全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置及其设计方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置及其设计方法。设有刹车盘、刹车片、油缸、活塞和活塞轴，活塞轴左端穿过油缸左端；活塞轴上套有复位弹簧；活塞轴左端头与左刹车片之间设有左杠杆，油缸右端设有右端头与右刹车片之间设有右杠杆，该右杠杆和左杠杆相互对称；油缸体的外表面以活塞轴为中心，对称的轴向棘齿条；另外油缸外面设有ㄈ形框形的棘爪总成，该棘爪总成的上下框设有数个棘爪组合，以活塞轴为中心相互对称的；所述油缸上的棘齿的形状为：竖直面在棘齿的左面，倾斜面在棘齿的右面。本发明专利技术适用于盘式刹车装置，具有结构新颖，设计简捷合理，能实现自动精密调节刹车磨损间隙，效果好，运行安全便捷的优点。

【技术实现步骤摘要】
全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置及其设计方法
本专利技术涉及一种机械式刹车装置技术，具体是一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置及其设计方法。该装置用以对刹车片与刹车盘之间的磨损间隙进行自动而且较为精密地调节，调节功能在边运行中边调节，保证原刹车装置的有效性和安全性，安装尺寸可同原件相同互换，适用于各种盘式刹车装置。
技术介绍
盘式刹车装置在机械设备中应用非常广泛，盘式刹车装置的制动可靠性直接影响着整个作业机器和现场人员的安全。盘式刹车装置在执行刹车过程中，刹车片与刹车盘之间产生摩擦，刹车片磨损较快，刹车片磨损后，刹车片与刹车盘之间的间隙增加。刹车片执行刹车任务的行程加大，刹车时间延长，直接影响了刹车功能的有效性和设备的安全性。如何及时补偿盘式刹车装置的刹车片与刹车盘之间的间隙，成为一个必须克服的非常重要的难点。目前有两种常用的方案实现补偿石油钻机盘式刹车的刹车片与刹车盘之间的间隙。第一种方案采用螺杆弹簧式调节器，采用手动调节螺杆上的螺母，补偿刹车片与刹车盘之间的间隙。但是这种方法存在比较大的局限性：一是需要手动调节，劳动强度较大，不安全因素多；二是在快速起下钻施工时刹车片快速磨损，刹车片与刹车盘之间间隙快速增大，需要及时调整补偿间隙。人工手动调整补偿间隙明显滞后；三是需要经常性的调节，现场的操作人员可能存在疏忽，调节不及时，造成延误调整间隙的时机。第二种方案是中国专利申请号为CN00226833，名称为间隙自动补偿制动缸，提供了一种间隙自动补偿制动缸，采用双液缸形式。结构是：有大、小活塞和一个由两个不同缸径的缸体组合为一体的变径缸体。大活塞和限位隔套依次置于变径缸体的大缸径内；小活塞与大活塞相对且紧贴，装于变径缸体的小缸径内。同时大活塞的底面与变径缸内台的垂直距离和大活塞的上面与限位隔套端面的垂直距离为等值。优点是保持原制动灵敏，安全可靠。但是，这种结构存在的问题表现在：一、是改变几何尺寸造成同原件不能互换,重新布局也困难；二、是由于两缸径不同造成两端制动力不同；三这种液缸结构复杂，维修困难，比原件使用寿命会缩短；四是小缸轴不工作时是悬浮着不稳定，工作可靠性低。关于盘式刹车装置的专利、新技术和新产品很多，大多都有一些改进的结构和功能，但大多是适用于某一种设备，在通用性、自动性和精密性方面仍需更多的创新。因此，需要提出一种结构更为简捷，运行更为安全可靠，自动性能和调节磨损间隙更及时更精密的盘式刹车装置及其设计方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置及其设计方法，该装置采用全机械式结构，液压油缸和活塞为动力，用棘齿棘爪组合结构进行精密控制，并提出灵活设计的方法。具有结构新颖，设计简捷合理，能实现自动精密调节刹车磨损间隙，效果好，运行安全便捷的优点。本专利技术为了实现上述目的，采用以下技术方案：全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，设有刹车盘、位于该刹车盘两边的刹车片：左刹车片和右刹车片、油缸、油缸内的活塞和活塞轴，其特征是：所述油缸为密封筒状，右端设有进出油口，左端设有呼吸阀；所述活塞置于活塞轴后部，活塞轴左端穿过油缸左端的开口伸出油缸，油缸开口与活塞轴之间设有密封圈；活塞轴上套有复位弹簧，活塞轴伸出油缸的左端头与左刹车片之间设有左杠杆，该左杠杆一端与活塞轴左端头通过活动轴活动连接，该左杠杆的另一端与左刹车片固定连接，该左杠杆的中间部位设有活动的左支撑轴；在油缸的右端中间部位设有突出的右端头，该右端头与右刹车片之间以相同结构设有右杠杆，该右杠杆一端与油缸的右端头通过活动轴活动连接，该右杠杆的另一端与右刹车片固定连接，该右杠杆的中间部位设有活动的右支撑轴，该右支撑轴和所述左支撑轴均固定在该调节装置所在的机架上；该右杠杆和左杠杆结构相同且布设位置相互对称；每个支撑轴两侧为：靠活塞轴一侧为内侧，靠刹车片一侧为外侧；在所述油缸的外表面上，以活塞轴为中心，两侧表面分别设有相互对称的至少一行轴向棘齿条；另外设有一个由上框、左框和下框构成的ㄈ形框形的棘爪总成，该棘爪总成套在所述油缸的外周上、左、下三面，其左框位于油缸左壁与左杠杆之间；在该棘爪总成的左框中间部位套在活塞轴上，并且与活塞轴活动连接；该棘爪总成的上框和下框与所述油缸外周面上轴向棘齿条接触的位置设有棘爪和将该棘爪压合在所述棘齿上的棘爪轴和扭簧；该棘爪、棘爪轴和扭簧组成的棘爪组合设有数个，油缸外周的棘爪总成上框和下框上设置的棘爪组合的数量相同、位置是以活塞轴为中心相互对称的；所述油缸上的棘齿的形状为：竖直面在棘齿的左面，倾斜面在棘齿的右面。本专利技术的刹车装置进一步完善和实施的优化方案是：所述棘齿条为油缸的上面和下面各一个，上、下棘齿条对应的棘爪总成为一个，棘爪总成的上、下框上分别设置的棘爪组合的数量即棘爪组数设为n,n取值为1至8。在所述刹车盘和两刹车片之间，分别设有一个初始最小间距，设为B1，该B1为1-5mm。在所述活塞轴与棘爪总成套接的部位设有比前后活塞轴的部位细的脖颈，该脖颈在棘爪总成的套接口外设有外限位头，该脖颈在棘爪总成的套接口内设有内限位头，该内限位头的端面与棘爪总成左框的内侧面之间设有预设初始间距设为C，该初始间距为(B1×L1’/L2’)×2,其中L1’和L2’,分别是内臂L1和外臂L2的有效臂长,L1’/L2’为1-2。所述棘齿的宽度即齿距设为H，H为一个限位基数，该限位基数为复位弹簧为抵销磨损间隙，通过棘齿和棘爪限制油缸复位的一个设定的基数，H为1-10mm，刹车装置每次调节磨损间隙的最小磨损量设为h，H为h的n倍，即h＝H/n。在所述棘爪总成的最右边的棘爪下面设有一个触点，该触点设置在棘齿条上位于棘爪总成最右边的棘爪组合右边的一个棘齿槽中，该棘齿槽与棘爪总成最右边的一个棘爪之间的距离为该刹车装置更换部件或报废的标准，即刹车盘与刹车片磨损允许的最大间隙，该距离为5-8mm，并设计该触点被触发时发警示信号的报警传感器。本专利技术全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置的设计方法：其特征是设有以下步骤：步骤1、根据使用刹车装置的设备的类型、刹车距离的要求、刹车装置安装的空间和位置设计出以下数据：1)预设最小间距B1：刹车在不运行时，刹车盘和刹车片要保持的最小间距，B1为1-5mm；2)计算内、外臂有效臂长之比L1’/L2’：根据刹车装置安置的空间位置设计出所述左、右杠杆的形状、长度、中间轴的位置，计算出左、右臂的内臂L1和外臂L2的有效臂长：L1’和L2’，并计算出内、外臂的有效臂长之比L1’/L2，为1-2’；3)计算运行的初始间距C:计算所述内限位头的端面与棘爪总成左框的内侧面之间设置的预设运行间距C，该间距为(B1×L1’/L2’)×2,C为1-10mm；4)设计限位基数H：根据设备对刹车装置的要求，设置一个限位基数H，即棘齿的齿距，为1-10mm；5)设置棘爪组数n和最小磨损量h:棘爪组数即棘爪组合的数量为n，取值为1至8,最小磨损量即调节装置进行调节的最小磨损量，该最小磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，设有刹车盘(18)、位于该刹车盘两边的刹车片：左刹车片(19)和右刹车片(17)、油缸(3)、油缸内的活塞(10)和活塞轴(1)，其特征是：所述油缸为密封筒状，右端设有进出油口(11)，左端设有呼吸阀(2)；所述活塞置于活塞轴后部，活塞轴左端穿过油缸左端的开口伸出油缸，油缸开口与活塞轴之间设有密封圈；活塞与油缸左端内壁之间的活塞轴上套有复位弹簧(6)；活塞轴伸出油缸的左端头(21)与左刹车片之间设有左杠杆，该左杠杆一端与活塞轴左端头(22)通过活动轴(21)活动连接，该左杠杆的另一端与左刹车片固定连接，该左杠杆的中间部位设有活动的左支撑轴(20)；油缸的右端中间部位设有突出的右端头(12)，该右端头与右刹车片之间以相同结构设有右杠杆，该右杠杆一端与油缸的右端头通过活动轴活动连接，该右杠杆的另一端与右刹车片固定连接，该右杠杆的中间部位设有活动的右支撑轴，该右支撑轴和所述左支撑轴均固定在该调节装置所在的机架上；该右杠杆和左杠杆结构相同且布设位置相互对称；每个支撑轴两侧为：靠活塞轴一侧为内侧(L1)，靠刹车片一侧为外侧(L2)；在所述油缸的外表面上，以活塞轴为中心，两侧表面分别设有相互对称的至少一行轴向棘齿条(9)；另外设有一个由上框、左框和下框构成的ㄈ形框形的棘爪总成(4)，该棘爪总成套在所述油缸的外周上、左、下三面，其左框位于油缸左壁与左杠杆之间；在该棘爪总成的左框中间部位套在活塞轴上，并且与活塞轴活动连接；该棘爪总成的上框和下框与所述油缸外表面上轴向棘齿条接触的位置，设有棘爪(5)和将该棘爪压合在所述棘齿(8)上的棘爪轴和扭簧(7)；该棘爪、棘爪轴和扭簧组成的棘爪组合设有数个，油缸外周的棘爪总成上框和下框上设置的棘爪组合的数量相同、位置是以活塞轴为中心相互对称的；所述油缸上的棘齿的形状为：竖直面在棘齿即棘齿尖的左面，倾斜面在棘齿尖的右面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，设有刹车盘(18)、位于该刹车盘两边的刹车片：左刹车片(19)和右刹车片(17)、油缸(3)、油缸内的活塞(10)和活塞轴(1)，其特征是：所述油缸为密封筒状，右端设有进出油口(11)，左端设有呼吸阀(2)；所述活塞置于活塞轴后部，活塞轴左端穿过油缸左端的开口伸出油缸，油缸开口与活塞轴之间设有密封圈；活塞与油缸左端内壁之间的活塞轴上套有复位弹簧(6)；活塞轴伸出油缸的左端头(21)与左刹车片之间设有左杠杆，该左杠杆一端与活塞轴左端头(22)通过活动轴(21)活动连接，该左杠杆的另一端与左刹车片固定连接，该左杠杆的中间部位设有活动的左支撑轴(20)；油缸的右端中间部位设有突出的右端头(12)，该右端头与右刹车片之间以相同结构设有右杠杆，该右杠杆一端与油缸的右端头通过活动轴活动连接，该右杠杆的另一端与右刹车片固定连接，该右杠杆的中间部位设有活动的右支撑轴，该右支撑轴和所述左支撑轴均固定在该调节装置所在的机架上；该右杠杆和左杠杆结构相同且布设位置相互对称；每个支撑轴两侧为：靠活塞轴一侧为内侧(L1)，靠刹车片一侧为外侧(L2)；在所述油缸的外表面上，以活塞轴为中心，两侧表面分别设有相互对称的至少一行轴向棘齿条(9)；另外设有一个由上框、左框和下框构成的ㄈ形框形的棘爪总成(4)，该棘爪总成套在所述油缸的外周上、左、下三面，其左框位于油缸左壁与左杠杆之间；在该棘爪总成的左框中间部位套在活塞轴上，并且与活塞轴活动连接；该棘爪总成的上框和下框与所述油缸外表面上轴向棘齿条接触的位置，设有棘爪(5)和将该棘爪压合在所述棘齿(8)上的棘爪轴和扭簧(7)；该棘爪、棘爪轴和扭簧组成的棘爪组合设有数个，油缸外周的棘爪总成上框和下框上设置的棘爪组合的数量相同、位置是以活塞轴为中心相互对称的；所述油缸上的棘齿的形状为：竖直面在棘齿即棘齿尖的左面，倾斜面在棘齿尖的右面。


2.根据权利要求1所述的全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，其特征是：所述棘齿条为油缸的上面和下面各一个，上、下棘齿条对应的棘爪总成为一个，棘爪总成的上、下框上分别设置数量相同的棘爪组合，棘爪组合的数量即棘爪组数设为n,n取1、2、3、4、5、6、7、8，即n取值范围为1-8。


3.根据权利要求2所述的全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，其特征是：在所述刹车盘和两刹车片之间，分别设有一个初始最小间距，设为B1，该B1为1-5mm。


4.根据权利要求3所述的全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，其特征是：在所述活塞轴与棘爪总成套接的部位设有比前后活塞轴的部位细的脖颈(23)，该脖颈在棘爪总成的套接口外设有外限位头(24)，该脖颈在棘爪总成的套接口内设有内限位头(25)，该内限位头的端面与棘爪总成左框的内侧面之间设有预设初始间距设为C...

【专利技术属性】
技术研发人员：余弦涵，李志刚，翟颖，
申请(专利权)人：任丘市博科机电新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13