CN103791004A

CN103791004A - 一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置

Info

Publication number: CN103791004A
Application number: CN201410020483.1A
Authority: CN
Inventors: 张建; 唐文献; 徐旗钊; 朱永梅; 姚凯; 郑继飞; 卢令文
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: CN103791004B

Abstract

本发明公布了一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，所述导向装置由上至下依次由方形导向块、支撑杆、端盖、弹性元件沿着中心线套装并相连接构成，所述方形导向块上还设置磨损报警电路；所述导向块用来支撑和导向制动衬块，且导向块在中心线上沿着厚度方向开有台阶孔用于连接支撑杆。本发明可在制动效能发生严重衰退或制动器失去工作能力之前，提醒工作人员及时更换导向块，因而，降低了安全事故的发生概率。降低了维修保养成本，且使得维修更换过程更加简单方便。

Description

一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置

技术领域

本发明涉及盘式制动器，尤其涉及一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置。

背景技术

与鼓式制动器相比，盘式制动器具有重量轻、散热快、制动噪声小、制动效能高、使用寿命长、结构简单、维修保养方便等优点。因此，盘式制动器在各种中重型车辆、船舶甲板机械上得到了广泛应用。

公知的盘式制动器主要由制动钳和支架两部分组成：制动钳通过导销连接到支架上，包括钳体、制动衬块、推盘、动力装置等；支架则通过螺栓连接在制动对象的骨架（若制动对象为汽车，骨架为车桥；若制动对象为锚机，骨架为锚机支架）上，制动时，制动钳可以沿着导销做轴向运动。如图1所示，支架的主要作用为：1）通过底部导向面100与制动衬块底面103接触，对制动衬块进行支撑和导向；2）通过内侧支撑面101与制动衬块侧面102接触，平衡制动载荷，并把制动载荷传递给制动对象的骨架。

这种盘式制动器的背景技术由CN200420109257.2、CN200510022535.X、CN201210249905.3等专利文献给出。然而，公知的盘式制动器存在如下技术缺陷：由于制造和安装误差，在工作过程中，制动器经常无法克服支架内侧支撑面101与制动衬块侧面102之间的间隙，如图1所示，内侧支撑面101与制动衬块侧面102接触不够充分或直接无法接触，使得内侧支撑面101仅能部分或者完全不能平衡制动载荷，剩余的制动载荷只能由支架底部导向面100来承担；又由于底部导向面100与制动盘旋转中心的距离小于内侧支撑面101与制动盘旋转中心的距离，在平衡相同的制动力矩的情况下，底部导向面100所受载荷更大。因此，底部导向面100不但要支撑和导向，而且往往还要平衡制动载荷，造成底部导向面100材料屈服和严重磨损，导向功能丧失，制动效能衰退；由于底部导向面100受力太大，导致靠近导向面100的支架中部连接筋杆极易发生疲劳破坏，使得制动器失去工作能力。这不但增加了制动器的维修和更换成本，而且增大了安全事故发生的概率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，可以自动补偿支架内侧支撑面与制动衬块侧面之间的间隙，使得两者之间充分接触；该装置还具有磨损报警功能，在导向块达到磨损极限时，发出报警信号。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，所述导向装置由上至下依次由方形导向块、支撑杆、端盖、弹性元件沿着中心线套装并相连接构成，所述方形导向块上还设置磨损报警电路；所述导向块用来支撑和导向制动衬块，且导向块在中心线上沿着厚度方向开有台阶孔用于连接支撑杆。

所述支撑杆从上而下依次由螺纹杆、截面为正方形的方杆、平面向下的半球相连接构成；螺纹杆外径是方杆截面边长的1/3～1/2，半球直径是方杆截面边长的2‐3倍；在半球平面中部还设有沉孔，所述沉孔用于支撑和定位弹性元件。

所述台阶孔的小孔内径介于螺纹杆外径和方杆截面边长之间，导向块与支撑杆通过螺母、垫圈在台阶孔处连接，台阶孔的大孔内径为垫圈外径1.5倍。

所述端盖为凸台形构件，从上而下依次由六角形凸体和圆盘组成；沿着端盖中心线方向开有截面为矩形的通孔，所述通孔截面矩形的短边与方杆截面边长相等，所述通孔截面矩形短边为长边的60%‐80%；在通孔下部设有球形弧面，与半球表面形成紧密贴合；圆盘周向设有螺纹。

所述弹性元件是螺旋弹簧、串联碟形弹簧组或者橡胶弹簧中的任意一种，弹性元件外径与沉孔内径相等。

所述磨损报警电路包括磨损传感器、报警器、电阻、电源和指示灯；其中磨损传感器由导线制成，导线均匀粘贴在导向块四周，导线两端分别于报警器两端相连，导线与导向块上表面的距离小于支撑杆上部与导向块上表面的距离；电源的一端串接指示灯后与报警器的一端连接，电源的另一端串接电阻后与报警器的另一端连接。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1）由于采用柔性导向装置，当导向面承受载荷大于预紧力时，弹性元件被压缩，导向块下移同时沿着矩形通孔长边方向发生微小偏移，支架支撑面与制动衬块侧面之间的间隙得到自动补偿，保证了支撑面与制动衬块侧面完全接触，制动载荷完全由支撑面承担，从而避免了导向面的屈服和严重磨损，以及支架中部连接筋杆的疲劳破坏；

2）采用磨损报警电路对导向块磨损情况进行报警，即在导向块达到磨损极限时，由导线制成的磨损传感器被磨断，报警器从短路状态变为通电状态，发出报警信号，可在制动效能发生严重衰退或制动器失去工作能力之前，提醒工作人员及时更换导向块，因而，降低了安全事故的发生概率。

3）由于本发明的柔性导向装置独立于支架主体，只需在公知的盘式制动器支架导向面处开设圆柱形盲孔，即可安装柔性导向装置，且当导向面达到磨损极限时，只需更换导向块和磨损传感器即可，无需更换整个支架，因而，降低了维修保养成本，且使得维修更换过程更加简单方便。

附图说明

图1为公知盘式制动器支架和制动衬块的部分结构的示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明A‐A向剖视图；

图4为本发明的导向块的俯视图；

图5为本发明的支撑杆的主视图；

图6为本发明的支撑杆的俯视图；

图7为本发明的端盖的主视图；

图8为本发明的端盖的左视图；

图9为本发明的端盖的俯视图；

其中，1‐导向块、2‐支撑杆、3‐端盖、4‐弹性元件、5‐磨损传感器、6‐报警器、7‐电阻、8‐电源、9‐指示灯、11‐台阶孔、21‐螺纹杆、22‐方杆、23‐半球、24‐沉孔、31‐凸体、32‐圆盘、33‐通孔、34‐弧面、100‐支架底部导向面、101‐支架内侧支撑面、102‐制动衬块侧面、103‐制动衬块底面。

具体实施方式

一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，如图2所示，从上而下依次由方形导向块1、支撑杆2、端盖3、弹性元件4沿着中心线套装并相连接构成。此外，还包括报警器6并联磨损传感器5，再与电阻7、电源8、指示灯9相串联的磨损报警电路。

导向块1主要用来支撑和导向制动衬块，且在中心线上沿着厚度方向开有台阶孔11，用于连接支撑杆2，如图2、图4所示。

支撑杆2从上而下依次由螺纹杆21、截面为正方形的方杆22、平面向下的半球23相连接构成，如图5、图6所示，起着连接导向块1和弹性元件4的作用；螺纹杆21外径是方杆22截面边长的1/3～1/2，半球23直径是方杆22截面边长的2‐3倍；在半球23平面中部还设有沉孔24，用于支撑和定位弹性元件4。

螺纹杆21的长度小于导向块1的厚度，台阶孔11的小孔内径介于螺纹杆21外径和方杆22截面边长之间，导向块1与支撑杆2通过螺母、垫圈在台阶孔11处连接，把导向块下表面紧压在方杆22上部，台阶孔11的大孔内径为垫圈外径1.5倍，以保证内六角扳手可以有效对螺母进行预紧。

端盖3为凸台形构件，从上而下依次由六角形凸体31和圆盘32组成，如图7所示，主要作用是把柔性导向装置固定在制动器支架上，并通过支撑杆2压紧弹性元件4，产生一定的预紧力；沿着端盖3中心线方向开有截面为矩形的通孔33，如图3、图8、图9所示，矩形长边与支架内侧支撑面垂直，矩形短边与方杆22截面边长相等，矩形短边为长边的60%‐80%，用于间隙自动补偿；在通孔33下部设有球形弧面34，与半球23表面形成紧密贴合；圆盘32周向设有螺纹，用于连接制动器支架。

弹性元件4可以是螺旋弹簧、串联碟形弹簧组或者橡胶弹簧中的任意一种，弹性元件4外径与沉孔24内径相等，确保在工作工程中不发生偏移。

磨损传感器5由导线制成，导线两端分别于报警器6两端相连，均匀粘贴在导向块1四周，与导向块1上表面的距离小于支撑杆2上部与导向块1上表面的距离，如图2所示。电源8的一端串接指示灯9后与报警器6的一端连接，电源8的另一端串接电阻7后与报警器6的另一端连接。指示灯9的作用是确认磨损报警电路是否正常工作，即灯亮则电路正常；灯灭则电路不正常，需检查整个电路连接问题。磨损报警电路主要作用是：在导向块1达到磨损极限时，磨损传感器5被磨断，报警器6从短路状态变为通电状态，向工作人员报警。

本发明的安装过程如下：首先，在公知的盘式制动器支架的导向面处开设圆柱形盲孔，在盲孔底部中心位置铣出一个内径与弹性元件外径相等的沉孔，用于限制弹性元件4水平运动，且在盲孔内侧面加工出一段螺纹，与端盖圆盘32形成螺纹连接，如图2所示；其次，把支撑杆2穿在端盖3上，通过内六角扳手把端盖3和弹性元件4一起装入圆柱形盲孔中，弹性元件4在圆槽24作用下被压紧至预紧力F；最后，通过螺母、垫圈把导向块1安装在支撑杆2上部。

本发明的更换过程如下：首先，拧开螺母、垫圈，取下导向块1以及与之粘贴的磨损传感器5，把磨损传感器5从磨损报警电路中切除；其次，把新的磨损传感器均匀粘贴在新的导向块四周，并接入磨损报警电路中；最后，拧紧螺母、垫圈，把导向块安装在支撑杆2上。

本发明的间隙补偿工作原理如下：当导向块1所受法向载荷小于预紧力F时，柔性导向装置不工作，如图2所示；当导向块1所受法向载荷大于预紧力F，弹簧被压缩，导向块1与支撑杆2一起向下运动，同时导向块1沿着矩形通孔长边方向发生微小偏移，靠向支架内侧支撑面，由此支架内侧支撑面与制动衬块侧面之间的间隙得到自动补偿，保证了支架内侧支撑面与制动衬块侧面完全接触，制动载荷完全由支架内侧支撑面承担。

本发明的磨损报警工作原理如下：当导向块1达到其磨损极限时，磨损传感器5被磨断，报警器6从短路状态变为通电状态，报警器响起，向工作人员报警。

Claims

1.一种用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，其特征在于所述导向装置由上至下依次由方形导向块（1）、支撑杆（2）、端盖（3）、弹性元件（4）沿着中心线套装并相连接构成，所述方形导向块（1）上还设置磨损报警电路；所述导向块（1）用来支撑和导向制动衬块，且导向块（1）在中心线上沿着厚度方向开有台阶孔（11）用于连接支撑杆（2）。

2.根据权利要求1所述的用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，其特征在于所述支撑杆（2）从上而下依次由螺纹杆（21）、截面为正方形的方杆（22）、平面向下的半球（23）相连接构成；螺纹杆（21）外径是方杆（22）截面边长的1/3～1/2，半球（23）直径是方杆（22）截面边长的2-3倍；在半球（23）平面中部还设有沉孔（24），所述沉孔（24）用于支撑和定位弹性元件（4）。

3.根据权利要求1所述的用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，其特征在于所述台阶孔（11）的小孔内径介于螺纹杆（21）外径和方杆（22）截面边长之间，导向块（1）与支撑杆（2）通过螺母、垫圈在台阶孔（11）处连接，台阶孔（11）的大孔内径为垫圈外径1.5倍。

4.根据权利要求1所述的用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，其特征在于所述端盖（3）为凸台形构件，从上而下依次由六角形凸体（31）和圆盘（32）组成；沿着端盖（3）中心线方向开有截面为矩形的通孔（33），所述通孔（33）截面矩形的短边与方杆（22）截面边长相等，所述通孔（33）截面矩形短边为长边的60%-80%；在通孔（33）下部设有球形弧面（34），与半球（23）表面形成紧密贴合；圆盘（32）周向设有螺纹。

5.根据权利要求1所述的用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，其特征在于所述弹性元件（4）是螺旋弹簧、串联碟形弹簧组或者橡胶弹簧中的任意一种，弹性元件（4）外径与沉孔（24）内径相等。

6.根据权利要求1所述的用于盘式制动器支架上的柔性导向装置，其特征在于所述磨损报警电路包括磨损传感器（5）、报警器（6）、电阻（7）、电源（8）和指示灯（9）；其中磨损传感器（5）由导线制成，导线均匀粘贴在导向块（1）四周，导线两端分别于报警器（6）两端相连，导线与导向块（1）上表面的距离小于支撑杆（2）上部与导向块（1）上表面的距离；电源（8）的一端串接指示灯（9）后与报警器（6）的一端连接，电源（8）的另一端串接电阻（7）后与报警器（6）的另一端连接。