車制動器摩擦片、制動蹄鐵弧形鋼板及筋板尺寸,對比結(jié)果如附表所示。

從附表可以看出,相鄰噸位叉車噸位之比約為1.4,如2.5t叉車與1.8t叉車噸位之比為1.39、10t叉車與7t叉車噸位之比為1.43。隨著叉車噸位增加,制動器摩擦片表面積相應(yīng)增加,增加的比例也近似為1.4,如2.5t叉車摩擦片表面積為185.5cm2、 1.8t叉車摩擦片面積為129.3 cm2,兩者之比為1.4。只有4.5t叉車制動器摩擦片面積198.9 cm2與3t叉車制動器摩擦片面積244 cm2之比為0.8,該值甚至小于1。特別是4.5t比3t叉車制動器制動蹄窄12.5mm。
由此可見,4.5t叉車制動器摩擦片面積較小,制動蹄較窄,造成制動蹄強度較低、摩擦片粘接強度不夠,導(dǎo)致制動蹄鐵制動時因受力產(chǎn)生變形和開裂、摩擦片因反復(fù)折彎產(chǎn)生疲勞斷裂及脫落等問題。
3.改進方法
針對4.5t叉車制動器損壞情況和原因分析,我們在原4.5t制動器的基礎(chǔ)上進行了改進。
(1)加寬制動蹄
我們在4.5t叉車輪惘卒間允許范圍內(nèi),將制動蹄加冤25mm,使其寬度由65mm增加到90mm,摩擦片也相應(yīng)加寬25mm。改進前與改進后的制動蹄對比如圖2所示。加寬制動蹄后,制動鼓、制動器底板、制動分泵、制動鋼索、壓簧拉桿、制動油管等也做了相應(yīng)改動,以使其與改進后的制動蹄相匹配。

制動蹄加寬后,單個制動摩擦片表面積從19890mm2增加到27780 mm2,摩擦面積增加39.7%、4~5t叉車與3~3.5t叉車制動器摩擦片面積比值為1.14,這樣該比值與叉車噸位基本符合。摩擦面積增加后磨損量將下降,使用壽命會大大提高。
摩擦面積增加后制動剪切力從0.95MPa減少到0.68MPa、剪切力減少了 0.27MPa、摩擦片的受力狀況得到明顯改善。