杠杆机构以及包括其的制动夹钳装置
技术领域
本发明属于制动技术领域,涉及制动夹钳装置,尤其涉及轨道车辆的制动夹钳装置上使用的杠杆机构。
背景技术
制动夹钳装置是用于为车辆提供制动的关键部件,其广泛应用于轨道车辆上,其基本工作原理是,制动缸的输出轴输出制动力,作用在杠杠机构的一端上,从而使杠杆机构的另一端相向于制动盘转动并作用于闸片进而产生制动。因此,杠杆机构的主要作用传递制动力。
现有的制动夹钳装置的杠杆机构一般仅由一个杠杆本体构成,申请人发现,现有的制动夹钳装置的杠杆机构存在以下问题的至少一方面:
(1)在实际工作时杠杆机构的一端与制动缸的输出轴的接触面积和接触角度随制动缸的输出轴的顶起而改变,使得杠杆机构传递制动力的效率较低;
(2)在工作时,杠杆机构与制动缸的输出轴接触的一端频繁受到制动缸的输出轴的冲击,极易磨损,同时,杠杆机构的另一端与闸片直接接触,也很容易磨损,维护时需要更换整个杠杆本体,大大增加了维护成本;
(3)在诸如夹钳装置的制动缸内部出现问题而需要手动缓解时,必须将整个杠杆机构卸下,操作十分不便。
发明内容
为解决以上技术问题的至少一方面或者其他技术问题,本发明提供以下技术方案:
按照本发明的一方面,提供一种杠杆机构,其包括杠杆本体,其中所述杠杆本体可枢转地安装在制动夹钳装置的壳体上;其特征在于,所述杠杆机构还包括:
在所述杠杆本体的第一端对应于所述制动夹钳装置的制动缸的输出轴的、相对所述杠杆本体可枢转地安装的顶块组件;
其中,所述顶块组件至少用于与制动缸的输出轴保持贴合。
按照本发明的又一方面,提供一种制动夹钳装置,包括壳体、制动缸以及以上所述及的杠杆机构。
根据以下描述和附图本发明的以上特征、操作和相应的效果将变得更加显而易见。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中,将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚,其中,相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例的制动夹钳装置的立体结构示意图。
图2是图1所示实施例的制动夹钳装置的主视图。
图3是图1所示实施例的制动夹钳装置的左视图。
图4是图1所示实施例的制动夹钳装置的俯视图。
图5是图1所示实施例的制动夹钳装置的壳体的立体结构示意图。
图6是按照本发明一实施例的杠杆机构的立体结构示意图,其在图1所示实施例的制动夹钳装置中使用。
图7是图6所示实施例的杠杆机构的主视图。
图8是图7中的杠杆机构的A-A剖视图。
图9是图7所示实施例的杠杆机构中的杠杆本体的立体结构示意图。
图10是图7所示实施例的杠杆机构中的顶块组件的侧面剖视图。
图11至图13示意图7所示实施例的杠杆机构中的顶块组件的顶块本体,其中,图11是顶块本体的立体结构示意图,图12是顶块本体的主视图,图13是顶块本体的剖视图。
图14至图15示意图7所示实施例的杠杆机构中的顶块组件的固定螺堵,其中,图14是固定螺堵的侧面剖视图,图15是固定螺堵的主视图。
图16示意图7所示实施例的杠杆机构中的顶块组件的压块的主视图。
图17至图18示意图7所示实施例的杠杆机构中的垫块,其中图17是垫块的主视图,图18是垫块的侧视图。
图19是按照本发明一实施例的吊杆机构的剖视图,其在图1所示实施例的制动夹钳装置中使用。
图20是图19所示实施例的吊杆机构中的第一杆端关节轴承的剖视结构图。
图21是图19所示实施例的吊杆机构中的第二杆端关节轴承的剖视结构图。
图22是按照本发明一实施例的支持销机构的剖视图,其在图1所示实施例的制动夹钳装置中使用。
图23是图22所示实施例的支持销机构中的防震橡胶圈的装配示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些,旨在提供对本发明的基本了解,并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解,根据本发明的技术方案,在不变更本发明的实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此,以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在描述中,使用方向性术语(例如“左”、“右”等)以及类似术语描述的各种实施方式的部件表示附图中示出的方向或者能被本领域技术人员理解的方向。这些方向性术语用于相对的描述和澄清,而不是要将任何实施例的定向限定到具体的方向或定向,其可以随着所描述的部件的所放置或安装的方位的变化而相应地发生变化。
图1所示为按照本发明一实施例的制动夹钳装置的立体结构示意图。本发明实施例的制动夹钳装置是一种轨道车辆制动夹钳装置,用于轨道车辆的基础制动,其在工作时夹住制动盘(图中未示出)产生制动力、进而产生制动摩擦。图中示例的制动夹钳装置可以但不限于为液压被动式的制动夹钳。
结合图1至图5所示,本发明实施例的制动夹钳装置主要地包括壳体1、制动缸2和杠杆机构3,并且还包括用于在轨道车辆上相对制动盘定位安装的夹钳装置的吊杆机构5和支持销机构9。
具体地,如图5所示,壳体1是制动夹钳装置的本体,制动缸2(例如为油缸)是设置在壳体1上,其内部结构不是限制性的,制动缸2用于输出制动所需的作用在制动盘上的力,即“制动力”。一般地,该制动力通过制动缸2中设置的输出轴外推地输出。其中,壳体1被用作制动缸2的缸体,这样,大大减小了制动夹钳装置的体积,制动夹钳装置的结构更紧凑,制动缸2的强度和刚度更高,使制动夹装置的可靠性更高。
制动缸2外推输出的制动力通过杠杆机构3传递给闸片,推动闸片贴近并作用在制动盘上,从而对制动盘产生制动力。在壳体1上设置有一对杠杆安装孔1-1,杠杆机构3的中部也对应开有轴孔3-1-1(如图6-8所示);其中,杠杆机构3中部的轴孔3-1-1中装有旋转轴21,且旋转轴21穿过壳体1上的杠杆安装孔1-1(如图1所示),这样,可以将杠杆机构3铰接在壳体1上。制动缸2外推输出的制动力作用在杠杆机构3的第一端时,杠杆机构3可以整体地绕旋转轴21在一定角度范围内转动,从而,杠杆机构3的第二端相向于制动盘的表面运动而压置在制动盘对应的闸片22上,从而产生制动力。制动力的大小可以由制动缸2输出的力的大小决定。
壳体1上一方面还设置有支持销安装孔1-2(如图5所示),其用来安装如图22所示的支持销机构9,例如,支持销安装孔1-2中插装有支持销4,从而,可以将制动夹钳装置安装于轨道车辆的转向架上,并相对支持销4可枢转。另一方面,壳体1上还设置有吊杆安装孔1-4(如图5所示),吊杆安装孔1-4上安装有吊杆机构5的第一螺栓6,从而,将吊杆机构5的第一端安装在壳体1上(如图1-3所示),同时吊杆机构5的第二端以吊挂方式固定在轨道车辆的转向架上。这样,吊杆机构5和支持销机构9可以将制动夹钳装置固定安装在转向架上,使杠杆机构3的第二端可以间接作用在制动盘上(例如通过闸片22作用在制动盘上并使闸片22与制动盘之间良好接触)。
具体地,壳体1上还设置有闸片安装孔1-3,如图1和图2所示,闸片22是通过以下方式安装在壳体1上:闸片22上的闸片销22-1穿过壳体1上的闸片安装孔1-3,将闸片22连接在壳体1上。
以下进一步结合图6至图17说明本发明实施例的杠杆机构3。
在一实施例中,杠杆机构3主要包括杠杆本体3-1和在杠杆本体3-1的第一端对应于制动缸1的输出轴而设置的顶块组件23。具体如图9所示,杠杆本体3-1的中部开有轴孔3-1-1,轴孔3-1-1中可但不限于装有两个衬套3-1-3,杠杆本体3-1的第一端(即对应于制动缸1的输出轴的一端)具有一对连接臂3-1-2,顶块组件23处于两个相对设置的连接臂3-1-2之间,每个连接臂3-1-2上设置有安装槽27,安装槽27用于实现两个连接臂3-1-2与顶块组件23的枢转连接,两个相对设置的连接臂3-1-2之间的空间用来容纳顶块组件23的主体部分,从而确保制动缸的输出轴的端面能够以最大接触面积作用在杠杆机构的第一端上。杠杆本体3-1的第二端(即对应于闸片及制动盘的一端)用来安装如17-图18所示的垫块28。其中,垫块28在制动时可以和安装有闸片的背板接触。
在一实施例中,杠杆机构3的顶块组件23具有顶块本体23-1。考虑到杠杆机构3的枢转特性,现有技术中制动缸的输出轴的端面容易与杠杆机构的第一端的作用面形成一定夹角,从而,制动缸的输出轴的端面并不是以最大接触面积作用在杠杆机构的第一端上,影响力的传递效率,也影响制动效率。为此,顶块本体23-1被设置成可枢转的方式安装在杠杆机构3的第一端上,从而,顶块组件23与制动缸2的输出轴的端面可以很好地保持贴合。
具体地,如图11-13所示,顶块本体23-1可以大致设置为环形体,其具有径向设置的两根同轴的连接轴23-1-1,连接轴23-1-1与顶块本体23-1装连或制成一体, 且位于顶块本体23-1的外壁(也即相对顶块本体23-1外凸设置)。
在一实施例中,两个连接轴23-1-1对称布置在顶块本体23的两个平面23-2上,且两个连接轴23-1-1的轴线与安装孔23-1-3的轴线相垂直;每个连接轴23-1-1具体可以呈圆柱形。在还一实施例中,顶块本体23-1前端的外壁上具有环形槽23-5和端部法兰。
如图7和图9所示,顶块组件23的连接轴23-1-1可以卡装到连接臂3-1-2的安装槽27上并铰接,顶块组件23的连接轴23-1-1能够在安装槽27中枢转,这种连接方式最大限度地节约了空间,使杠杆机构3体积更小,为制动夹钳小型化提供了可能;而且,顶块组件23能基于连接轴23-1-1的中心轴线转动,在液压制动夹钳工作时顶块组件23上的压块26与制动缸2的输出轴始终保持最大面积接触(即最大贴合面积),有效提高了传递力的效率,提高制动效率。
进一步,如图10-13所示,顶块本体23-1上开有安装孔23-1-3,安装孔23-1-3用来安装固定螺堵25(如图14-15所示)以及相应的压块26。其中,安装孔23-1-3的轴线与连接轴23-1-1的轴线相垂直。
为实现安装固定螺堵25于安装孔23-1-3中,在一实施例中,顶块本体23-1上还开有径向设置的定位孔23-1-2,其中,定位孔23-1-2位于顶块本体23-1的外壁上的凸台上,固定螺堵25的外周壁上开有周向限位槽25-1,并且,安装孔23-1-3带有内螺纹,固定螺堵25上设置有外螺纹并与安装孔23-1-3内的内螺纹相配合。在安装固定螺堵25时,固定螺堵25的前部与安装孔23-1-3的内螺纹螺纹连接,安装在定位孔23-1-2中并与其螺纹连接的限位螺钉24的一端伸入到周向限位槽25-1中,从而对固定螺堵25起到限位作用。固定螺堵25在正常工作时被固定于安装孔23-1-3中。
进一步,如图10-15所示,固定螺堵25的前端面上具有沉孔25-3,沉孔25-3中装有压块26,压块26是相向于制动缸2的输出轴安装的,并且在制动过程中,制动夹钳装置中的制动缸2的输出轴是始终直接作用杠杆机构3的压块26上,因此,压块26属于易磨损零件。在本发明实施例的结构中,压块26是相对顶块本体23-1或杠杆机构3可拆卸地设置,当压块26磨损时,只需单独更换压块26,有利于节约成本。
具体如图10和16所示,压块26具有通气孔26-1,压块26与固定螺堵25的沉孔25-3过盈配合,通气孔26-1方便在安装压块26时排除沉孔25-3内的空气。压块26上还设置有豁口26-2,压块26与固定螺堵25的沉孔25-3过盈配合,豁口26-2一方面便于在安装压块26时排除沉孔25-3内的空气,另一方面在更换压块26时从固定螺堵25的沉孔25-3中更容易取出。此处通气孔26-1和豁口26-2都有排气功能,可以只采用其中的一种,也可以同时都使用。需要说明的是,在以上实施例中,固定螺堵25和压块26构成了制动力传输部件,制动缸2的输出轴所输出的制动力通过该制动力传输部件传递至杠杆机构3上。
继续如图10-15所示,固定螺堵25的后端面上具有内六角沉孔25-2,在又一替换实施例中,内六角沉孔25-2也可以被设置为外六角凸起;由于固定螺堵25具有六角沉孔25-2或外六角凸起,在需要安装或拆卸固定螺堵25时不需要借助特殊工具,只需使用通用工具即可完成装卸,方便快捷。
在一实施例中,固定螺堵25后端部的外周壁上开有环形密封槽,环形密封槽上装有环形密封圈,并且固定螺堵5的外周壁的后端处有一环形止挡;相应地,顶块本体23-1的安装孔23-1-3的后端孔口处具有与环形止挡相对应的环形止口。这样,可以方便地放置密封圈,通过密封起到防尘作用。
由于顶块本体23-1相对于杠杆机构3可枢转地设置,这样,不但如上所述,制动缸2的输出轴的端面可以自始至终更好地与顶块本体23-1上的压块26接合,在液压制动夹钳工作时顶块组件23上的压块26与制动缸2的输出轴始终保持最大面积接触(即最大贴合面积),有效提高了传递力的效率,提高制动效率。
而且,万一发生制动夹钳装置在制动过程中无法自动回位而无法缓解的故障时,顶块组件23整体可枢转的设置能够通过拆装固定螺堵25的方式来实现手动缓解。例如,可以拆装限位螺钉24,在借助六角沉孔25-2将固定螺堵25从安装孔23-1-3中拆装出来,这样,制动缸2的输出轴不再被顶块组件23限位,从而实现手动缓解。以上缓解过程在杠杆机构3上即可实现,操作简单、方便,完全区别于现有技术中的从制动缸2内部实现手动缓解。
需要说明的是,在更换安装以上所述的压块26时,也可以通过以上手动缓解方式拆出固定螺堵25,更换安装压块26也方便简单。
继续如图7和图8所示,在一实施例中,杠杆机构3的第二端上设置有能够可拆卸安装的垫块28。在制动夹钳装置的工作过程中,垫块28是持续接触作用在闸片22上,因此,容易发生磨损而需要更换。现有技术中,需要通过整体地更换杠杆机构3的杠杆本体3-1来实现。在该实施例中,垫块28具体设置有螺纹孔28-1(如图17所示),从而可以通过螺纹固定方式可拆卸地安装在杠杆机构3的第二端。在垫块28磨损时,更换安装垫块28即可,大大降低维护成本。
继续如图1-3所示,壳体1上还铰接有吊杆机构5。在一实施例中,吊杆机构5按如图19-21所示的方式设置,吊杆机构5包括第一螺栓6、第一杆端关节轴承7、第二杆端关节轴承8和第二螺栓13;其中,第一杆端关节轴承7的第一端具有第一球面轴承7-1,第二杆端关节轴承8的第一端具有第二球面轴承8-1,第一杆端关节轴承7的第二端与第二杆端关节轴承8的第二端螺纹连接;其中,第一螺栓6通过第一球面轴承7-1与第一杆端关节轴承7连接,吊杆机构5通过第一螺栓6与壳体1连接。
进一步,吊杆机构5还包括第一内衬套7-2、第一外衬套7-3和第一开槽螺母7-4,第一螺栓6中部的与第一球面轴承7-1连接处装有第一内衬套7-2,第一螺栓6中部的两侧各装有第一外衬套7-3,第一螺栓6的螺纹端装有第一开槽螺母7-4。
进一步,第二螺栓13通过第二球面轴承8-1与第二杆端关节轴承8连接,吊杆机构5还可以包括第二螺栓13、第二内衬套8-2、第二外衬套8-3和第二开槽螺母8-4。在第二螺栓13的中部的与第二球面轴承8-1的连接处装有第二内衬套8-2,在第二螺栓13的中部的两侧各装有第二外衬套8-3,第二螺栓13的螺纹端装有第二开槽螺母8-4。所述吊杆机构5通过第二螺栓13与车辆连接。
以上设置的第一内衬套7-2、第一外衬套7-3、第二内衬套8-2和第二外衬套8-3都可以有效保护零件,并起到保护螺栓,提高承载和可靠性的作用。
在一实施例中,如图21和图22所示,第一杆端关节轴承7的第二端(即对应第二杆端关节轴承8的一端)为内螺纹套, 第二杆端关节轴承8的第二端(即对应第一杆端关节轴承7的一端)为外螺纹杆,第一杆端关节轴承7的内螺纹套可以与第二杆端关节轴承8的外螺纹杆螺纹连接。
进一步地,吊杆机构5还包括蝶形垫圈14和紧定螺母15,它们安装第一杆端关节轴承7的第二端与第二杆端关节轴承8的第二端的螺纹连接处,其中,蝶形垫圈14套装在第二杆端关节轴承8的外螺纹杆上, 并且一侧与第一杆端关节轴承7的内螺纹套轴向地相抵,另一侧通过与第二杆端关节轴承8的外螺纹杆螺纹连接的紧定螺母15紧定。采用蝶形垫圈14和紧定螺母15,可以使第一杆端关节轴承7的第二端与第二杆端关节轴承8的第二端之间的螺纹连接紧固且不易松脱。
继续如图1-3所示,壳体1上还铰接有支持销机构9。在一实施例中,支持销机构9按如图22-23所示的方式设置,如图23和图4所示,支持销机构9包括防震橡胶圈10、衬管11、衬套12和支持销4,防震橡胶圈10装在壳体1的支持销安装孔1-2内,衬管11装在防震橡胶圈10中,衬管11中装有衬套12,支持销4穿过衬套12。当然, 在其他实施例中,也可以在衬管11中不设衬套12, 而将支持销4直接穿过衬管11即可。防震橡胶圈10的具体材料并不限于橡胶材料,例如还可以其他的类似于橡胶的弹性材料。
以上实施例的制动夹钳装置中,由于采用吊杆机构5以及带防震橡胶圈10的支持销机构9,因而制动夹钳装置整体可以很好地适应车辆在运行过程中转向架轮对产生的水平方向的偏摆,保证制动力的传递效率的稳定,不易造成偏磨故障,大大提高了车辆行驶的安全性,同时起到减轻制动冲击的作用。
进一步,如图22所示,支持销机构9还包括碟簧16、第一支持销衬套17、第二支持销衬套18和销轴盖19,支持销4的第一端套装有第一支持销衬套17,支持销4的第二端套装有第二支持销衬套18,在第二支持销衬套18上具有内螺纹孔18-1,销轴盖19是通过内螺纹孔18-1与第二支持销衬套18螺纹连接。其中,销轴盖19与支持销4之间装有碟簧16。
进一步,如图22所示,支持销机构9还包括第一波纹管20和第二波纹管20’,第一波纹管20和第二波纹管20’均各自套装在支持销4端部的外周;其中,第一波纹管20的第一端与第一支持销衬套17连接,第一波纹管20的第二端与壳体1连接,第二波纹管20’的第一端与第二支持销衬套18连接, 第二波纹管20’的第二端与壳体1连接。第一波纹管20和第二波纹管20’均能起到防尘作用。
以上实施例的制动夹钳装置整体结构紧凑,尤其适合应用于低地板轨道车辆上(例如有轨电车),但是,应当理解到,其也可以应用到磁悬浮车辆等其他类型的轨道车辆或其他类型的车辆(例如矿山机械工程车辆)中。
以上例子主要说明了本发明的各种实施例的杠杆机构、制动夹钳装置。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述,但是本领域普通技术人员应当了解,本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此,所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的,在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下,本发明可能涵盖各种的修改与替换。