CN102514562B - 用于煤矿防爆车辆带封闭湿式多盘制动器的全液压双管路制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿山辅助运输机械设备制动装置的技术领域，具体是一种用于煤矿防爆车辆带封闭湿式多盘制动器的全液压双管路制动装置，发明目的：提供一种具有防爆、抗污染、稳定可靠、制动灵敏全新制动系统。其包括充液阀，充液阀上油口P与液压泵连接，油口A1、A2通过与前、后制动蓄能器连接，油口SW通往驻车制动油路，前、后制动蓄能器分别与串联式脚踏制动阀连接，脚踏制动阀连接前、后行车制动器，驻车制动蓄能器与驻车制动阀连接，驻车制动阀连接驻车制动器。本发明满足煤矿井下特殊环境的使用条件，提高了煤矿井下防爆车辆的制动效能，提高了工作效率和安全性，减轻了工人的劳动强度，降低了伤亡事故率，增强了井下运输安全。

Description

用于煤矿防爆车辆带封闭湿式多盘制动器的全液压双管路制动装置

技术领域

本发明属于矿山辅助运输机械设备制动装置的技术领域，具体涉及一种用于煤矿防爆车辆带封闭湿式多盘制动器的全液压双管路制动装置，主要是为适用于我国国内加工制造水平、满足国内煤矿井下使用的轻型防爆胶轮车-汽车防爆改装类车辆配套开发的，其具有安全防爆、制动灵敏和平稳可靠的特点，满足煤矿井下特殊工况条件要求。

背景技术

近年来，我国无轨辅助运输设备由于其快捷、高效的特点，越来越得到煤矿企业的重视，十几年间从无到有，从小到大，已形成了一定的规模，在煤矿生产中发挥了极其重要的作用。但是，由于技术基础薄弱，大多数轻型无轨辅助运输车辆均存在不同程度的制动问题，容易造成安全隐患，为工人的生命安全、煤企的连续化生产带来不可挽回的损失。因此，急需配备一种性能可靠、灵活高效的安全制动系统，全面提高轻型防爆胶轮车的可靠性。

近年来我国新建和正在建的大中型煤矿均采用了胶轮化辅助运输方式，对轻型运输车的需求量很大。随着国家日益重视煤矿的安全，要求煤矿井下必须使用防爆车辆，严禁非防爆车辆下井。对防爆胶轮车行车安全性的要求也在逐步提高。而制动系统作为车辆的一个重要组成部分，既有防爆要求，又有安全行驶的必要性。制动系统的功能是使车辆在行驶过程中减速或停车，在下坡行驶时，保持适当的稳定车速。由于车辆在煤矿井下运行条件恶劣，巷道路面崎岖不平，巷道内多粉尘和煤泥，常有积水，并含有瓦斯，因此对车辆用制动器提出了较高的要求，除满足一定的制动力外，还必须具有防爆、防水、抗污染和稳定可靠的特性；对系统而言，必须平稳和可靠。受国内技术经济条件的制约，目前，国内多数矿井使用的轻型运输车为非防爆车辆，其制动系统仍采用汽车行业广泛使用的真空助力蹄鼓式制动系统，蹄鼓式制动系统虽具有结构简单、成本较低、配件供应充足的优点，但普通的蹄鼓式制动器由于暴露在大气中，长距离的连续制动和制动使用频繁时，轮毂容易发热，产生较高的温度、甚至产生火花，易引起制动失灵和失爆等危险；且车辆在煤矿井下巷道中有积水的路面行驶时，制动器磨擦副间容易浸水，易引起车辆制动失效，存在严重的安全隐患。目前煤矿迫切需要一种具有防爆、抗污染和稳定可靠，制动灵敏，且使用维护简单的全新制动系统的轻型防爆运输车辆，来替代非防爆车辆下井。

轻型防爆胶轮车为大中型煤矿用于胶轮化辅助运输的主力运输车辆，主要用于人员、小型设备和物料等运输。本发明的全液压制动系统可用于替代传统的煤矿井下轻型无轨胶轮车用真空助力鼓式制动系统或气顶液式制动系统。应用于传统煤矿井下轻型无轨胶轮车的升级换代。

发明内容

本发明的发明目的：提供一种目前煤矿迫切需要的具有防爆、抗污染、稳定可靠、制动灵敏、且使用维护简单的全新制动系统。

本发明采用如下的技术方案实现：

用于煤矿防爆车辆带封闭湿式多盘制动器的全液压双管路制动装置，在汽车车桥上采用全封闭湿式多盘制动器，包括双路蓄能式充液阀，充液阀上设置六个油口，包括油口P、油口T、油口A1、油口A2、油口SW以及油口O，油口P与液压泵连接，油口A1、A2通过油管分别与前制动蓄能器、后制动蓄能器连接，油口SW通往驻车制动油路，与驻车制动蓄能器连接，油口T通回油箱，前制动蓄能器分别与串联式脚踏制动阀以及前制动压力表连接，后制动蓄能器分别与脚踏制动阀以及后制动压力表连接，脚踏制动阀出来的压力油有两路连接前行车制动器、后行车制动器，有一路流回油箱，驻车制动蓄能器分别与驻车制动压力表以及驻车制动阀连接，驻车制动阀出来的油液一路通往驻车制动器，一路流回油箱，所述的前行车制动器、后行车制动器为全封闭湿式多盘制动器，驻车制动器为安全型全封闭湿式多盘制动器；

前行车制动器由动摩擦片、静摩擦片、动壳、静壳、压盘、活塞、碟簧组和浮动密封、等组成，前行车制动器分别安装在2个前轮轮胎内，静壳与前转向节固定联接在一起，动壳与前轮轮胎的轮辋固定一起转动，动、静摩擦片通过花键分别与动壳和静壳联接，两者相间排列，并均可沿花键左右移动，制动释放时，动、静摩擦片间保持一定间隙，可自由旋转；

后行车制动器由动摩擦片、静摩擦片、动壳、静壳、压盘、活塞、碟簧组和浮动密封、等组成，后行车制动器、分别安装在2个后轮轮胎内，静壳与桥壳固定联接在一起，动壳与后轮轮胎的轮辋固定一起转动，动、静摩擦片通过花键分别与动壳和静壳联接，两者相间排列，并均可沿花键左右移动，制动释放时，动、静摩擦片间保持一定间隙，可自由旋转；

驻车制动器由凸缘、油封、端盖Ⅰ、碟簧组、壳体、活塞、轴总成、动摩擦片、静摩擦片、轴承、端盖Ⅱ等组成，动摩擦片和静摩擦片分别通过内外花键与轴总成和壳体联接，动、静摩擦片交替叠合，构成了制动器的摩擦副，两端同传动轴联接。

本发明是一种适合汽车底盘防爆改装车采用的全新的由液压控制、多盘湿式制动器实施制动的全液压制动装置，满足煤矿井下特殊环境的使用条件，可大幅度提高煤矿井下防爆车辆的制动效能，大大提高了工作效率和安全性，减轻了工人的劳动强度，大幅度降低了伤亡事故率，增强了井下运输安全。具有以下技术创新点：

（1）在汽车底盘防爆改装车上首创设计了双回路全液压动力制动系统，具有制动灵敏和平稳可靠的制动特性。

全液压制动，无需压缩空气源；双回路制动系统，各回路即同时工作，又互不影响，保证一个回路失效后，另一个回路仍能正常制动，从而有效保证了行车的安全性和制动的可靠性；通过整车制动系统压力动态特性试验证明其操作简单，响应时间短。

（2）在汽车车桥上采用全封闭湿式多盘制动器，实现了防爆安全与可靠制动。 

针对传统蹄鼓式制动器不防爆、易被泥水污染、易发生制动失效和失爆的缺点，采用了全封闭湿式多盘制动器，以满足煤矿井下特殊环境的使用条件。全封闭湿式多盘制动器，具有防爆性能高、安全可靠、制动平稳的制动性能，能长距离连续制动产生较高温度时，不会引起制动失灵或失爆的危险；车辆在井下泥水中行驶时，仍能完全确保可靠的制动性能。

装备有本发明所述的制动装置的轻型防爆胶轮车已应用于许多煤矿，成功地解决了制动器的防水和发热失爆问题，且具有安全防爆、抗污染、制动灵敏和平稳可靠的制动特性。是一种安全、可靠、高效的制动系统及装置。有效地满足了生产和运输的需求，显示了其较强的适应能力，具有较高的先进性。

国外生产煤矿无轨胶轮车厂家主要有：澳大利亚DOMIN和BOARTLONGYEAR公司、南非BIRD公司和英国EIMCO公司等。国外无轨辅助运输胶轮车全部采用工程机械专用车桥，制动器为车桥内置式湿式多盘制动器，成本高、维修不便，配件供应滞后，发生故障时无法及时处理，影响整个运输环节，带来不必要的损失。国内使用最广泛的为地面汽车车桥，均使用内置干式蹄鼓式制动器和钳盘式制动器，为非防爆，在煤矿井下使用时存在一定的安全隐患。而本轻型防爆胶轮车全液压制动系统不仅制动性和稳定性良好，还具有安全、防爆和抗污染的特性，保证了车辆运行中的可靠制动，可进行长距离连续制动，产生高温时，无失控和爆炸的危险。从真正意义上实现了胶轮车辆制动系统的防爆和安全，极大地改善车辆制动的平稳性和对煤矿井下恶劣环境的适应性。同时，由于全部使用国产化配件，供货周期、采购成本低，并有专业化的胶轮车售后服务队伍可完成最快捷的维修保养。因此，该制动系统具有较强的竞争优势。

本发明具有如下有益效果：与背景技术相比具有明显的先进性，它是针对煤矿井下环境恶劣、巷道不平、坡度较大而设计的一种用于煤矿防爆车辆制动装置，适宜在煤矿井下恶劣环境作业运输车辆，是十分理想的煤矿井下恶劣环境作业的辅助运输车辆的制动装置。随着高产高效矿井的建设，无轨辅助运输胶轮车的产业前景十分广阔，本制动系统因其安全可靠的特性，必将在保证作业人员安全、减少煤企资金投入等方面发挥重要作用，同时，该制动技术的推广可为采掘机械和其它行走类设备提供一定的借鉴。因此，将产生可观的经济和社会效益。

附图说明

图1为全液压制动工作原理图，

图2为前行车制动器主视图，

图3为图2的B-B剖视图，

图4为后行车制动器主视图，

图5为图4的B-B剖视图，

图6为驻车制动器主视图，

图7为图6的B-B剖视图，

图8为图7的A-A剖视图，

图中：1-过滤器，2-液压泵，3-安全阀，4-充液阀，5-压力表，6-压力表，7-蓄能器，8-蓄能器，9-脚踏制动阀，10-前行车制动器，11-前行车制动器，12-后行车制动器，13-后行车制动器，14-蓄能器，15-压力表，16-驻车制动器，17-驻车制动阀，18-油箱，19-端盖，20-O型圈，21-螺母，22-前轮螺栓，23-前轮动壳，24-前轮轮胎，25-浮封环，26-O型圈，27-压盘，28-螺钉，29-垫圈12，30-左前轮静壳，31-静摩擦片，32-动摩擦片，33-活塞，34-排空嘴，35-螺栓，36-止动垫圈，37-密封垫，38-距离套，39-挡盖，40-调整垫，41-带肩螺栓，42-碟簧组，43 -O型圈，44- O型圈，45 -O型圈，46-螺塞，47-铜垫，48-轴承，49 -O型圈，50-前转向节，51-轴承，52-限位挡圈，53-调整垫，54-锁母，  55-销，56-螺栓，57-垫圈，58-通气塞，59-锁母，60-调节杆，61 -O型圈，62-垫，63-半轴，64-后轮动壳，65-桥壳，66-螺母，67-后轮螺柱，68-后轮轮胎，69-浮封环，70-O型圈，71-压盘，72-螺钉，73-垫圈，74-左后轮静壳，75-静摩擦片，76-动摩擦片，77-活塞，78-排空嘴，79-螺栓，80-止动垫圈，81-密封垫，82-距离套，3-调整垫，84-螺塞，  85-铜垫，86-带肩螺栓，87-碟簧组，88-挡盖，89-O型圈，90-O型圈，91-O型圈，92-轴承，93-O型圈，94-轴承，95-锁母，96-挡圈，97-半轴油封，98-止动垫圈，99-螺栓，100-垫圈6，101-螺栓，102-通气塞，103-螺堵，104-垫圈 10，105-调整垫，106-锁母，107-调节杆，108-O型圈，109-垫12，110-端盖Ⅰ，111-碟簧组，112-螺母，113-垫圈 24，   114-销，115-O形圈，116-油封，117-轴承，118 -O形圈，119-活塞，120-静摩擦片，121-动摩擦片，122-端盖Ⅱ，123-轴总成，124-凸缘，125-通气塞，126-过渡接头座Ⅰ，127-螺塞，128-调整垫，129-螺栓，130-垫圈，131-过渡接头座Ⅱ，132-壳体，133-压盘，134-O形圈，135-O形圈，136-螺钉，137-垫圈 8，138-传动轴。

具体实施方式

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明结构主要由：工作制动、紧急制动及驻车制动系统等几个单元环节构成。主要由液压泵2、充液阀4、蓄能器7、8、14、脚踏制动阀（串联式）9、驻车制动阀（手动换向阀）17、前、后行车制动器10、11、12和13、驻车制动器16和压力表5、6、15等组成。全液压制动装置工作原理如图1所示。

液压泵2经过滤器1将液压油箱18中的液压油，一部分泵入充液阀4，另一部分进入安全阀3，从安全阀溢流出来的高压油流回油箱，以保护整个系统。从液压泵进入充液阀P口的液压油根据工作需要分别从五个油口流出，油口A1、A2通过油管分别与前、后制动蓄能器7、8连接，油口SW通往驻车制动油路，与驻车制动蓄能器14连接，油口O与其它工作回路联接，油口T通回油箱18；前制动蓄能器7的油液一部分流向脚踏制动阀9，一部分通往前制动压力表6，后制动蓄能器8的油液一部分流向脚踏制动阀9，一部分通往后制动压力表5。从脚踏制动阀出来的压力油有两路分别连接前、后制动器10、11、12、13，有一路流回油箱18。驻车制动蓄能器14分别与驻车制动压力表15和驻车制动阀17连接，从驻车制动阀出来的油液一路通往驻车制动器16，一路流回油箱。

工作原理：工作制动用于经常性和一般行驶中速度控制、停车。紧急制动系统和驻车制动系统合二为一，用于停车后的制动或应急制动。工作制动系统与紧急和驻车制动系统为独立的二套系统，且行车制动系统采用双回路控制型式，脚踏制动阀为串联式，即前、后车轮行车制动分两路独立控制，其中任何一路的元件出现故障失灵时，另一路回路仍可正常工作；紧急及驻车制动器为失效安全型，其制动原理为液压释放、弹簧制动，当油压消失后，系统处于制动状态，能将车辆在规定的距离内停住，不影响驻车制动性能。

工作过程：行车制动时，踩下脚踏制动阀9，前制动蓄能器7内的高压油通过脚踏制动阀9向前行车制动器10、11输出一定压力的压力油，高压油通过活塞33挤压制动器摩擦片31、32，实施制动。同时，后制动蓄能器8内的高压油通过脚踏制动阀9向后行车制动器12、13输出一定压力的压力油，高压油通过活塞77挤压制动器摩擦片75、76，实施制动，两路制动互不影响；松开踏板，各制动器中的压力油流回油箱18，制动解除。通过控制脚踏制动阀踏板的角度可以灵活控制油液的输出压力，能够较好地满足车辆制动需求。驻车制动时，操纵驻车制动阀17，驻车制动器16内弹簧111发力，制动腔内的压力油流回油箱，弹簧推动活塞119，挤压摩擦片120、121，实施制动。车辆起动时，需解除驻车制动，向相反的方向操纵驻车制动阀17，驻车制动蓄能器14中的压力油流向驻车制动器16，克服弹簧111的作用，顶开活塞119，释放摩擦片120、121，解除停车制动。

液压泵2输出的液压油通过充液阀4向各蓄能器供油，蓄能器油压不断上升，当升至充压阀充油上限压力值时，充压阀停止充油，蓄能器保持这个压力不变。这时，如踩下脚踏制动阀9踏板，蓄能器内存储的高压油被释放并作用于制动器的活塞上，制动器实施制动。实际上，实施制动的过程就是蓄能器释放能量的过程。此时蓄能器内液压油的压力随之降低。连续踩下制动踏板，当压力降至充压阀充压下限压力值时，充压阀又开始向蓄能器充油，直至蓄能器压力再一次达到充压阀充油上限压力。如此反复，蓄能器压力始终保持在充压阀充油上、下限压力之间，确保了制动的平稳可靠。每次制动时，制动阀都保证输出一定的压力以满足制动器的工作需要。

前行车制动器10、11，为全封闭湿式多盘制动器，制动型式为液压制动、弹簧释放。图2为前行车制动器主视图，图3为前行车制动器剖视图。其结构主要由动摩擦片32、静摩擦片31、动壳23、静壳30、压盘27、活塞33、碟簧组42和浮动密封25、26等组成。前行车制动器10、11分别安装在2个前轮轮胎24内，静壳30与前转向节50固定联接在一起，动壳23与前轮轮胎24的轮辋固定一起转动。动、静摩擦片通过花键分别与动壳和静壳联接，两者相间排列，并均可沿花键左右移动，制动释放时，动、静摩擦片间保持一定间隙，可自由旋转。动、静摩擦片均由专业厂家制造。

后行车制动器12、13，为全封闭湿式多盘制动器，制动型式为液压制动、弹簧释放。图4为后行车制动器主视图，图5为后行车制动器剖视图。其结构主要由动摩擦片76、静摩擦片75、动壳64、静壳74、压盘71、活塞77、碟簧组87和浮动密封69、70等组成。后行车制动器12、13分别安装在2个后轮轮胎68内，静壳74与桥壳65固定联接在一起，动壳64与后轮轮胎68的轮辋固定一起转动。动、静摩擦片通过花键分别与动壳和静壳联接，两者相间排列，并均可沿花键左右移动，制动释放时，动、静摩擦片间保持一定间隙，可自由旋转。动、静摩擦片均由专业厂家制造。

驻车制动器16，为安全型全封闭湿式多盘制动器，制动型式为液压释放、弹簧制动。图6为驻车制动器主视图，图7为驻车制动器剖视图1，图8为驻车制动器剖视图2。其结构主要由凸缘124 、油封116、端盖Ⅰ110、碟簧组111、壳体132、活塞119、轴总成123、动摩擦片120、静摩擦片121、轴承117、端盖Ⅱ122等组成。动摩擦片120和静摩擦片121分别通过内外花键与轴总成123和壳体132联接。动、静摩擦片交替叠合，构成了制动器的摩擦副，两端同传动轴138联接。

Claims (1)

1.一种用于煤矿防爆车辆带封闭湿式多盘制动器的全液压双管路制动装置，其特征在于在汽车车桥上采用全封闭湿式多盘制动器，包括双路蓄能式充液阀（4），充液阀（4）上设置六个油口，包括油口P、油口T、油口A1、油口A2、油口SW以及油口O，油口P与液压泵（2）连接，油口A1、A2通过油管分别与前制动蓄能器（7）、后制动蓄能器（8）连接，油口SW通往驻车制动油路，与驻车制动蓄能器（14）连接，油口T通回油箱（18），前制动蓄能器（7）分别与串联式脚踏制动阀（9）以及前制动压力表（6）连接，后制动蓄能器（8）分别与脚踏制动阀（9）以及后制动压力表（5）连接，脚踏制动阀（9）出来的压力油有两路连接前行车制动器（10、11）、后行车制动器（12、13），有一路流回油箱（18），驻车制动蓄能器（14）分别与驻车制动压力表（15）以及驻车制动阀（17）连接，驻车制动阀（17）出来的油液一路通往驻车制动器（16），一路流回油箱（18），所述的前行车制动器（10）、后行车制动器（11）为全封闭湿式多盘制动器，驻车制动器（16）为安全型全封闭湿式多盘制动器，

     前行车制动器由动摩擦片（32）、静摩擦片（31）、动壳（23）、静壳（30）、压盘（27）、活塞（33）、碟簧组（42）和浮动密封（25）、（26）组成，前行车制动器分别安装在2个前轮轮胎（24）内，静壳（30）与前转向节（50）固定联接在一起，动壳（23）与前轮轮胎（24）的轮辋固定一起转动，动、静摩擦片通过花键分别与动壳和静壳联接，两者相间排列，并均可沿花键左右移动，制动释放时，动、静摩擦片间保持一定间隙，可自由旋转；

后行车制动器由动摩擦片（76）、静摩擦片（75）、动壳（64）、静壳（74）、压盘（71）、活塞（77）、碟簧组（87）和浮动密封（69）、（70）组成，后行车制动器（12）、（13）分别安装在2个后轮轮胎（68）内，静壳（74）与桥壳（65）固定联接在一起，动壳（64）与后轮轮胎（68）的轮辋固定一起转动，动、静摩擦片通过花键分别与动壳和静壳联接，两者相间排列，并均可沿花键左右移动，制动释放时，动、静摩擦片间保持一定间隙，可自由旋转；

驻车制动器由凸缘（124）、油封（116）、端盖Ⅰ（110）、碟簧组（111）、壳体（132）、活塞（119）、轴总成（123）、动摩擦片（120）、静摩擦片（121）、轴承（117）、端盖Ⅱ（122）组成，动摩擦片（120）和静摩擦片（121）分别通过内外花键与轴总成（123）和壳体（132）联接，动、静摩擦片交替叠合，构成了制动器的摩擦副，两端同传动轴（138）联接。