电梯制动器故障及其检验检测方法探究

电梯是高层建筑不可或缺的垂直交通工具,其安全性直接关乎公众生命安全问题。电梯制动器是电梯安全系统的关键组成部分,在紧急状况下承担着制停轿厢的职责。伴随电梯使用年限的增加及运行环境日益复杂,制动器故障时有发生,给电梯运行带来了潜在风险。通过探讨电梯制动器故障的类型、原因,探究相应的检验检测方法,以期为电梯行业的安全管理与维护提供参考。

电梯制动器控制线路失效事故调查分析

本文在针对一起典型的电梯制动器失效展开的详细深入的调查分析后,发现事故发生的主要原因是一个抱闸接触器的一组触头阻值增大,导致制动器开闸时闸瓦带闸磨损,从而引发制动力矩严重不足产生轿厢快速滑移。通过对这起制动器失效事故调查分析,有助于提高电梯维保质量以及今后类似事故的处理。

摩擦-消音片结构对盘式制动器尖叫噪声的影响研究

针对某汽车盘式制动器存在制动尖叫噪声问题,研究了不同倒角结构的摩擦片、不同阻尼层厚度的消音片,以及两者匹配对制动尖叫噪声的影响,并通过台架试验分别对研究得到的最佳匹配方案和原方案进行噪声测试。研究结果表明,5种不同倒角结构摩擦片中,对称结构的倒角优于不对称结构,不对称结构的倒角解决频率较为集中的单处噪声效果较好,其中,对称直倒角结构降噪效果最好,但易诱发新的噪声;消音片阻尼层厚度逐渐增大时尖叫噪声发生的倾向性呈现先减小后增大的趋势;摩擦片与消音片的合理匹配能有效改善尖叫噪声,对称倒角和不对称倒角结构的摩擦片分别匹配消音片时的降噪趋势相反,其中对称斜倒角结构的摩擦片与阻尼层厚度为0.28 mm的消音片匹配时降噪效果最好,噪声发生度比原方案降低了97.98%。

盘式制动器温度场的分析研究

针对制动器温度场的研究分析,建立额定起重量32 T的钳盘式制动器三维模型,同时在Workbench中添加制动器材料的各个参数,设置摩擦副间的接触关系,施加制动盘和制动衬片载荷、约束,对制动器制动过程产生的温度场进行仿真。使用LM算法建立包括时间、摩擦因数、制动压力、初始转速的多元非线性数学模型,通过Matlab进行回归分析。最终拟合结果和有限元仿真结果吻合,验证了起重机制动器温度模型的正确性。

不同参数下的摩托车制动器啸叫复特征值研究

摩托车制动器的啸叫问题经常困扰着驾驶员,影响驾驶舒适性和制动性能。采用有限元模拟方法对摩托车盘式制动器在不同制动压力、摩擦系数、转速和温度下的啸叫特征进行了复特征值分析,通过对比分析,探讨了不同条件对制动器啸叫特征的影响及其对驾驶舒适性的影响程度。

基于卡尔曼滤波的改进ADRC风电制动器控制策略研究

为了提高风电制动器的抗干扰能力和控制精度,在传统三闭环系统的基础上,提出改进自抗扰控制并融合卡尔曼滤波算法.在扩张状态观测器中引入速度跟踪情况,将传统的“大带宽、小误差”改进为“小带宽、小误差”,提高观测器的观测效率.在误差反馈控制率中引入新型指数趋近律的滑模控制,增强控制效果.在电流环中引入卡尔曼滤波算法,降低电流噪声.通过MATLAB/Simulink建立风电制动系统的数学模型,与传统自抗扰控制策略和PID控制策略进行对比分析.结果表明:改进后的控制策略提高了响应速度,降低了启动转矩和电流噪声;制动器在不同工况下均展现出来良好的控制效果和抗干扰能力,提升了系统的鲁棒性和动态性能.

极端状态下周盘式制动器热应力耦合特性

鼓式制动器在制动过程中,由于其密封的结构,制动鼓温度过高,热应力变大,散热较难。这些因素会对制动器的制动性能产生较大影响,从而影响汽车的安全行驶。针对一种新型的周盘式制动结构,分析其在极端状态下的热应力耦合特性。以外径193 mm周制动盘为例,采用有限元仿真与实验,得出温度场、应力场、最大位移量等参数对制动性能影响的一般规律。结果显示:周盘式制动器制动过程中最大温度为153.65℃,最大应力为92.644 MPa,最大变形量为4.5562 mm,相比同类尺寸的鼓式制动器的最高温度可以降低6%,最大应力可以降低23%和最大变形量可以减小8%,其综合性能指标明显优于鼓式制动器,具有较高的工程应用价值。

试验环境的盘式制动器NVH特性研究

文中采用多体动力学和声学边界元等数值方法,研究某盘式制动器试验条件下的NVH(Noise,Vibration,Harshness)特性。首先,建立试验环境的制动器刚柔耦合模型,从结构、激励源和传递路径3个方面分析制动NVH特性影响因素;然后,运用声学边界元法仿真得到制动振动辐射的噪声,并与台架试验结果进行比较。结果表明:制动盘第2~5阶轴向模态,支架第2~3阶轴向模态,以及制动钳和连接板第1阶轴向模态等模态固有频率与台架试验噪声频率较接近,可能引起共振而产生制动噪声;在不影响制动性能的前提下,改变制动盘与摩擦衬片阻尼系数能改善制动NVH特性;悬架螺旋弹簧下端振动大,减振器与衬套对振动具有显著衰减作用;由仿真声压级云图发现,制动盘与摩擦片接触部位声压级最大,且随频率增加呈先增后减趋势,与台架试验对应测点的噪声结果进行直接比较,两者趋势一致。

寒冷地区电液制动器的油液黏度-时间模型及制动特性研究

针对寒冷地区电液制动器制动力和制动力矩不足等导致水闸制动系统发生溜车问题,基于液压油Vogel黏温模型以及当地温度变化数据,构建了油液黏度随时间变化的黏度-时间模型,并基于该模型对电液制动器制动过程中油液流动特性进行了研究,然后对电液制动器制动性能进行了定量分析。结果表明:在制动过程中,电液制动器液压油压力主要分布在活塞底腔,且随着黏度增大而逐渐增大,当油液黏度为662.4 Pa·s时,压力达到1.455×10^(-3)MPa,电液制动器液压油在叶轮中心轴部位会出现涡流循环,其循环强度随着油液黏度的增加而逐渐增加;在给定工况下,该电液制动器的最小制动力为1098 N,最小制动力矩为274 N·m。而这一制动力矩已低于该电液制动器工作力矩范围,此时可以通过更换该月份黏度更小的液压油或增设预加热系统等措施来提高其制动力和制动力矩,从而实现正常制动。

多目标拓扑优化算法在液压制动器传热优化中的应用

为有效提升液压制动器的传热性能,基于多目标优化算法对风冷盘的厚度、风槽高度、肋片倾角和肋片数量等设计变量进行拓扑优化,实现制动盘温度峰值和质量的同步降低。采用PDE方程建立风冷盘传热模型,以负热流为边界条件,求解出恒压匀速制动工况下的二维瞬态温度场。基于ANSYS Workbech建立风冷盘的三维参数化传热模型,利用台架试验法验证温度场仿真结果。采用中心组合设计法得出设计变量与优化目标的离散样本,通过多元二次回归模型构建代理模型并进行误差校核。构建优化数学模型,将质量优化目标转换为边界条件,通过序列二次规划算法得出不同质量区间的解集。结合min-max标准化和加权归一方法,得出无量纲的指标测评值,实现优化目标的性价比评价。优化结果表明,风冷盘质量降低8.3%,温度峰值降低3.7%,传热效率明显提升,经济效益和社会效益显著。

基于永磁直驱用电磁制动器的设计与研究

针对永磁直驱用电磁制动器制动力大、体积大、发热严重等问题,通过场路结合的方法,简化求解电磁吸力,运用Ansys有限元软件对电磁制动器进行场域求解分析,研究电磁制动器结构尺寸、气隙、绕组匝数、高压吸合时间、低压保持电压等参数对其性能的影响,并设计了一台220 kN的电磁制动器,通过样机的试验验证了计算和分析的正确性。

MT5500卡车停车制动器工作原理及停车制动器保护罩的设计

为了解决MT5500矿用重型卡车停车制动器经过长时间使用,停车制动器后盖出现裂纹,存在安全隐患的问题,作者通过分析MT5500卡车停车制动器的工作原理,根据停车制动器的结构特点,结合MT5500停车制动器在使用过程中容易出现裂纹的位置,有针对性的设计制造了一款停车制动器保护罩,并成功进行实践运用,结果表明保护罩可以对MT5500停车制动器形成有效的防护,解决了停车制动器长期在高压作用下,可能导致停车制动器外壳损坏飞出,而造成的设备损坏和人员伤害,提高检修作业的安全系数。

双活塞风闸制动器在芭蕉河电厂改造中的运用

针对芭蕉河电厂单活塞制动器在使用过程中存在的问题和缺陷,提出了改造为双活塞的解决方案。双活塞风闸制动器具有角度自调式功能,可确保制动力的有效传递;增大制动器的缸径及活塞尺寸,提高了制动力及系统的整体可靠性;采用液压系统及气系统分开设计,使制动响应更为迅速,可确保安全性和稳定性。制动器的改造解决了机组在停机完成后制动器长期复归不到位,信号反馈不准确及机组不能再次自动开机等一系列安全隐患,为安全生产和经济效益提供了有力保障。

汽车制动器系统稳定性响应的不确定性和相关性分析

在制动噪声现象中,汽车制动器系统参数不可避免地存在着不确定性和相关性,使得系统响应亦可能同时存在一定的不确定性和相关性,针对该问题开展了制动器系统稳定性响应的不确定性和相关性分析研究。采用多椭球凸模型描述系统参数的不确定性和相关性,以不稳定模态阻尼比表征系统稳定性响应。将多椭球凸模型分别与蒙特卡罗仿真、一阶摄动法和二阶摄动法相结合,提出了三种系统稳定性响应的不确定性分析方法;结合蒙特卡罗仿真和一阶摄动法,分别提出了两种系统不确定响应的相关性分析方法;基于不确定性和相关性分析方法,提出了建立系统响应椭球域的组合方法。通过算例分析验证了方法的有效性。分析结果表明,所提出的方法可有效地求得系统稳定性响应的边界区间、相关系数和椭球域,并且该方法具有较高的计算精度和效率。

基于SSA-BP近似模型的湿式制动器带排转矩参数CSO智能优化

针对湿式制动器在非制动工况下功率损失的工程问题,考虑摩擦副间隙内部的润滑油对摩擦副带排转矩的影响,运用麻雀搜索算法-反向传播(Sparrow Search Algorithm-Back Propagation,SSABP)神经网络的强大非线性拟合能力,以制动器空载工况为输入量、带排转矩为输出量,建立了湿式制动器近似模型;与传统的BP模型对比,该模型预测精度明显提高,更能满足实际工程的需要;同时,为获取最小带排转矩,采用鸡群优化(Chicken Swarm Optimization,CSO)智能算法对工况参数进行搜索寻优,得到湿式制动器的最佳工况。经试验测试验证,与优化前相比,优化后摩擦副间的带排转矩和功率损失有着明显降低。研究为湿式制动器结构的进一步优化提供了理论基础和工程实践经验。

一种基于多目标优化的制动器底板轻量化设计方法研究

【目的】汽车轻量化技术是汽车节能减排的重要手段,加快汽车轻量化技术的发展具有重要现实意义。【方法】课题组以减小底板体积、保证疲劳寿命为优化目标,采用计算机辅助集成技术对制动器底板进行轻量化设计。首先,对底板进行有限元分析,确定轻量化设计的目标区域;其次,根据优化目标建立相应的CAD模型,使用局部应力应变法计算底板的疲劳寿命;最后,通过ISIGHT集成CATIA、ABAQUS和MATLAB对制动器底板进行轻量化设计。【结果】该轻量化方法可以同时对制动器底板上的多个目标尺寸进行优化,使其质量减少了9%,轻量化效果明显。【结论】该轻量化方法同样适用于其他机械零件,借助于该方法对汽车零部件进行轻量化设计有着非常重要的工程价值。

商用车电控机械制动器结构设计与制动性能验证

提出了商用车电控机械制动器(electro-mechanicalbrake,EMB)结构方案,对其进行了结构设计与参数匹配,并建立了EMB三维模型。为验证EMB制动性能,建立了机电耦合动力学模型,制定了制动夹紧力控制策略,并在输入为阶跃信号、斜坡信号和正弦信号时对EMB的动态响应特性进行了仿真分析。结果表明:在典型工况下,EMB响应过程中各项参数变化趋势与预期相符。

内外液流通道筒式磁流变制动器制动性能分析

针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,提出了一种具有内外液通道的筒式磁流变制动器;通过在缸筒和旋转套筒中增设非磁性器件,使得磁力线蜿蜒通过内外轴向液流通道的6段有效阻尼间隙,从而使该制动器在外形尺寸不变的前提下能产生较好的转矩性能;阐述了内外液流通道筒式磁流变制动器的结构和工作原理,并对有效阻尼间隙在磁场作用下的磁路进行分析;同时推导建立了制动转矩和温度场数学模型;基于COMSOL软件对磁流变制动器电磁场和温度场进行了仿真分析。由电磁场仿真可知,在外加电流为2.0 A、转速400 r/min时,制动转矩可达101.96 N·m,转矩动态可调范围由1.00增加至29.69;由温度场仿真可知,在多次紧急制动下最高温度为42.88℃,符合磁流变液正常工作范围。

遗传算法优化的双线圈磁流变制动器模糊PID控制

针对磁流变制动器制动力矩输出不稳定的问题,采用遗传算法优化后的模糊PID控制器对双线圈磁流变制动器进行力矩控制。基于Bingham模型建立了双线圈磁流变制动器的制动力矩数学模型,同时推导了磁流变制动器的动态模型。完成了双线圈磁流变制动器的制动力矩实验,当励磁电流为1.0 A时,磁流变制动器制动力矩最大值为4.8 N·m;采用最小二乘结构模型,开展了双线圈磁流变制动器传递函数的参数辨识;基于遗传算法和模糊PID控制,设计了双线圈磁流变制动器的遗传算法优化的模糊PID控制器;搭建了磁流变制动器控制实验平台,开展了磁流变制动器力矩控制实验研究。研究结果表明,相比于传统模糊PID控制,在基于遗传算法优化的模糊PID控制下,双线圈磁流变制动器能实现较好的力矩控制效果,制动力矩阶跃响应上升时间为0.63 s,超调量为4.17%,制动力矩跟踪误差在0.2 N·m以内,具有较快的响应速度、较小的超调量以及较小的力矩跟踪误差。

高速列车盘形制动器热-结构耦合方法研究

盘形制动器热负荷计算是高速列车制动盘研发设计的关键环节,其计算结果是列车运行参数配置的依据。开发合适的计算方法建立计算精度高、工况适用性广的热-结构耦合计算模型是盘形制动器热负荷计算的关键问题。针对动车组用轴装制动盘制动过程,充分考虑制动闸片和制动盘的几何特性、运动特性和载荷工况,提出位移梯度循环法,基于ABAQUS软件建立盘形制动器摩擦副三维瞬态传热有限元模型,运用位移梯度循环法推导出热流加载式,用以计算制动过程中产生的摩擦热流,解决摩擦作用沿制动盘周向差异造成的耦合结果偏差。运用位移梯度循环法对制动盘进行热-结构耦合分析,并将仿真结果与试验数据、现场调研成果进行对比,通过仿真与试验结果的峰值温度误差率、相关性系数等统计学指标及现场调研观测结果评定该模型的计算精度及工况适用性。研究结果表明:基于位移梯度循环法的热-结构耦合模型可有效模拟制动盘在制动过程中温度变化规律且具有良好的重复性与稳定性,结构场分析出的制动盘热裂纹失效易发位置与该型号制动盘装车运用情况相符。研究成果可有效模拟高速列车在制动时制动盘的热-结构耦合过程,尤其在大轴重下的持续制动或间隔制动工况下,制动时间越长,计算精度越高。