CN103352942A - 一种铁路货车制动缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路货车制动缸，包括缸体以及设置在缸体内的活塞组成和活塞杆，其在所述缸体内设置有用于活塞组件在制动缓解时旋转的主动润滑机构，所述主动润滑机构包括若干设置在活塞组成底部的弹簧片、设置在缸体内底部的齿圈座、设置在缸体内前端的弹簧座以及套在活塞杆上的缓解弹簧，所述弹簧片与齿圈座配合构成棘轮结构，所述缓解弹簧一端抵靠在活塞组成内侧端面，其另一端抵靠在弹簧座端面，所述缓解弹簧始终处于压缩状态。本发明中的活塞组成在制动缓解时，能够在主动润滑机构的作用下产生旋转，从而能够让自然流坠到制动缸下部的油脂通过活塞自身的转动带到制动缸上部，实现制动缸油脂在制动缸内循环，以达到主动润滑的作用。

Description

一种铁路货车制动缸

技术领域

本发明涉及一种具有主动润滑功能的铁路货车制动缸。

背景技术

旋压密封式制动缸是铁路货车制动系统的关键部件，制动缸故障是威胁铁路货车行车安全因素之一。2011年夏季和冬季，铁道部组织铁路货车制动系统攻关组在我国南方和北方的部分车辆段运用车间进行现场技术调研。攻关组夏季共检查27600辆货车，制动系统故障有198辆，其中，制动缸堵丢失107辆，制动缸漏泄38辆，制动缸缓解弹簧折断3辆，共计148辆。制动缸漏泄占故障车辆的19.2%，占总检查车辆的0.14%。攻关组冬季共检查约7000辆货车，未发现制动缸漏泄的情况。由此看出，制动缸漏泄是制动系统惯性故障之一。

漏泄制动缸经现场分解，基本上都发现制动缸润滑脂变稀发黑，因重力和车辆振动自然流坠到制动缸下部，上部几乎没有润滑脂,部分缸体内壁有划伤痕迹，另外，现有密封圈结构不利于润滑脂保存，吸油涨大后易脱离活塞安装槽，活塞与缸体密封带不均匀，造成缸体偏磨，防尘作用不良，沙尘进入缸内，影响润滑脂性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够让自然流坠到制动缸下部的油脂通过活塞自身的转动带到制动缸上部，实现油脂在制动缸内循环以达到主动润滑作用的铁路货车制动缸。

本发明的技术方案是这样实现的：一种铁路货车制动缸，包括缸体以及设置在缸体内的活塞组成和活塞杆，其特征在于：在所述缸体内设置有用于活塞组件在制动缓解时旋转的主动润滑机构，所述主动润滑机构包括若干设置在活塞组成底部的弹簧片、设置在缸体内底部的齿圈座、设置在缸体内前端的弹簧座以及套在活塞杆上的缓解弹簧，所述弹簧片与齿圈座配合构成棘轮结构，所述缓解弹簧一端抵靠在活塞组成内侧端面，其另一端抵靠在弹簧座端面，所述缓解弹簧始终处于压缩状态。

本发明所述的铁路货车制动缸，其所述弹簧片一端与活塞组成底部连接，其另一端沿活塞杆轴向方向伸出，在制动缸缓解时，所述弹簧片的伸出端置于齿圈座的齿槽内。

本发明所述的铁路货车制动缸，其所述弹簧片伸出的高度H为20mm～90mm，折弯半径R为80mm～200mm，展开角度为α+β小于150°，所述齿圈座的齿数B为90～136齿，齿深C为2mm～3mm，齿宽E为3mm～7mm，其旋向一侧的压力角度δ为70°～100°，另一侧的压力角度γ为-20°～10°。

本发明所述的铁路货车制动缸，其所述弹簧片均匀分布在活塞组成底部。

本发明所述的铁路货车制动缸，其在所述缓解弹簧与弹簧座之间或缓解弹簧与活塞组成之间设置有推力轴承。

本发明所述的铁路货车制动缸，其所述推力轴承的动圈和静圈为一体结构。

本发明所述的铁路货车制动缸，其在活塞组成上、活塞组成与缸体内壁之间设置有带储油功能的密封圈，所述带储油功能的密封圈上设置有环形储油槽的端面与缸体内壁紧密接触。

本发明所述的铁路货车制动缸，其所述带储油功能的密封圈通过锁圈固定在活塞组成上。

本发明所述的铁路货车制动缸，其在所述活塞杆与弹簧座之间设置有防尘圈，所述防尘圈置于弹簧座的切槽内，所述防尘圈的内径略小于活塞杆的直径，在所述防尘圈上沿其一个端面设置有开口。

本发明所述的铁路货车制动缸，其在所述活塞组成上、活塞组成与缸体内壁之间设置有导向带。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中的活塞组成在制动缓解时，能够在主动润滑机构的作用下产生旋转，从而能够让自然流坠到制动缸下部的油脂通过活塞自身的转动带到制动缸上部，实现制动缸油脂在制动缸内循环，以达到主动润滑的作用。

2、通过在制动缸活塞上安装带储油功能的密封圈，可有效将润滑脂储存在油槽中，在制动缸活塞运动时可及时给缸体内壁补充润滑脂。

3、通过在带储油功能的密封圈内侧加装锁圈，可以起到进一步固定密封圈的作用，保证密封圈吸油膨胀后尺寸和形状不会有太大变化，使带储油功能的密封圈固定在正确的安装位置，防止带储油功能的密封圈涨大、破损。

4、通过在制动缸弹簧座上加装防尘圈，其组装后紧贴在活塞杆上，可以在一定程度上防止外界沙尘从活塞杆与前盖滤尘套之间的间隙进入制动缸内部，影响润滑脂性能。

5、通过在活塞组成上加装导向带，在起到支撑活塞组成作用的同时，可保证活塞组成与缸壁同心运动，改善密封圈的工作条件，避免活塞组成与缸体内壁金属表面摩擦，大幅度减小运动阻力。

附图说明

图1是本发明的结构截面图。

图2是图1中A部放大图。

图3和图4是本发明中弹簧片的结构示意图。

图5是本发明中齿圈座的结构示意图。

图6是齿圈座中齿槽的截面图。

图中标记：1为缸体，2为活塞组成，3为活塞杆，4为弹簧片，5为齿圈座，6为弹簧座，7为缓解弹簧，8为推力轴承，9为带储油功能的密封圈，10为锁圈，11为防尘圈，12为导向带。

具体实施方式

下面结合附图，对本本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，一种铁路货车制动缸，包括缸体1以及设置在缸体1内的活塞组成2和活塞杆3，在所述缸体1内设置有用于活塞组件在制动缓解时旋转的主动润滑机构，所述主动润滑机构包括若干均匀设置在活塞组成2底部的弹簧片4、设置在缸体1内底部的齿圈座5、设置在缸体1内前端的弹簧座6以及套在活塞杆3上的缓解弹簧7，所述弹簧片4一端与活塞组成2底部连接，其另一端沿活塞杆3轴向方向伸出，在制动缸缓解时，所述弹簧片4的伸出端置于齿圈座5的齿槽内，所述弹簧片4与齿圈座5配合构成棘轮结构，所述缓解弹簧7一端抵靠在活塞组成2内侧端面，其另一端抵靠在弹簧座6端面，所述缓解弹簧7始终处于压缩状态，在所述缓解弹簧7与弹簧座6之间或缓解弹簧7与活塞组成2之间设置有推力轴承8，所述推力轴承8的动圈和静圈为一体结构，不能脱离。

如图3-6所示，所述弹簧片4伸出的高度H为20mm～90mm，折弯半径R为80mm～200mm，展开角度为α+β小于150°，所述齿圈座5的齿数B为90～136齿，齿深C为2mm～3mm，齿宽E为3mm～7mm，其旋向一侧的压力角度δ为70°～100°，另一侧的压力角度γ为-20°～10°。

在制动缸缓解过程中，当弹簧片接触到齿圈座后，弹簧片逐渐被压平，由于弹簧片一端被齿圈座挡住，迫使活塞组成转动，当下次制动时，弹簧片逐步复原，慢慢从挡住它的斜齿运动到相邻的斜齿，再到另一相邻的斜齿，直到弹簧片离开齿圈座，下次缓解时弹簧片接触的位置就是本次制动时离开齿圈座的位置。因此，在制动缸缓解时，齿圈座与弹簧片构成的棘轮结构使活塞组成旋转，每次缓解活塞组成旋转一点，通过大约40～150次制动缓解，制动缸活塞组成相对缸体旋转一周，这样，能够让自然流坠到制动缸下部的油脂通过活塞组成本身的转动带到制动缸上部，实现制动缸油脂在制动缸内的循环。

如图2所示，在活塞组成2上、活塞组成2与缸体1内壁之间设置有带储油功能的密封圈9，所述带储油功能的密封圈9上设置有环形储油槽的端面与缸体1内壁紧密接触，通过在制动缸活塞上安装带储油功能的密封圈，可有效将润滑脂储存在油槽中，在制动缸活塞运动时可及时给缸体内壁补充润滑脂，所述带储油功能的密封圈的具体结构为中国实用新型ZL201220677565.X公开的技术方案；所述带储油功能的密封圈9通过锁圈10固定在活塞组成2上，所述钢圈为优质工程塑料制成，锁圈的设置可以起到进一步固定密封圈的作用，保证密封圈吸油膨胀后尺寸和形状不会有太大变化，使带储油功能的密封圈固定在正确的安装位置，防止带储油功能的密封圈涨大、破损；在所述活塞组成2上、活塞组成2与缸体1内壁之间设置有导向带12，所述导向带采用PTFE复合材料制成，厚度为4～6mm，宽度为6～10mm，具有很高的负载量、自润滑、摩擦小、磨损低、宽温(-100～+200°C)，而且安装方便，导向带在起到支撑活塞组成作用的同时，可保证活塞组成与缸壁同心运动，改善密封圈的工作条件，避免活塞组成与缸体内壁金属表面摩擦，大幅度减小运动阻力。

其中，在所述活塞杆3与弹簧座6之间设置有防尘圈11，所述防尘圈为聚甲醛制成的圆环，所述防尘圈11置于弹簧座6的切槽内，所述防尘圈11的内径略小于活塞杆3的直径，在所述防尘圈11上沿其一个端面设置有开口，防尘圈组装后紧贴在活塞杆上，可以在一定程度上防止外界沙尘从活塞杆与前盖滤尘套之间的间隙进入制动缸内部，影响润滑脂性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种铁路货车制动缸，包括缸体（1）以及设置在缸体（1）内的活塞组成（2）和活塞杆（3），其特征在于：在所述缸体（1）内设置有用于活塞组件在制动缓解时旋转的主动润滑机构，所述主动润滑机构包括若干设置在活塞组成（2）底部的弹簧片（4）、设置在缸体（1）内底部的齿圈座（5）、设置在缸体（1）内前端的弹簧座（6）以及套在活塞杆（3）上的缓解弹簧（7），所述弹簧片（4）与齿圈座（5）配合构成棘轮结构，所述缓解弹簧（7）一端抵靠在活塞组成（2）内侧端面，其另一端抵靠在弹簧座（6）端面，所述缓解弹簧（7）始终处于压缩状态。

2.根据权利要求1所述的铁路货车制动缸，其特征在于：所述弹簧片（4）一端与活塞组成（2）底部连接，其另一端沿活塞杆（3）轴向方向伸出，在制动缸缓解时，所述弹簧片（4）的伸出端置于齿圈座（5）的齿槽内。

3.根据权利要求2所述的铁路货车制动缸，其特征在于：所述弹簧片（4）伸出的高度H为20mm～90mm，折弯半径R为80mm～200mm，展开角度为α+β小于150°，所述齿圈座（5）的齿数B为90～136齿，齿深C为2mm～3mm，齿宽E为3mm～7mm，其旋向一侧的压力角度δ为70°～100°，另一侧的压力角度γ为-20°～10°。

4.根据权利要求2所述的铁路货车制动缸，其特征在于：所述弹簧片（4）均匀分布在活塞组成（2）底部。

5.根据权利要求1所述的铁路货车制动缸，其特征在于：在所述缓解弹簧（7）与弹簧座（6）之间或缓解弹簧（7）与活塞组成（2）之间设置有推力轴承（8）。

6.根据权利要求5所述的铁路货车制动缸，其特征在于：所述推力轴承（8）的动圈和静圈为一体结构。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的铁路货车制动缸，其特征在于：在活塞组成（2）上、活塞组成（2）与缸体（1）内壁之间设置有带储油功能的密封圈（9），所述带储油功能的密封圈（9）上设置有环形储油槽的端面与缸体（1）内壁紧密接触。

8.根据权利要求7所述的铁路货车制动缸，其特征在于：所述带储油功能的密封圈（9）通过锁圈（10）固定在活塞组成（2）上。

9.根据权利要求7所述的铁路货车制动缸，其特征在于：在所述活塞杆（3）与弹簧座（6）之间设置有防尘圈（11），所述防尘圈（11）置于弹簧座（6）的切槽内，所述防尘圈（11）的内径略小于活塞杆（3）的直径，在所述防尘圈（11）上沿其一个端面设置有开口。

10.根据权利要求7所述的铁路货车制动缸，其特征在于：在所述活塞组成（2）上、活塞组成（2）与缸体（1）内壁之间设置有导向带（12）。

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