電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)及運(yùn)用

萬立軍 張進(jìn) 陳勇 張穎 何志強(qiáng)

摘要：電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)是決定切割刀片制動(dòng)時(shí)間的決定因素，更是確保電動(dòng)四輪割草機(jī)運(yùn)行安全的基礎(chǔ)保障。本文將針對電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)原理以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行詳細(xì)分析，其目的是展現(xiàn)出電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)的運(yùn)用效率。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)四輪割草機(jī);剎車機(jī)構(gòu);創(chuàng)新設(shè)計(jì)

電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)是保障電動(dòng)四輪割草機(jī)運(yùn)行安全的重要基礎(chǔ)保障，在電動(dòng)四輪割草機(jī)實(shí)際運(yùn)行的過程中，要求切割裝置能夠在快速制動(dòng)，以便于滿足割草的實(shí)際需求。但是由于切割刀片的快速運(yùn)轉(zhuǎn)，往往容易產(chǎn)生安全隱患，為了避免因?yàn)榍懈钛b置傷人的情況出現(xiàn)，國外針對電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車性能提出了明確的要求，便是“操作者的手移開控制操作按鈕或者手柄以后，電動(dòng)四輪割草機(jī)必須要在3秒內(nèi)剎車停止運(yùn)轉(zhuǎn)”。但是在電動(dòng)四輪割草機(jī)實(shí)際操作時(shí)，由于機(jī)器運(yùn)行過程當(dāng)中慣性較大，所以切割刀片在一般情況下需要5～7秒才能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)，相比國外要求來說，增加了安全隱患。縱觀當(dāng)前我國不同電動(dòng)四輪割草機(jī)生產(chǎn)廠家所使用的切割裝置制動(dòng)模式是存在差異的。一般情況下，切割裝置制動(dòng)模式有電磁增力離合器、轉(zhuǎn)差離合器、馬蹄抱箍離合器、電磁反向電路等形式來實(shí)現(xiàn)切割設(shè)備制動(dòng)。但是縱觀前我國電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)來說，往往存在造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性較差、裝配率較低等現(xiàn)象。本文所提及的電動(dòng)四輪割草機(jī)的切割直徑為340mm，并且電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車結(jié)構(gòu)創(chuàng)新采用了離心離合器方式，能夠在降低成本的基礎(chǔ)上，保障使用效率。

1 工作原理

在我國信息化和我國農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，電動(dòng)四輪割草機(jī)的實(shí)際工作原理便是通過層層減速手段，實(shí)現(xiàn)剎車片與剎車環(huán)之間摩擦實(shí)現(xiàn)剎車功能【1】在實(shí)際運(yùn)行電動(dòng)四輪割草機(jī)時(shí)，應(yīng)該詳細(xì)的分析四輪割草機(jī)的使用效率，在大帶輪通過軸承Ⅰ與軸承Ⅱ的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出一支以電動(dòng)四輪割草機(jī)為主的串激電機(jī)，在此基礎(chǔ)上有效開展割草功能。在運(yùn)行時(shí)，通過若剎車片離心力小于彈簧壓力時(shí)，強(qiáng)化剎車環(huán)之間便會(huì)接觸生成摩擦，直接導(dǎo)致速度降低直到停止的現(xiàn)象。并且電動(dòng)四輪割的剎車摩擦材料一般都是使用金屬塊復(fù)合體，與剎車環(huán)接觸的一端是摩擦片，另一端是鐵塊。鐵塊作為重要的離心力，。鐵塊最為重要的作用便是產(chǎn)生較大的離心力，以便于促使剎車片能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)保障四輪割草機(jī)剎車效率。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

結(jié)合國際的相關(guān)需求，需要針對四輪割草機(jī)剎車結(jié)構(gòu)的效率進(jìn)行試驗(yàn)，以便于確保四輪割草機(jī)剎車效率，避免因?yàn)榍懈畹镀斐砂踩[患。在開展實(shí)驗(yàn)的過程中，要求四輪割草機(jī)剎車在額定電壓下，進(jìn)行剎車實(shí)驗(yàn)【2】。通過調(diào)查，開展運(yùn)作的45秒以后，并且停滯15秒，5000個(gè)循環(huán)，共耗時(shí)83個(gè)小時(shí)。在實(shí)際開展四輪割草機(jī)剎車實(shí)驗(yàn)過程中，其系統(tǒng)記錄剎車時(shí)間并統(tǒng)計(jì)的時(shí)間為圖3。

結(jié)合圖3的曲線操作圖像可以看出，四輪割草機(jī)剎車的時(shí)間一般分布在1.5秒——2.1秒之間，能有效的將剎車時(shí)間把控在3秒內(nèi)，切實(shí)有效的滿足了國際所要求的電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)性能要求。為了其實(shí)有效的避免電動(dòng)四輪割草機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于外在負(fù)載而導(dǎo)致的剎車片因離心力減少與剎車環(huán)脫節(jié)的現(xiàn)象，可以通過監(jiān)視電動(dòng)四輪割草機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)而測試是否存在潛在的安全隱患【3】。在多次試驗(yàn)和監(jiān)測過程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)該電動(dòng)四輪割草機(jī)并未出現(xiàn)失效的現(xiàn)象。與初始狀態(tài)對比，剎車片磨損量為0.3——0.5mm，剎車環(huán)磨損量為0.1——0.15mm，能夠有效的保障其實(shí)際運(yùn)行的效率，發(fā)生意外安全隱患現(xiàn)象微乎其微。

3 應(yīng)用推廣

本電動(dòng)四輪割草機(jī)在實(shí)際運(yùn)用的過程中，由于剎車片和剎車環(huán)產(chǎn)生摩擦，雖然會(huì)導(dǎo)致剎車環(huán)熱量過高，這一造成了剎車片和剎車環(huán)之間的磨損，降低了電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車機(jī)構(gòu)的使用壽命。在設(shè)置電機(jī)排風(fēng)通道之后，通過電耦法進(jìn)行剎車環(huán)表面測試，所測得剎車環(huán)表面溫度直接從130攝氏度降低到70攝氏度，降低了剎車片和剎車環(huán)之間的磨損。為了增強(qiáng)電動(dòng)四輪割草機(jī)運(yùn)行效率，將原本切割直徑從340mm增加到400mm進(jìn)行剎車效率驗(yàn)證。剎車檢驗(yàn)效果能夠保障在2.5秒之內(nèi)，即使將切割直徑增加到400mm，其剎車效率也能夠得到保障，可以有效的增強(qiáng)本電動(dòng)四輪割草機(jī)的使用效率，保障本電動(dòng)四輪割草機(jī)的使用可靠性。

4 結(jié)語

總而言之，本文所述的創(chuàng)新型電動(dòng)四輪割草機(jī)的剎車機(jī)構(gòu)能夠有效的滿足當(dāng)前世界基準(zhǔn)要求。在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_展剎車時(shí)間測算，有效確保電動(dòng)四輪割草機(jī)剎車結(jié)構(gòu)的安全性。在實(shí)際開展運(yùn)用的過程中，還需要在原有功能基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，保持進(jìn)步和發(fā)展的眼光，促進(jìn)我國機(jī)械設(shè)備的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]戚文梁.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018， 26（24）：42-43.

[2]李文飛，陳再良，趙亞平，等.電動(dòng)四輪割草機(jī)刀片制動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)（工科版），2012，32（2）：52-55.

[3]徐紅，周天文，譚光宇，等.升降式電動(dòng)全驅(qū)割草機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與主軸有限元分析[J]. 機(jī)械制造，2018，56（6）.