安培林 杨智锋 叶南海 李月明 杜永权

（1.太重（天津）滨海重型机械有限公司，天津 300457；2.湖南大学，长沙 410082）

本文详细介绍了矿井提升设备的盘式制动器的结构和工作原理，简单设计了其零部件如碟形弹簧等，完成盘式制动器的设计和强度校核。

1 盘式制动器的原理

盘式制动器的工作原理是靠油压松闸、靠盘形弹簧力制动，当压力油充入油缸时，推动活塞，带动筒体闸瓦移动，压缩盘形弹簧，闸瓦离开制动盘，呈松闸状态。当油缸内油压降低时，盘形弹簧就恢复其松闸状态时的压缩变形，靠弹簧力推动筒体闸瓦、带动活塞移动，使闸瓦压向制动盘产生制动力，达到制动的目的。

2 盘式制动器的结构设计与强度校核

假定参数：提升机电机输出转速1500r/min，输出功率75kW，提升机卷筒名义直径2m，钢绳实际最大静张力差△P=22kN。按三倍最大静力矩的要求，最大制动力矩的计算M2=6600N·m，根据M值经查《矿山提升机械设计》[1]，类比同类产品三倍静力矩为M2=184kN·m，对应的摩擦系数0.4，制动盘平均作用半径1.14m，每个制动器能产生的垂直作用力FN1=63kN，碟簧刚度k'=41kN/mm，最大工作油压6.0MPa。经核算，取四个即两对盘式制动器比较合适。

碟形弹簧的计算如下。

采用一系列碟形弹簧 D/d=2.0、D/σ=18、h0/σ=0.4，初算最大变形f=0.75h0，碟片数量nd=9，查《机械设计手册》[2]，刚度 k=4100N/mm，A=7.67×10-7mm2/N。

初算松闸时每个制动器弹簧的反力F2'，有：

其中 σ=6.393mm。

查《 机 械 设 计 手 册 》[2]， 选 用 σ=7mm、D=125mm、d=65.8mm、h0=2.6mm，参考pt=0.75h0=58740N，大于计算F2'=50570N，实际h0/σ=0.371、D/σ=17.85、D/d=1.899，查《机械设计手册》[2]，得a=7.42×10-7，并由此反算出碟片实际刚度和片数。

单片刚度为：

松闸时实际弹簧力为：

计算可知每片弹簧变形量为1.707mm，弹簧预紧力为41460N，预压变形量为1.484mm，需要碟片数目为nd=8.969，则9片弹簧比较合适。……