涡轮闪跳式刹车装置制造方法及图纸

涡轮闪跳式刹车装置是对现行车辆和飞机起落架刹车装置的改进，用于解决车辆和飞机刹车距离过长的技术难题，其特征是该装置主要由刹车盘、刹车片、刹车涡轮、刹车轮毂四个部分组成的。在刹车前，刹车轮毂上的滾子推着刹车涡轮上的弹簧片，使涡轮和刹车盘一起转动，刹车时刹车片把刹车盘抱死，使刹车涡轮停止转动，刹车轮毂上的滚子受到的阻力增大，迫使弹簧片弯曲变形，当变形量超过了弹簧片与滾子在径向位置的重叠量时，阻力就会突然消失，弹簧片自动复位产生闪跳，弹簧片的复位，又一次阻碍了刹车轮毂的转动，就又重复了前面发生过的能量消耗的过程，直到能量耗尽为止。

Turbo Flash Brake Device

Turbo flash brake device is an improvement of the existing vehicle and aircraft landing gear brake device. It is used to solve the technical problem of long brake distance between vehicle and aircraft. It is characterized by four parts: brake disc, brake pad, brake turbine and brake wheel hub. Before braking, the roller on the hub of the brake wheel pushes the spring blade on the brake turbine to make the turbine and the brake disc rotate together. When braking, the brake disc holds the brake disc to death, so that the brake turbine stops turning, the resistance of the roller on the hub of the brake wheel increases, forcing the spring blade to bend and deform. When the deformation exceeds the overlap of the spring and the roller in the radial position, the resistance will suddenly occur. When it disappears, the spring disc automatically resets to produce flicker, and the spring disc resets to prevent the brake wheel hub from turning again. It repeats the previous energy consumption process until the energy is exhausted.

【技术实现步骤摘要】
涡轮闪跳式刹车装置(一)
：属于车辆制动
(二)技术背景：目前世界各国制造的各种车辆和飞机等交通工具，都很重视刹车装置的功能和制作质量，因为它是保障安全的最直接和最重要手段，所以刹车技术一直被人们密切关注。经过一百多年的模索，刹车技术得到了很好的发展，目前使用比较多的刹车装置主要有抱闸、涨闸、及盘式刹车装置或毂式装车装置两大类。特别是A.B.S防抱死技术的出现和发展，给人们带来很大的满足，盘式刹车装置也已经广泛的应用在汽车、火车和飞机上。但是，还是存在许多缺点和不足，急需解决。1、盘式刹车装置是靠刹车盘和刹车片的摩擦做制动手段的，制动力小了刹车距离会很长，制动力太大了会使轮胎抱死，发生爆胎和翻车事故。这就是目前摩托车和各种车辆刹车事故频发的主要原因。2、A.B.S防抱死技术的出现，从技术上看，轮胎抱死事故可以避免了，但是由于电磁脉冲振幅本身的特性，使在整个的刹车过程中，刹车片和刹车盘无法实现瞬间全脱离式的点刹方式，每次振动所消耗的能量十分有限，工作效率较低。A.B.S防抱死技术的使用解决了紧急刹车时的惯性力过大而翻车的难题，但是汽车滑行距离不但没有减少，反而还会增加，这样的情况是人们不希望的，特别是在重型货车在大坡度山路滑行时刹不住车和给舰载飞机在航母飞行甲板上降落时增加了困难，迫切需要改進。3、A.B.S防抱死装置的制作和使用成本较高，普通的低挡车无法接受，使其应用范围受到限制。在飞机起落架缓冲装置的研发过程中，从涡轮叶片的闪跳技术研究中得到启发，经过反复的论证，产生了本项技术方案。(三)
技术实现思路
：1、本专利技术的目的在于提出一种能够在各种类型的汽车、火车和飞机起落架上使用的刹车装置的新方案，用这样的设计方案制作一种能够高效而可靠的刹车装置。一种利用金属弹簧片的变形和突然反弹过程，达到消耗车辆或飞机滑行能量的机械刹车装置。这种刹车装置是按照《冲力可以控制的安全理论》设计的，它是在我的一项专利技术《汽车碰撞保护器》(ZL200610100934.8)研制成功的基础上发展出来的一项新的技术。前者是用连续冲切金属片的工作原理，来限制和消耗冲击能量，保障汽车的碰撞安全，后者是用连续弯曲弹簧片的工作原理，用弹簧片的抗变形能力来限制和消耗交通工具刹车过程中的滑行能量，并用弹簧片瞬间闪跳的方法来实现刹车力瞬间归零的点刹方式，使刹车时的惯性力和减速度得到有效的分割和控制，刹车效果得到极大的提高，达到提高能量衰变效率，减少惯性力，缩短刹车距离的目的。本案中提出的在金属片弯曲变形后，由于外力的突然消失而出现的连续不断的闪跳，巧妙的解决了这个技术难题，因此，新型的刹车装置中的刹车涡轮就成为这种刹车装置的核心结构件了，这种刹车涡轮上的金属片需要有很好的弹性和靱性，采用优质弹簧钢制作，刹车功效就是靠这样的涡轮叶片的闪跳来完成的，所以将这种刹车装置取名：《涡轮闪跳式刹车装置》。为了实现刹车力瞬间归零的点刹方式，将目前广泛使用的把刹车盘固定在轮胎轮毂上的做法改为刹车盘与轮胎轮毂分离的方式。并增加了一个由多个弹簧片组合而成的弹性涡轮和一个周边装有与涡轮叶片件数相同的滾子的刹车轮毂，将弹性涡轮与刹车盘连成一体，刹车轮毂与轮胎轮毂连成一体。车辆运行中轮胎带动刹车轮毂一起转动，由于刹车轮毂上的滚子的安装位置与涡轮叶片的顶端位置有1.5mm的重叠，使涡轮的转动受阻，在刹车盘和涡轮与轴之间装有滾动轴承，使其阻力很小，刹车轮毂上的滚子就推动涡轮叶片和刹车盘一起转动。在刹车时刹车片抱住刹车盘，使涡轮停止转动，造成刹车轮毂上的滚子对涡轮叶片外端的力增大，迫使涡轮叶片弯曲。涡轮片的弯曲变形，使涡轮叶片外端的直径尺寸收缩，在收缩量超过与刹车轮毂上的滾子接触处的重叠尺寸时，使作用在刹车轮毂上的滚子的阻力立即消除，滚子越过涡轮叶片。在这一瞬间，涡轮叶片就会因迫使其弯曲变形的力的消失而自动恢复到原来的状态和尺寸，产生本能的闪跳。涡轮叶片尺寸的恢复又把刚刚越过的滚子挡在两个涡轮叶片之间，完成了一个完整的能量消耗过程。由于涡轮叶片尺寸的恢复，就又开始重复前面所述的受力变形和闪跳的能量消耗过程。车辆或飞机滑行时的能量和冲力，就是这样的在涡轮叶片的一次接着一次的闪跳中被消耗，直到耗尽为止。每一次的闪跳过程所消耗的能量都不一样，而且呈现出一次比一次多的现象。这是因为每次闪跳都会使速度产生衰变，速度低了金属片的抗弯曲的能力自然就提高了。两次闪跳中消耗的力的差值就是涡轮叶片闪跳过程中造成的力的衰变值。这样，只要能把每次闪跳前涡轮弯曲变形的力计算出来，每次闪跳造成的力的损耗就会知道了。让弹簧片弯曲变形是需要外力的，当让弹簧片弯曲的力突然消失，弹簧片就会立即反弹，恢复原来的状态，这是人们都知道的普通常识。让弹簧片弯曲的力可以用很简单的的方法计算出来，即用弹簧片的弹性模数与弹簧片弯曲处的截面面积相乘，再除以弯距就可以了，但是要想知道在冲击力的作用下弹簧片的抗弯曲能力就没有那么简单了。2、本专利技术提供了一种简捷的计算方法，用来解决涡轮叶片的抗弯曲能力和弯曲后产生的闪跳现象造成的力的消耗值。计算公式：P＝F÷ξ式中P是刹车时车辆的抗弯曲力，F是金属片在非冲力作用下的抗弯曲力，ξ是两种抗弯曲力的比例系数，这个系数是一个与速度有关的变量值，即ξ＝√V+1，其中V是刹车瞬间，车辆是或飞机的移动速度。本案中的刹车装置消耗的能量包含两个部分，第1部分是弹簧片弯曲中消耗的能量。第2部分是弹簧片闪跳造成的能量衰变。弹簧片弯曲中消耗的能量比较容易理解，而对弹簧片闪跳中造成的能量衰变的理解却不太容易。在过去，由于技术水平的限制，很少有人对这一技术感兴趣，对弹簧片闪跳造成的能量衰变的大小進行探討和研究的人很少，更无人对这种力的简易计算方法進行探索。通常可以采用汽车碰撞試验的方法获取，但是这种方法不但费用昂贵而且也很费时，电子计算机技术的发展，提供了模拟计算的手段，即可以利用ANSYN/LS-DYNA软件建立弹簧片弹性碰撞有限元模型，進行弹簧片的一端碰撞性能仿真试验获取。但是这种方法确实很麻烦，很不适用。因此，寻找简便快捷的计算方法成为这一技术能否尽快推广和实施的重要环节。通过研究和探討发现，涡轮叶片的抗冲击变形的力和闪跳中的能量衰变的计算并不复杂，只要能搞清楚静力状态下和冲力状态下的抗击变形力的区别和规律就可以了。人们都知道，用力速度越快越省力，用力动作越慢越费力的普通常识。这就是说，同样的金属片，在冲击力作用下的抵抗弯曲的能力远不如在静态力作用下的抗弯曲能力，金属片抗冲击力的最大值不会超过非冲击力下的抗冲击力，刹车装置中的弹簧片的抗冲击能力是随着涡轮闪跳次数的增加和车辆或飞机滑行速度的下降而逐渐增大的，并且最大值不会超过静态力下的抗弯能力，这些都是刹车装置中的弹簧片的抗冲击变形能力的变化规律，它表明了动态与静态下的抗弯能力是不一样的，而且它们有着密不可分的关系。通过反复的运算和公式推导，发现了它们之间是存在着一个比例关係，这个比例不是固定的，而是一个随着速度的变化而改变的比例关係，这就是用静态力下的抗弯能力为基础来计算冲击抗力，因此提出了一个静态和动态下的抵抗弯曲能力的比值，这个比值可以称为转换系数，用ξ表示。弹簧片的抗冲击力的计算是整个计算的核心，只要能找到金属片在静态下的抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型的刹车装置，其特征在于它是由刹车片、刹车盘、刹车涡轮、刹车轮毂四个部分组合而成的，除了刹车片外，其它三部分都是装在同一轮胎轴上的圆盘形的旋转体结构件，其中，刹车涡轮固定在刹车盘上，刹车轮毂固定在轮胎的轮毂上，在刹车轮毂里，沿圆周鑲有一圈金属滾子，这些滚子沿圆周均布，它们都装在轴向位置的同一平面内，与刹车涡轮上的弹性涡轮叶片相互配合工作，在刹车过程中，刹车盘和刹车涡轮是不动的，轮胎和刹车轮毂的转动，引起刹车轮毂上的滾子与处于固定状态的刹车涡轮叶片之间的碰撞，使涡轮叶片产生弹性变形和变形后的闪跳，对刹车时的能量進行有效的分割和消耗，直到刹车时的巨大能量耗尽为止。

【技术特征摘要】
1.一种新型的刹车装置，其特征在于它是由刹车片、刹车盘、刹车涡轮、刹车轮毂四个部分组合而成的，除了刹车片外，其它三部分都是装在同一轮胎轴上的圆盘形的旋转体结构件，其中，刹车涡轮固定在刹车盘上，刹车轮毂固定在轮胎的轮毂上，在刹车轮毂里，沿圆周鑲有一圈金属滾子，这些滚子沿圆周均布，它们都装在轴向位置的同一平面内，与刹车涡轮上的弹性涡轮叶片相互配合工作，在刹车过程中，刹车盘和刹车涡轮是不动的，轮胎和刹车轮毂的转动，引起刹车轮毂上的滾子与处于固定状态的刹车涡轮叶片之间的碰撞，使涡轮叶片产生弹性变形和变形后的闪跳，对刹车时的能量進行有效的分割和消耗，直到刹车时的巨大能量耗尽为止。2.根据权利要1所述的刹车装置，其特征是装置中的刹车涡轮上的叶片是用弹簧钢制作的，在刹车过程中，弹簧片的外端受到垂直方向的外力时会产生弯曲变形，使涡轮的径向尺寸收缩，当收缩量超过叶片与滾子在径向位置的重叠量时，使弹簧片变形的力会立即消失，弹簧片就会自动反弹恢复原状，出现瞬间的闪跳现象，这种闪跳现象的出现，使刹车时的能量和减速度产生衰变和分割，这种能量衰变值可以用抗力衰变系数ξ的计算方法獲取，它是一个与速度有关係的数值，即式中v是刹车瞬间的速度。3.根据权利要求2所述的刹车装置中的刹车涡轮叶片，其特征是这种弹簧片的尺寸和安装件数，是...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丕祥，
申请(专利权)人：孙丕祥，
类型：发明
国别省市：山东,37