CN104908773B - 带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置 - Google Patents

带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，包括车辆底板、制动机构和制动缓解机构，制动缓解机构包括手轮、蜗杆轴、凸轮、凸轮左半轴和凸轮右半轴，蜗杆轴通过蜗杆支座固定在车辆底板上，凸轮右半轴通过凸轮轴支座固定在车辆底板上，凸轮左半轴支撑在制动机构上，凸轮右半轴右端安装有蜗轮，蜗轮与蜗杆轴上的蜗杆啮合，凸轮右半轴左端滑移安装有互嵌式离合器活动瓣，凸轮左半轴右端安装有互嵌式离合器固定瓣，离合器固定瓣与离合器活动瓣配合，凸轮安装在凸轮左半轴左端。本发明能在没有气源的情况下手动缓解制动，能使功能车辆独立驻车时缓解制动，便于移动，在与电机车配在一起时解除制动缓解，驻车时恢复制动。

Description

带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置
技术领域
本发明涉及一种车辆制动装置，尤其是涉及一种带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置。
背景技术
电机车组由功能车辆和至少一辆电机车组成，电机车与功能车辆连接用于拖动功能车辆行走，功能车辆有碴土车、载人车、材料车、砂浆车和管片车等。这些功能车辆自身没有动力源，通常是充气缓解制动，停车制动由制动气缸内的压缩弹簧提供制动力。当这些功能车辆在轨道上驻车时，制动气缸内的压缩弹簧紧压闸瓦，闸瓦抱死车轮实现驻车制动。当这些功能车辆在没有电机车的情况下需要移动时，则没有气源进行制动缓解，车轮只能在轨道上滑动拖行。这种滑动拖行方式，需要的拖动力较大，且加剧了轨道及车轮的磨损，而现有技术中还没有能够有效地解决这一问题的车辆制动装置。为此，设计一种带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其能在没有气源的情况下手动缓解制动，结构简单，设计新颖合理，实现方便，使用操作简单，免维护，能使电机车组配套的功能车辆独立驻车时缓解制动，在外力作用下实现移动，在与电机车配在一起时自动解除制动缓解，驻车时恢复制动功能，工作可靠性高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：包括车辆底板、制动机构和用于对制动机构制动缓解的制动缓解机构，所述制动机构和制动缓解机构均安装在车辆底板上，所述制动缓解机构包括手轮、蜗杆轴、凸轮、凸轮左半轴和凸轮右半轴，所述蜗杆轴通过蜗杆支座支撑固定在车辆底板上，所述蜗杆轴与蜗杆支座转动连接，所述凸轮左半轴和凸轮右半轴位于一条直线上，所述凸轮右半轴通过凸轮轴支座支撑固定在车辆底板上，所述凸轮右半轴与凸轮轴支座转动连接，所述凸轮左半轴支撑在制动机构上且与制动机构转动连接，所述凸轮右半轴的右端固定安装有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆轴上的蜗杆啮合，所述凸轮右半轴的左端通过滑移平键安装有互嵌式离合器活动瓣，所述凸轮左半轴的右端固定安装有互嵌式离合器固定瓣，所述互嵌式离合器固定瓣与互嵌式离合器活动瓣配合，所述凸轮固定安装在凸轮左半轴的左端。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述制动机构包括制动气缸、制动臂、制动臂支座和制动闸瓦，所述制动气缸的活塞杆端部通过制动缸销轴与制动臂的下端铰接，所述制动臂的上端通过制动臂销轴与制动臂支座的上端铰接，所述制动臂支座的下端固定在车辆底板上，所述制动闸瓦通过闸瓦销轴与制动臂铰接且用于压紧车轮，所述凸轮左半轴支撑在制动臂支座上且与制动臂支座转动连接。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮与制动臂之间设置有凸轮复位弹簧，所述凸轮复位弹簧的一端与凸轮连接，所述凸轮复位弹簧的另一端与制动臂连接。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮右半轴上设置有凸台，所述凸台位于互嵌式离合器活动瓣的右侧，所述互嵌式离合器活动瓣的右端面与凸台的左端面之间设置有互嵌式离合器压紧弹簧。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮右半轴的下方安装有离合器缸，所述离合器缸的活塞杆端部固定有互嵌式离合器活动瓣钩板，所述互嵌式离合器活动瓣钩板与互嵌式离合器活动瓣卡合且能够拉动互嵌式离合器活动瓣沿着凸轮右半轴向右滑动。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述制动气缸的进气口和离合器缸的进气口通过气动连接软管均与手动两位三通阀的出气口连接，所述手动两位三通阀的进气口通过管道连接有气泵。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述手动两位三通阀上安装有消音器。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述制动气缸通过气缸座安装在车辆底板上，所述气缸座焊接在车辆底板上，所述制动气缸通过螺栓固定安装在气缸座上。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述蜗杆支座的数量为两个，两个所述蜗杆支座分别设置在蜗杆轴的前后两端，所述蜗杆支座焊接在车辆底板上；所述凸轮轴支座的数量为两个，两个所述凸轮轴支座分别设置在凸轮右半轴的左右两端，所述凸轮轴支座焊接在车辆底板上。
上述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮为渐开线凸轮。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结构简单、设计新颖合理且使用操作方便。
2、本发明在功能车独立停放时，通过顺时针转动手轮，可以缓解制动，便于自由移动功能车辆；在功能车独立停放时，通过逆时针转动手轮，可以对功能车辆恢复制动。
3、本发明在功能车辆和电机车联接在一起时，可以通过离合器缸通压力空气解除制动缓解，恢复制动功能；在功能车辆和机车联接在一起时，不影响电机车制动功能。
4、本发明实现方便，对电机车驾驶室内的操作手柄及气路不做改动，不增加驾驶员的操作，对现有的功能车辆改造容易；电机车挂上功能车辆后，不需要检查功能车辆是否处于制动缓解状态。
5、本发明能在没有气源的情况下手动缓解制动，能使电机车组配套的功能车辆独立驻车时缓解制动，在外力作用下实现移动，在与电机车配在一起时自动解除制动缓解，驻车时恢复制动功能。
6、本发明工作可靠性高，实用性强，免维护，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的使用状态图。
图2为本发明的气路原理图。
附图标记说明:
1—车轮； 2—制动闸瓦； 3—制动臂支座；
4—制动臂销轴； 5—闸瓦销轴； 6—凸轮复位弹簧；
7—制动臂； 8—凸轮； 9—制动缸销轴；
10—制动气缸； 10-1—制动缸弹簧； 11—气缸座；
12—凸轮左半轴； 13—互嵌式离合器固定瓣；
14—互嵌式离合器活动瓣； 15—互嵌式离合器活动瓣钩板；
16—滑移平键； 17—互嵌式离合器压紧弹簧；
18—车辆底板； 19—离合器缸； 19-1—离合器缸弹簧；
20—凸轮轴支座； 21—车轴； 22—凸轮右半轴；
23—手轮； 24—蜗杆轴； 25—蜗杆；
26—蜗轮； 27—蜗杆支座； 28—凸台；
29—气动连接软管； 30—手动两位三通阀； 31—气泵；
32—消音器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括车辆底板18、制动机构和用于对制动机构制动缓解的制动缓解机构，所述制动机构和制动缓解机构均安装在车辆底板18上，所述制动缓解机构包括手轮23、蜗杆轴24、凸轮8、凸轮左半轴12和凸轮右半轴22，所述蜗杆轴24通过蜗杆支座27支撑固定在车辆底板18上，所述蜗杆轴24与蜗杆支座27转动连接，所述凸轮左半轴12和凸轮右半轴22位于一条直线上，所述凸轮右半轴22通过凸轮轴支座20支撑固定在车辆底板18上，所述凸轮右半轴22与凸轮轴支座20转动连接，所述凸轮左半轴12支撑在制动机构上且与制动机构转动连接，所述凸轮右半轴22的右端固定安装有蜗轮26，所述蜗轮26与蜗杆轴24上的蜗杆25啮合，所述凸轮右半轴22的左端通过滑移平键16安装有互嵌式离合器活动瓣14，所述凸轮左半轴12的右端固定安装有互嵌式离合器固定瓣13，所述互嵌式离合器固定瓣13与互嵌式离合器活动瓣14配合，所述凸轮8固定安装在凸轮左半轴12的左端。
如图1所示，所述制动机构包括制动气缸10、制动臂7、制动臂支座3和制动闸瓦2，所述制动气缸10的活塞杆端部通过制动缸销轴9与制动臂7的下端铰接，所述制动臂7的上端通过制动臂销轴4与制动臂支座3的上端铰接，所述制动臂支座3的下端固定在车辆底板18上，所述制动闸瓦2通过闸瓦销轴5与制动臂7铰接且用于压紧车轮1，所述凸轮左半轴12支撑在制动臂支座3上且与制动臂支座3转动连接。
如图1所示，所述凸轮8与制动臂7之间设置有凸轮复位弹簧6，所述凸轮复位弹簧6的一端与凸轮8连接，所述凸轮复位弹簧6的另一端与制动臂7连接。
如图1所示，所述凸轮右半轴22上设置有凸台28，所述凸台28位于互嵌式离合器活动瓣14的右侧，所述互嵌式离合器活动瓣14的右端面与凸台28的左端面之间设置有互嵌式离合器压紧弹簧17。
如图1所示，所述凸轮右半轴22的下方安装有离合器缸19，所述离合器缸19的活塞杆端部固定有互嵌式离合器活动瓣钩板15，所述互嵌式离合器活动瓣钩板15与互嵌式离合器活动瓣14卡合且能够拉动互嵌式离合器活动瓣14沿着凸轮右半轴22向右滑动。
如图2所示，所述制动气缸10的进气口和离合器缸19的进气口通过气动连接软管29均与手动两位三通阀30的出气口连接，所述手动两位三通阀30的进气口通过管道连接有气泵31。其中，气动连接软管29为机车与功能车辆的连接管。工作时，通过气泵31提供压缩空气，当手动两位三通阀30处于左边时，向制动气缸10的上腔充气，压缩制动缸弹簧10-1，使制动气缸10的活塞杆收回，带动制动闸瓦2与车轮1分离；同时离合器缸19的上腔内充气，压缩离合器缸弹簧19-1，使离合器缸19的活塞杆收回，使互嵌式离合器活动瓣14与互嵌式离合器固定瓣13分离，凸轮8复位。当手动两位三通阀30处于右边时，制动气缸10的上腔排气，制动缸弹簧10-1将制动气缸10的活塞杆顶出，推动制动闸瓦2压紧车轮1，实现制动；同时离合器缸19的上腔内进气，压缩离合器缸弹簧19-1使离合器缸19的活塞杆伸出，互嵌式离合器活动瓣14与互嵌式离合器固定瓣13接合。
如图2所示，所述手动两位三通阀30上安装有消音器32，削除手动两位三通阀30上的排气噪音。
如图1所示，所述制动气缸10通过气缸座11安装在车辆底板18上，所述气缸座11焊接在车辆底板18上，所述制动气缸10通过螺栓固定安装在气缸座11上。
如图1所示，所述蜗杆支座27的数量为两个，两个所述蜗杆支座27分别设置在蜗杆轴24的前后两端，所述蜗杆支座27焊接在车辆底板18上；所述凸轮轴支座20的数量为两个，两个所述凸轮轴支座20分别设置在凸轮右半轴22的左右两端，所述凸轮轴支座20焊接在车辆底板18上。
本实施例中，所述凸轮8为渐开线凸轮，使用平稳。
本发明的工作原理为：由于功能车辆脱离电机车时，切断了气源，功能车辆独立停放的情况下，制动气缸10内的制动缸弹簧10-1通过活塞杆推动制动臂7，制动臂7带动制动闸瓦2压紧车轮1，使独立停放的功能车实现驻车制动功能。移动功能车辆时需要缓解制动，使功能车辆顺利移动，移动后还需要实现驻车制动，在与电机车挂在一起时，又需要对功能车辆制动缓解及制动，采用本发明的技术方案解决了以上技术问题。工作时，分以下几种具体的工作情况：
第一、功能车辆与电机车未挂在一起时，通过顺时针转动手轮23，移动功能车辆时缓解制动；
通过顺时针转动手轮23，两个蜗杆支座27通过内置轴承支撑蜗杆轴24，手轮23带动蜗杆轴24和蜗杆25转动，蜗杆25与蜗轮26啮合，蜗轮26带动凸轮右半轴22转动；凸轮右半轴22带动互嵌式离合器活动瓣14转动，两个凸轮轴支座20通过内置轴承支撑凸轮右半轴22，互嵌式离合器活动瓣14的右端面通过互嵌式离合器压紧弹簧17压紧，互嵌式离合器活动瓣14与互嵌式离合器固定瓣13啮合，带动凸轮左半轴12和凸轮8逆时针转动转动；凸轮左半轴12通过制动臂支座3支撑，凸轮8转动推动制动臂7绕着制动臂销轴4转动，制动臂7推动制动气缸10的活塞杆向回收缩，制动臂7拉动制动闸瓦2使其离开车轮1，从而达到制动缓解的功能。在转动手轮23时，由于制动缓解机构利用了蜗轮26与蜗杆25啮合传动的自锁性，达到手轮23向一个方向转动时不会产生相反方向的转动。
第二、功能车辆与电机车未挂在一起时，通过逆时针转动手轮23，移动功能车辆后恢复驻车制动；
通过逆时针转动手轮23，两个蜗杆支座27通过内置轴承支撑蜗杆轴24，手轮23带动蜗杆轴24和蜗杆25转动，蜗杆25与蜗轮26啮合，蜗轮26带动凸轮右半轴22转动；凸轮右半轴22带动互嵌式离合器活动瓣14转动，两个凸轮轴支座20通过内置轴承支撑凸轮右半轴22，互嵌式离合器活动瓣14的右端面通过互嵌式离合器压紧弹簧17压紧，互嵌式离合器活动瓣14与互嵌式离合器固定瓣13啮合，带动凸轮左半轴12和凸轮8顺时针转动转动；凸轮左半轴12通过制动臂支座3支撑，由于凸轮8向着半径小的方向转动，制动气缸10内的制动缸弹簧10-1使制动气缸10的活塞杆完全伸出，制动气缸10的活塞杆推动制动臂7，带动制动闸瓦2压紧车轮1，达到驻车制动的目的。在转动手轮23时，由于制动缓解机构利用了蜗轮26与蜗杆25啮合传动的自锁性，达到手轮23向一个方向转动时不会产生相反方向的转动。
第三、功能车辆与电机车挂在一起时，在电机车驾驶室内制动缓解；
3.1、当功能车辆处于驻车制动状态时；
功能车辆处于驻车制动状态，此时状态下渐开线凸轮8处于最低点。当功能车辆与电机车挂在一起，接驳上气源后，驾驶员通过装在电机车驾驶室内的手动两位三通阀30使制动气缸10充气缓解制动；制动气缸10并联一个离合器缸19，在制动气缸10充气缓解制动时，同时给离合器缸19也充气，离合器缸19的活塞杆带动互嵌式离合器活动瓣钩板15，互嵌式离合器活动瓣钩板15拉动互嵌式离合器活动瓣14压缩互嵌式离合器压紧弹簧17，使互嵌式离合器活动瓣14与互嵌式离合器固定瓣13分离。制动气缸10内充气，制动气缸10的活塞杆向回收缩，与凸轮8分离，同时拉动制动臂7，带动制动闸瓦2，制动闸瓦2与车轮1分开，达到制动缓解的功能。
3.2、当功能车辆处于制动缓解状态时；
当出现手动对功能车辆制动缓解而没有恢复制动的情况时，出现这种情况的制动缓解是由于凸轮8顶住制动臂7，克服制动气缸10内的制动缸弹簧10-1，使制动臂7带动制动闸瓦2与车轮1分离。功能车辆与电机车挂在一起，接驳上气源后，驾驶员通过装在电机车驾驶室内的手动两位三通阀30使制动气缸10充气缓解制动，制动气缸10并联一个离合器缸19，在制动气缸10充气缓解制动缸时，同时给离合器缸19充气，离合器缸19拉动互嵌式离合器活动瓣钩板15压缩互嵌式离合器压紧弹簧17，使互嵌式离合器活动瓣14与互嵌式离合器固定瓣13分离，凸轮复位弹簧6将凸轮8拉回最低点，使凸轮8复位以便下次制动。
第四、功能车辆与电机车挂在一起时，在电机车驾驶室内制动；
由于电机车开行时，需要制动缓解，也就是要完成上述第三种情况的动作，这时凸轮8已到达转到凸轮8的最低点，由于凸轮8已与制动臂7脱离，不影响驾驶员通过装在电机车驾驶室内的手动两位三通阀30使制动气缸10排气制动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：包括车辆底板(18)、制动机构和用于对制动机构制动缓解的制动缓解机构，所述制动机构和制动缓解机构均安装在车辆底板(18)上，所述制动缓解机构包括手轮(23)、蜗杆轴(24)、凸轮(8)、凸轮左半轴(12)和凸轮右半轴(22)，所述蜗杆轴(24)通过蜗杆支座(27)支撑固定在车辆底板(18)上，所述蜗杆轴(24)与蜗杆支座(27)转动连接，所述凸轮左半轴(12)和凸轮右半轴(22)位于一条直线上，所述凸轮右半轴(22)通过凸轮轴支座(20)支撑固定在车辆底板(18)上，所述凸轮右半轴(22)与凸轮轴支座(20)转动连接，所述凸轮左半轴(12)支撑在制动机构上且与制动机构转动连接，所述凸轮右半轴(22)的右端固定安装有蜗轮(26)，所述蜗轮(26)与蜗杆轴(24)上的蜗杆(25)啮合，所述凸轮右半轴(22)的左端通过滑移平键(16)安装有互嵌式离合器活动瓣(14)，所述凸轮左半轴(12)的右端固定安装有互嵌式离合器固定瓣(13)，所述互嵌式离合器固定瓣(13)与互嵌式离合器活动瓣(14)配合，所述凸轮(8)固定安装在凸轮左半轴(12)的左端。
2.按照权利要求1所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述制动机构包括制动气缸(10)、制动臂(7)、制动臂支座(3)和制动闸瓦(2)，所述制动气缸(10)的活塞杆端部通过制动缸销轴(9)与制动臂(7)的下端铰接，所述制动臂(7)的上端通过制动臂销轴(4)与制动臂支座(3)的上端铰接，所述制动臂支座(3)的下端固定在车辆底板(18)上，所述制动闸瓦(2)通过闸瓦销轴(5)与制动臂(7)铰接且用于压紧车轮(1)，所述凸轮左半轴(12)支撑在制动臂支座(3)上且与制动臂支座(3)转动连接。
3.按照权利要求2所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮(8)与制动臂(7)之间设置有凸轮复位弹簧(6)，所述凸轮复位弹簧(6)的一端与凸轮(8)连接，所述凸轮复位弹簧(6)的另一端与制动臂(7)连接。
4.按照权利要求2所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮右半轴(22)上设置有凸台(28)，所述凸台(28)位于互嵌式离合器活动瓣(14)的右侧，所述互嵌式离合器活动瓣(14)的右端面与凸台(28)的左端面之间设置有互嵌式离合器压紧弹簧(17)。
5.按照权利要求4所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮右半轴(22)的下方安装有离合器缸(19)，所述离合器缸(19)的活塞杆端部固定有互嵌式离合器活动瓣钩板(15)，所述互嵌式离合器活动瓣钩板(15)与互嵌式离合器活动瓣(14)卡合且能够拉动互嵌式离合器活动瓣(14)沿着凸轮右半轴(22)向右滑动。
6.按照权利要求5所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述制动气缸(10)的进气口和离合器缸(19)的进气口通过气动连接软管(29)均与手动两位三通阀(30)的出气口连接，所述手动两位三通阀(30)的进气口通过管道连接有气泵(31)。
7.按照权利要求6所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述手动两位三通阀(30)上安装有消音器(32)。
8.按照权利要求2所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述制动气缸(10)通过气缸座(11)安装在车辆底板(18)上，所述气缸座(11)焊接在车辆底板(18)上，所述制动气缸(10)通过螺栓固定安装在气缸座(11)上。
9.按照权利要求1所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述蜗杆支座(27)的数量为两个，两个所述蜗杆支座(27)分别设置在蜗杆轴(24)的前后两端，所述蜗杆支座(27)焊接在车辆底板(18)上；所述凸轮轴支座(20)的数量为两个，两个所述凸轮轴支座(20)分别设置在凸轮右半轴(22)的左右两端，所述凸轮轴支座(20)焊接在车辆底板(18)上。
10.按照权利要求1所述的带有制动缓解机构的电机车组功能车辆制动装置，其特征在于：所述凸轮(8)为渐开线凸轮。
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