CN105584950A - 一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，包括由隔板分割为第一油腔和第二油腔的缸体；第一油腔设有第一缸盖，第一油腔内设有第一活塞；第一油腔设有第一油口；第二油腔内设有第二活塞；隔板上设有单向连通器件；第二活塞为一端开口的中空结构，且开口端伸出第二油腔，第二活塞的开口端设有第二缸盖，第二缸盖与第二活塞形成第三油腔，第三油腔内设有第三活塞；第三油腔设有第二油口；第三活塞与第二活塞连接有弹性组。本发明同时实现液压盘式刹车所需的工作刹车和安全刹车的各项功能，并能够自动保持合适的刹车间隙，减少了液压盘式刹车的零件种类，降低了维修难度，并提高了刹车的安全可靠性。

Description

一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸

技术领域

本发明涉及石油钻机、修井机的绞车刹车系统技术领域，具体是一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸。

背景技术

现有技术中，液压盘式刹车已经普遍用作石油钻机、修井机的绞车刹车系统。为了保证工作刹车需求和刹车安全，液压盘式刹车一般采用常开式工作钳和常闭式安全钳两种刹车钳互补配合使用。正常工作刹车时通过液压驱动工作钳刹车，遇到液压失压或者其他紧急情况时，可通过压缩弹簧驱动安全钳刹车保证制动安全。而油缸作为制动钳的主要零件之一，为制动钳提供推力，同时也是区别工作钳和安全钳的关键技术所在。

同时，刹车间隙是液压盘式刹车的一个重要使用性能参数，直接影响着液压盘式刹车的使用性能，特别是对安全制动钳，刹车间隙直接影响制动力大小。然而在使用中，随着刹车块和刹车盘的磨损，刹车间隙会逐渐变大。因此，液压盘式刹车在使用中如何保持一个理想的刹车间隙非常重要。

目前，随着钻机整体技术的发展，液压盘式刹车上采用工作钳和安全钳两种刹车钳的做法越来越显得技术落伍，一个盘刹为了满足工作刹车需要和安全刹车需要，不仅需要配置足够的工作钳满足工作刹车需要，同时还需要配置足够的安全钳以满足安全刹车需要。这样做，在很大程度上造成了制动资源浪费，不仅需要很大的安装空间，由于两种刹车的工作方式不同，维护起来也显得繁琐。同时，目前液压盘式刹车为了保持合适的刹车间隙，普遍的做法是通过手动调节刹车钳，特别是安全钳，目前还没有很好的实现自动调节间隙的解决方法，因此两种不同的刹车钳间隙调节让盘刹维护更加复杂和困难。

发明内容

本发明提出一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，解决了现有技术中液压盘式刹车普遍采用两种不同刹车钳，间隙调节困难，维护复杂的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，包括左右两端开口的缸体，所述缸体中部设置有隔板，所述隔板将缸体分割为左右设置的第一油腔和第二油腔；

所述第一油腔的开口处设置有第一缸盖，所述第一油腔内设置有第一活塞，所述第一活塞的活塞杆伸出所述第一缸盖；所述第一活塞与缸体之间及所述第一活塞的活塞杆与第一缸盖之间设置有第一密封导向组；所述第一油腔设有第一油口，所述第一油口靠近所述隔板处；

所述第二油腔内设置有第二活塞，所述第二活塞与第二油腔之间设置有第二密封导向组；

所述隔板上设置有流向为由第一油腔向第二油腔的单向连通器件；

所述第二活塞为一端开口的中空结构，且开口端伸出所述第二油腔，所述第二活塞的开口端设置有第二缸盖，所述第二缸盖与所述第二活塞形成第三油腔，所述第三油腔内设置有第三活塞，所述第三活塞的活塞杆伸出所述第二缸盖；所述第三活塞与缸体之间、所述第三活塞的活塞杆与第二缸盖之间及所述第二缸盖与缸体之间设置有第三密封导向组；所述第三油腔设有第二油口，所述第二油口位于所述第二缸盖上；

所述第三活塞与第二活塞的里端连接有弹性组。

进一步地，所述第三活塞与第二活塞的里端之间设置有导向限位套。

进一步地，所述第一活塞在第一油缸内的相对轴向最大运动行程为L1，所述第三活塞在第二活塞内的相对轴向最大运动行程为L2，且L2大于L1。

进一步地，所述第一缸盖与缸体、所述第二缸盖与第二活塞通过螺栓固定。

进一步地，所述第一缸盖上设置有第一活塞呼吸口及防尘呼吸器。

进一步地，所述第三活塞上设置第三活塞呼吸口及防尘呼吸器。

进一步地，所述第二油腔设置有排气测压口，所述排气测压口位于靠近所述隔板处。

进一步地，所述第一活塞的活塞杆和第三活塞的活塞杆分别连接有缸耳。

本发明的有益效果为：

本发明通过第一活塞、第二活塞、第三活塞和弹性组的配合，能够同时实现液压盘式刹车所需的工作刹车和安全刹车的各项功能，并能够自动保持合适的刹车间隙，减少了液压盘式刹车的零件种类，降低了维修难度，并提高了刹车的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图中：

1、缸体；2、第一缸盖；3、第一活塞；4、第一油腔；5、第一油口；6、第二活塞；7、第二油腔；8、单向连通器件；9、第二缸盖；10、第三活塞；11、第三油腔；12、第二油口；13、弹性组；14、导向限位套；15、第一密封导向组；16、第二密封导向组；17、第三密封导向组；18、隔板；19、第一活塞呼吸口及防尘呼吸器；20、第三活塞呼吸口及防尘呼吸器；21、排气测压口；22、缸耳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明中的自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，包括左右两端开口的缸体1，缸体1中部设置有隔板18，隔板18将缸体1分割为左右设置的第一油腔4和第二油腔7。

第一油腔4的开口处设置有第一缸盖2，第一缸盖2与缸体1通过螺栓固定，第一油腔4内设置有第一活塞3，第一活塞3的活塞杆伸出第一缸盖2；第一活塞3与缸体1之间及第一活塞3的活塞杆与第一缸盖2之间设置有第一密封导向组15；第一油腔4设有第一油口5，第一油口5靠近隔板18处，外部的高压液体可通过第一油口5进入或排出第一油腔4内；第一缸盖2上设置有第一活塞呼吸口及防尘呼吸器19，用于第一活塞3运动时的呼吸，保证第一活塞3的运动灵活。

第二油腔7内设置有第二活塞6，第二活塞6与第二油腔7之间设置有第二密封导向组16。第二油腔7设置有排气测压口21，排气测压口21位于靠近隔板18处，平常工作时排气测压口21关闭。

隔板18上设置有流向为由第一油腔4向第二油腔7的单向连通器件8，且该单向连通器件8需要一定的开启压力，即，高压液体到了一定压力后可以从第一油腔4通过单向连通器件8进入第二油腔7，但任何时候都不能通过单向连通器件8从第二油腔7进入第一油腔4。

第二活塞6为一端开口的中空结构，且开口端伸出第二油腔7，第二活塞6的开口端设置有第二缸盖9，第二缸盖9与第二活塞6通过螺栓固定，第二缸盖9与第二活塞6形成第三油腔11，第三油腔11内设置有第三活塞10，第三活塞10的活塞杆伸出第二缸盖9；第三活塞10与缸体1之间、第三活塞10的活塞杆与第二缸盖9之间及第二缸盖9与缸体1之间设置有第三密封导向组17；第三活塞10上设置第三活塞呼吸口及防尘呼吸器20，用于第三活塞10运动时的呼吸，保证第三活塞10运动灵活；第三油腔11设有第二油口12，第二油口12位于第二缸盖9上，第二油口12可通过连接外部管线控制开启和关闭。

第三活塞10与第二活塞6的里端连接有弹性组13，弹性组13随着第二活塞6和第三活塞10的运动而进行变形，本实施例中，弹性组13使用碟簧，且为了保证足够的弹力和变形量，本实施例中设置多个碟簧，组成碟簧组。

第三活塞10与第二活塞6的里端之间设置有导向限位套14，用于给弹性组13导向，且对第三活塞10和第二活塞6之间的相对轴向运动限位，且限位后，第三活塞10和第二活塞6之间的相对轴向最大运动行程为L2。

设第一活塞3在第一油缸内的相对轴向最大运动行程为L1，第三活塞10在第二活塞6内的相对轴向最大运动行程为L2，要求L2大于L1。

第一活塞3的活塞杆和第三活塞10的活塞杆分别连接有缸耳22，用于与外部设备连接。

本实施例工作时，当液压盘式刹车需要本实施例提供推力进行刹车时，外部高压液体通过第一油口5进入第一油腔4，由于单向连通器件8存在一定开启压力，高压液体将先推动第一活塞3与缸体1相对轴向向外运动，直至第一活塞3相对运动到抵触第一缸盖2时，即，相对运动至最大行程L1时，第一活塞3和缸体1不能再相对轴向运动，第一油腔4内的液体压力升高，致使单向连通器件8开启，进而高压液体通过单向连通器件8进入第二油腔7内，进而推动第二活塞6与缸体1相对轴向向外运动，第二活塞6推动弹性组13向外运动，进而推动第三活塞10向外运动，直至第一活塞3和第三活塞10外端缸耳22分别抵触目标后，被目标所阻停止向外运动，这时高压液体继续注入，第二活塞6将压缩弹性组13继续向外运动，同时第二油口12在外部设备控制下打开，高压液体被吸入第三油腔11，直至第二活塞6与第三活塞10分别抵住导向限位套14，无法相对轴向运动，此时本实施例对目标的推力就为高压液体对第二活塞6的推力F1，且弹性组13的压缩量为第三活塞10与第二活塞6的相对轴向最大运动行程L2。

当需要松开时，第一油腔4内的高压液体通过第一油口5泄压排出，第一活塞3在外力的作用下缩回到与缸体1抵触的位置，即，第一活塞3的缩回量为L1，同时，第二油口12在外部设备控制下关闭，第三油腔11内的高压液体将无法排出，从而保持第三活塞10与第二活塞6的相对位置，同时，由于单向连通器件8的存在，第二油腔7内的高压液体也无法排出，从而也保持第二活塞6与缸体1的相对位置，进而本实施例在松开时保持对目标的恒定松开间隙L1。

当盘式刹车需要工作刹车时，即，需要通过改变高压液体压力来调整本实施例对外推力时，可改变从第一油口5进入第一油腔4的高压液体的压力，进而改变第二油腔7内的高压液体的压力，进而调整高压液体对第二活塞6的推力，进而调整本实施例的推力，同时，通过外部设备关闭第二油口12，第三油腔11内的高压液体无法排出，进而保持第三活塞10与第二活塞6的相对位置，进而保持弹性组13的压缩量不变化，这样即能调整油缸推力实现了工作刹车，也保持了弹性组13的压缩量不来回变化，提高了弹性组13的使用寿命。

当盘式刹车需要安全刹车时，即，需要本实施例通过弹性组13的弹力提供推力时，通过外部设备打开第二油口12，第三油腔11内的高压液体通过第二油口12泄压并排出，弹性组13释放张开，进而推动第三活塞10和第二活塞6相对向外运动，由于本实施例松开时保持恒定间隙L1，因此弹性组13此时张开释放的行程为L1，进而弹性组13保持的压缩量为△L＝L2-L1，根据弹性理论，进而这时弹性组13对外推力即为压缩量为△L时的弹力F2，这样就实现了本实施例通过弹性组13的弹力提供推力，进而盘式刹车实现安全刹车。

通过上述技术方案，既能够实现用一种油缸和刹车钳实现液压盘式刹车的工作刹车和安全刹车功能，同时也实现了间隙的自动调整，提高了制动资源的利用效率，也降低了维护复杂性。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，包括左右两端开口的缸体，所述缸体中部设置有隔板，所述隔板将缸体分割为左右设置的第一油腔和第二油腔；

所述第一油腔的开口处设置有第一缸盖，所述第一油腔内设置有第一活塞，所述第一活塞的活塞杆伸出所述第一缸盖；所述第一活塞与缸体之间及所述第一活塞的活塞杆与第一缸盖之间设置有第一密封导向组；所述第一油腔设有第一油口，所述第一油口靠近所述隔板处；

所述第二油腔内设置有第二活塞，所述第二活塞与第二油腔之间设置有第二密封导向组；

所述隔板上设置有流向为由第一油腔向第二油腔的单向连通器件；

所述第二活塞为一端开口的中空结构，且开口端伸出所述第二油腔，所述第二活塞的开口端设置有第二缸盖，所述第二缸盖与所述第二活塞形成第三油腔，所述第三油腔内设置有第三活塞，所述第三活塞的活塞杆伸出所述第二缸盖；所述第三活塞与缸体之间、所述第三活塞的活塞杆与第二缸盖之间及所述第二缸盖与缸体之间设置有第三密封导向组；所述第三油腔设有第二油口，所述第二油口位于所述第二缸盖上；

所述第三活塞与第二活塞的里端连接有弹性组。

2.如权利要求1所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第三活塞与第二活塞的里端之间设置有导向限位套。

3.如权利要求2所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第一活塞在第一油缸内的相对轴向最大运动行程为L1，所述第三活塞在第二活塞内的相对轴向最大运动行程为L2，且L2大于L1。

4.如权利要求3所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第一缸盖与缸体、所述第二缸盖与第二活塞通过螺栓固定。

5.如权利要求4所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第一缸盖上设置有第一活塞呼吸口及防尘呼吸器。

6.如权利要求5所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第三活塞上设置第三活塞呼吸口及防尘呼吸器。

7.如权利要求6所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第二油腔设置有排气测压口，所述排气测压口位于靠近所述隔板处。

8.如权利要求7所述的一种自动保持恒间隙工作安全一体化制动油缸，其特征在于，所述第一活塞的活塞杆和第三活塞的活塞杆分别连接有缸耳。