制動器是什么（制動器分類、選擇及摩擦片材料詳解）

制動器是用于機構或機器減速或使其停止的裝置。有時也用作調節或限制機構或機器的運動速度。它是保證機構或機器正常安全工作的重要部分。

電力制動（再生制動、渦流制動、反接制動等）只能消耗機構或機器的一部分動能，減少或限制其運動速度，不能使運動停止。機械式制動器則具有減速、停止及支持等功能。

機械式制動器是較為常用的制動器，它主要由制動架、摩擦元件和驅動裝置三部分組成。

為了減少制動轉矩，縮小制動器尺寸，通常將制動器裝在機構的高速軸上，或裝在減速器的輸入軸上。某些安全制動器則裝在低速軸或卷筒軸上，以防止在傳動機構中斷軸時物品墜落。特別情景下也有將制動器裝在其他軸上的。

制動器的分類

制動器分類GB/T 33519-2017

序號

類別

種類

備注

1

按摩擦方式

摩擦（22））、非摩擦（5）

2

按驅動方式

液壓、氣壓、電磁、慣性、重力、

離神思械、人力、自鎖

3

按工作介質

干式、濕式

4

按原始工作狀態

常閉式、常開式

5

按冷卻方式

水冷卻型、空氣冷卻型

6

按照環境要求

防風型、防爆型

制動器按摩擦方式分類GB/T 33519-2017

序號

摩擦方式

名稱

備注

1

摩擦

制動器

鼓式制動器

內張式

制動器

楔塊式制動器

2

凸輪制動器

3

推桿制動器

4

柱塞制動器

5

領蹄式制動器

6

從蹄式制動器

7

領從蹄式制動器

8

外抱式制動器

9

氣囊式制動器

10

盤式制動器

鉗盤式

制動器

固定（卡）鉗盤式

制動器

11

浮動（卡）鉗盤式

制動器

12

全盤式

制動器

單片盤式制動器

13

多片盤式制動器

14

圓錐

制動器

15

塊式

制動器

16

錐盤式制動器

17

帶式制動器

18

牙嵌制動器

19

駐車制動器

手動駐車制動器

20

電子駐車制動器

21

行車制動器

22

安全制動器

23

非摩擦

制動器

電磁渦流式制動器

24

緩速（制動器）

25

磁粉制動器

26

水渦流制動器

27

磁滯制動器

常用制動器性能特點及應用

1、外包塊式制動器

構造簡樸可靠，散熱好。瓦塊有充分和較均勻的退距，調整間隙方便。對于直形制動臂，制動轉矩大小與轉向無關，制動輪軸不受彎曲作使勁。但包角和制動轉矩小，制造比帶式制動器復雜，杠桿系統復雜，形狀尺寸大。應用較廣，實用于工作頻繁及空間較大的場合。

2、內漲蹄式制動器

兩個內置的制動蹄沿徑向向外擠壓制動鼓，產生制動轉矩。結構緊湊，散熱性好，密封輕易，可用于安裝空間受限制的場合，廣泛用于輪式起重機及各種車輛，如汽車、拖拉機等的車輪上。

3、帶式制動器

構造簡樸緊湊。包角大（可超過2π），制動輪軸受較大的彎曲作使勁，制動帶的比壓和磨損不均勻（按eμα規律進行）。簡樸和差動帶式制動器的制動轉矩大小均與旋轉方向有關，限制了應用范圍。散熱差。適于大型機器，要求結構緊湊的制動，如用于移動式起重機中。

4、盤式制動器

利用軸向壓力使圓盤或圓錐形摩擦表面壓緊，完成制動。制動輪軸不受彎曲。構造緊湊。與帶式制動器比較，磨損較均勻，制動轉矩大小與旋轉方向無關，制成封閉型式，和防塵防潮。摩擦面散熱條件詞語塊式和帶式，溫度較高。實用于在緊湊性要求高德場合，如車輛的車輪和電動葫蘆中。

5、磁粉制動器

主要利用磁粉磁化時所產生的剪力來制動。體積小，重量輕，激勵功率小且制動轉矩與轉動件的轉速無關。但磁粉會引起零件磨損。實用于自動控制及各種機器的驅動系統中。

6、磁渦流制動器

結實耐用，維修方便，調速范圍大。但低速時效率低，溫降低，必須采取散熱措施。常用于有垂直負載的機械中（如起重機械的起升機構），吸收停車前的動能，以減輕停止式制動器的負載。

制動器的挑選

根據運用要求與工作條件確定。

（1）要考慮工作機構的工作性質和條件。

對于起重機械的提升機構，必須采用常閉式制動器，對于水平行走的車輛等裝備，為了便于控制制動力矩的大小和正確停車，多采用常開式制動器。對于安全性有高度要求的機械，需要設置雙重制動器。如運送融化金屬或易燃、爆炸物品的提升機構，規定必須裝兩個制動器，每個制動器都能單獨安全地支持鐵水包等運送物品不致墜落。再如礦井提升機、除在高速軸上設置制動器外，還在卷筒或繩輪上設置安全制動器。還有游樂裝備中的花型類裝備過山車，裝有多過制動器，保證某個制動器失效后，其余制動器仍能滿意裝備的制動要求。對于重物下降制動（即滑摩式制動）則應考慮散熱，它必須具有充足的散熱面積，使其將重物位能所產生的熱量散出去。

（2）要考慮合理的制動轉矩。

用于起重機起升機構支持的制動器，或礦井提升機的安全制動器及一些特種裝備，制動轉矩必須有充足的儲備，即應有肯定的安全系數；用于水平行走的機械車輛，制動轉矩以滿意工作要求為宜（滿意肯定的制動距離或工夫，或車輛不打滑），不可過大，以防止機械裝備的振動或零件的損壞。

（3）要考慮安裝地點的空間大小。

當安裝地點有充足的空間，可選用外抱式制動器；空間受限處，可采用內蹄式、帶式或盤式制動器。

制動器摩擦元件

制動器摩擦元件材料

摩擦元件是制動器的主要組成部分，摩擦材料的性能直接影響制動器的結合過程。其工作溫度和溫升速度，是影響性能的主要因素，以上又取決于摩擦副的工作條件。制動器工作時，吸收的能量越大，而實現的制動工夫越短，則溫升越高。分機著陸、高速重型貨車制動等，都在瞬間使摩擦元件的工作表面溫度達700~1000℃以至更高。摩擦材料如超過其許用工作溫度，性能就會顯著惡化。對摩擦材料的基本要求如下：

（1）摩擦因數高而穩定，具有良好的恢復性能；

（2）耐磨性好，答應壓強盛，又不損傷對偶材料；

（3）有肯定的耐油、耐濕、抗腐蝕及抗膠合性能；

（4）有肯定的機械強度和良好的制造工藝性。

在摩擦面上開槽可以儲集侵入的灰塵等臟物而減輕磨損。

常用摩擦材料種類金屬材料和非金屬材料。

金屬摩擦材料有：

（1）粉末冶金摩擦材料，這種材料有較高的摩擦因數，導熱性好，耐高溫（許用工作溫度可達680℃），耐磨，許用比壓高，一般可達2.74~3.92MPa，有良好的熱穩定性和磨合性，廣泛用于重載工作機械。但在輕載荷條件下其耐磨性不及石棉摩擦材料。粉末冶金摩擦材料有銅基及鐵基兩類。銅基多用于濕式，鐵基多用于干式。

（2）鑄鐵，鑄鐵的耐磨性及導熱性較好，不易膠合，耐沖擊性差，實用在濕式中、低速條件下工作。載荷不大時也用于干式。常用鑄鐵牌號有HT200等。

（3）鋼，鋼的耐磨性及導熱性較好，但表面易劃傷，實用于濕式。常用的有10#、15#、65Mn鋼等。

（4）青銅，青銅的耐磨性和導熱性好。

非金屬摩擦材料有：

（1）石棉摩擦材料，石棉摩擦材料應用最廣，其基本成分是石棉、粘接劑和用以調節摩擦性能的各種有機或無機填料。石棉摩擦材料又分為紡織類和纖維類。

（2）有機摩擦材料，如皮革、橡膠、木材等，主要用于小功率。

（3）紙基摩擦材料，主要在油介質中工作，用于液壓自動變速器的傳動和制動。摩擦因數穩定、磨損小。

（4）碳基摩擦材料，這是近年出現的新型摩擦材料，耐高溫性能好（可達800~1000℃，以至更高），摩擦因數穩定，耐磨性也好。