CN109318870B - 一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法及装置，所述工作制动方法包括：在车前轮安装利用碟簧组进行制动的车前轮制动装置；在车后轮安装利用碟簧组进行制动的车后轮制动装置；安装向所述车前轮制动装置的液压活塞和车后轮制动装置的液压活塞提供液压源的液压系统；安装用于控制液压活塞充压和失压的行车脚踏制动阀；液压活塞失压时，碟簧组作用液压活塞实现制动；液压活塞充压时，液压活塞作用碟簧组解除制动。本发明在行车时利用预紧安装的碟簧组使动、静摩擦片相互挤压来达到制动的目的，兼具工作制动和失效安全制动的特性，避免采用液压制动时由于液压失效无法制动而导致的跑车事故。

Description

一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法及装置

技术领域

本发明涉及矿用设备技术类机械制造工程领域，尤其涉及一种无轨胶轮车湿 式多盘失效安全型工作制动方法及实现该方法的装置。

背景技术

按照《煤矿安全规程》要求，矿用无轨胶轮车工作制动必须采用湿式制动器。 现在无轨胶轮车广泛使用的湿式制动器为湿式多盘液压制动器，即在无轨胶轮车 前、后车轮转动总成里间隔设置多盘动、静摩擦片，通过液压系统控制动、静摩 擦片贴合的松紧度来改变摩擦力大小，从而达到制动、停车的行驶效果。此种通 过液压改变摩擦力大小的制动方式存在着固有的缺陷，对液压系统的可靠性、稳 定性存在很强的依赖性，一旦液压源、液压管路、液压阀组或液压储能装置发生 故障泄漏时，车辆就会发生制动失效或制动不灵，这在连续下山、长距离、大坡 度巷道中或对工作制动方法及实现装置负荷要求大的其它情况下行驶无轨胶轮 车发生的机率尤其明显，行车安全没有可靠的保证。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种无轨胶轮车 湿式多盘失效安全型工作制动方法，在行车时利用预紧安装的碟簧组使动、静摩 擦片相互挤压来达到制动的目的，兼具工作制动和失效安全制动的特性，避免采 用液压制动时由于液压失效无法制动而导致的跑车事故。

本发明的另一目的是提供一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动装 置。

为了实现本发明的第一目的，提供以下技术方案：

一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，包括：在车前轮安装利 用碟簧组进行制动的车前轮制动装置；在车后轮安装利用碟簧组进行制动的车后 轮制动装置；安装向所述车前轮制动装置和车后轮制动装置提供液压源的液压系 统；安装连接所述车前轮制动装置和车后轮制动装置与所述液压系统的行车脚踏 制动阀；其中，所述车前轮制动装置或车后轮制动装置包括：所述碟簧组、液压 活塞、动摩擦片和静摩擦片；当所述无轨胶轮车在行车时，所述行车脚踏制动阀 处于行车控制状态，此时液压系统的液压源通过所述行车脚踏制动阀对所述液压 活塞充压，所述充压后的液压活塞向所述碟簧组施加解除制动的作用力，避免在 行车时制动；当所述行车中的无轨胶轮车需要刹车或停车时，操作所述行车脚踏 制动阀从行车控制状态切换到制动控制状态，此时液压系统的液压源被所述行车 脚踏制动阀切断，从而使所述液压活塞失压，所述失压后的液压活塞无法向所述碟簧组施加解除制动的作用力，所述碟簧组驱动液压活塞挤压动摩擦片和静摩擦 片实现制动；当所述液压系统失效时，无法对所述液压活塞提供液压源而使液压 活塞失压，所述失压后的液压活塞无法向所述碟簧组施加解除制动的作用力，所 述碟簧组驱动液压活塞挤压动摩擦片和静摩擦片实现制动。

优选的，所述行车脚踏制动阀具有使其处于行车控制状态的常开阀口以及使 其处于制动控制状态的常闭阀口；其中，所述常开阀口用于接通所述液压系统的 液压源，所述常闭阀口用于切断所述液压系统的液压源，通过切换常开阀口和常 闭阀口，从而实现对所述液压活塞充压和失压。

优选的，所述液压系统包括：液压油箱、液压泵、充液阀、储能器；当所述 无轨胶轮车在行车时，所述液压泵将液压油从液压油箱抽出加压后经充液阀输送 到储能器形成稳定的所述液压源。

优选的，所述行车脚踏制动阀具有至少两组常开阀口和常闭阀口，所述液压 系统至少具有两个储能器；其中，所述两组中的一组常开阀口和常闭阀口用于连 接所述两个中的一个储能器与车前轮制动装置；另一组常开阀口和常闭阀口用于 连接另一个储能器与车后轮制动装置。

优选的，所述液压系统还包括：手压泵；当所述液压泵失效时，通过操作所 述手压泵将液压油抽出加压后经充液阀输送到储能器形成稳定的所述液压源。

优选的，所述碟簧组预压安装在所述液压活塞的内腔内，在所述液压活塞失 压时，安装碟簧组的预压力驱动所述液压活塞挤压动摩擦片和静摩擦片实现制 动。

优选的，所述车前轮制动装置包括嵌套在车前轮的车桥轴承上的动轮和静 轮；所述车后轮制动装置包括嵌套在车后轮的车桥轴承上的动轮和静轮；其中， 所述动轮包括安装在所述车桥轴承上的动齿轮，所述动齿轮的外缘齿合有多片所 述动摩擦片；所述静轮包括：静齿轮；以及固定在所述静齿轮两端的压盖和端盖； 所述静齿轮的内缘前部齿合有多片所述静摩擦片，所述动摩擦片和静摩擦片间隔 布置并通过相互挤压制动；所述静齿轮的内缘中部和后部与所述液压活塞的外缘 密封接触，以便于在所述静齿轮和液压活塞之间形成所述液压源对所述液压活塞 充压的充压间隙。

优选的，所述液压活塞和端盖之间形成有调整间隙，用于保证所述液压活塞 在充压后向所述碟簧组施加解除制动的作用力时有足够的作用行程；其中，所述 充压间隙和所述调整间隙分别位于所述液压活塞的相对侧。

优选的，所述液压活塞和压盖与所述间隔布置的动摩擦片和静摩擦片的接触 端面设有印花浮封。

为了实现本发明的第二目的，提供以下技术方案：一种无轨胶轮车湿式多盘 失效安全型工作制动装置，包括：安装在车前轮并利用碟簧组进行制动的车前轮 制动装置；安装在车后轮并利用碟簧组进行制动的车后轮制动装置；用于向所述 车前轮制动装置和车后轮制动装置提供液压源的液压系统；连接所述车前轮制动 装置和车后轮制动装置与液压系统的行车脚踏制动阀；其中，所述车前轮制动装 置或车后轮制动装置包括：所述碟簧组、液压活塞、动摩擦片和静摩擦片。

本发明的有益效果体现在以下方面：

1)本发明无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动装置兼具工作制动和失 效安全制动的特性，有效地消除了无轨胶轮车使用传统湿式制动器制动时所存在 的对液压系统过分依赖的缺陷；当液压系统正常工作时，本发明可以实现正常行 车中的工作制动，保障行车安全；当液压系统异常工作时，发生液压管路卸漏或 爆裂及液压源故障的其它情况时，本发明可以发挥失效安全型特性自动制动。

2)本发明采用强力碟簧组作为动、静摩擦片挤压压力源，实现压力线性、 机械控制，避免活塞阻滞不回位、制动失灵的问题；本发明在液压活塞和端盖之 间形成调整间隙，用于保证液压活塞向碟簧组施加解除制动的作用力时有足够的 作用行程，使行车卡滞情况大大减少，从而有效保障无轨胶轮车行车安全。

附图说明

图1是本发明的车前轮制动装置或车后轮制动装置的剖视结构图；

图2是本发明无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法及实现装置的 原理图。

附图标记说明：1-动轮；2-浮动油封；3-压盖；4-静摩擦片；5-静轮；6-液压 活塞；7-端盖；8-碟簧组；9-动摩擦片；10-“O”型圈；11-“O”型圈；12-透气 塞；13-排气塞；14-放油塞；15-紧固螺栓；16-液压力作用面；17-充压间隙；18 调整间隙；19-轴承腔室A；20-轴承腔室B；21-动齿轮；22-静齿轮；23-液压油； 24-液压油箱；25-液压泵；26-充液阀；27-溢流阀；28-储能器；29-液压表；30- 行车脚踏制动阀；31-车前轮制动装置；32-车后轮制动装置；33-手压泵。

具体实施方式

本发明提供一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法及装置，在行 车时利用预紧安装的碟簧组制动，既具备无轨胶轮车正常运行的工作制动功能， 还可以发挥失效安全型特性制动失控运行的车辆，从而有效保障无轨胶轮车行车 安全，避免重大事故发生。

下面结合附图对本发明的制动方法及实现装置进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，文中“上”、“下”、“左”、“右”、 “前”、“后”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所 指的装置、元件等必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能 理解为对本发明的限定。

如图2所示，本发明的用于实现无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方 法的装置，包括：安装在车前轮的车前轮制动装置31；安装在车后轮的车后轮 制动装置32；用于向车前轮制动装置31和车后轮制动装置32提供液压源的液 压系统；连接车前轮制动装置31和车后轮制动装置32与液压系统的行车脚踏制 动阀30。

其中，如图1所示，车前轮制动装置31包括嵌套在车前轮的车桥轴承上的 动轮1和静轮5，动轮1随车前轮的车桥轴承旋转；车后轮制动装置32包括嵌 套在车后轮的车桥轴承上的动轮1和静轮5，动轮1随车后轮的车桥轴承旋转。 车前轮制动装置31的动轮1和静轮5的结构与车后轮制动装置32的动轮1和静 轮5的结构相同。

如图1所示，动轮1包括动齿轮21，动齿轮21的内腔形成用于安装车桥轴 承的轴承腔室A19、轴承腔室B20，动齿轮21随车桥轴承转动；动齿轮21的外 缘齿合有多片动摩擦片9。

静轮5包括：静齿轮22；分别固定在静齿轮22前端的压盖3和后端的端盖 7；以及安装在由动齿轮21、静齿轮22、压盖3及端盖7围成的内腔内的多片静 摩擦片4、液压活塞6、碟簧组8。其中，静齿轮22的内缘前部齿合有多片静摩 擦片4，动摩擦片9和静摩擦片4间隔布置；静齿轮22的内缘中部和后部与液 压活塞6的外缘密封接触，以便于在静齿轮22和液压活塞6之间形成液压源对 液压活塞6充压的充压间隙17；碟簧组8预压安装在液压活塞6的内腔内。如 图1所示，具体实施时，静齿轮22分别通过紧固螺栓15与压盖3和端盖7紧固 成一个整体。碟簧组8通过端盖7预压安装在液压活塞6内，端盖7预压碟簧组 8的结合面沿伸到液压活塞6内腔内。

在液压活塞6失压时，安装碟簧组8的预压力驱动液压活塞6挤压动摩擦片 9和静摩擦片4相互挤压实现制动；在液压活塞6充压时，液压活塞6作用碟簧 组8，解除制动。

本发明的充压间隙17既用来注入液压源，同时可以作为由于静摩擦片4、动 摩擦片9摩擦损耗时碟簧组8的预压力变化的调整间隙，从而保证碟簧组8对静 摩擦片4、动摩擦片9有充足的预压力。具体的，静齿轮22的内缘中部突出于 静齿轮22的内缘前部和内缘后部并与液压活塞6的外缘前部密封接触；液压活 塞6的外缘后部突出于液压活塞6的外缘前部与静齿轮22的内缘后部密封接触， 以形成密封的充压间隙17，便于充压。实施时，液压活塞6外缘前部和后部各 印有一道密封油槽，并配套等径密封“O”型圈11加强液压活塞6的气密性。

如图1所示，静齿轮22和液压活塞6之间形成充压间隙17，液压活塞6和 端盖7之间形成调整间隙18；充压间隙17和调整间隙18分别位于液压活塞6 的相对侧，当液压活塞6失压时，安装碟簧组8的预压力驱动液压活塞6向充压 间隙17移动，从而挤压动摩擦片9和静摩擦片4实现制动；当液压源向充压间 隙17内充压时，液压源作用于液压活塞6的液压力作用面16，液压活塞6在液 压源的作用下向调整间隙18的方向移动，使动摩擦片9和静摩擦片4失去挤压 力而解除制动。其中，调整间隙18用于保证充压后的液压活塞6向碟簧组8施 加解除制动的作用力时有足够的作用行程，确保液压活塞6离开动摩擦片9和静 摩擦片4，以防车辆行驶出现卡滞现象。

进一歩的，液压活塞6和压盖3与间隔布置的动摩擦片9和静摩擦片4的接 触端面设有印花浮封，即在液压活塞6和压盖3与间隔布置的动摩擦片9和静摩 擦片4的接触端面均刻有凹凸槽，以便于增加与间隔布置的动摩擦片9和静摩擦 片4的摩擦力。

如图1所示，静齿轮22预留有多个通孔并设有与各个通孔配套的透气塞12、 排气塞13和放油塞14，透气塞12、排气塞13保障静轮5内外气路畅通，放油 塞14是液压油泄漏后排出静轮5的通道。

如图1所示，动齿轮21、压盖3端面贴合处对向设置有浮动油封2，以防止 动轮1轻微摆动时与压盖3硬碰撞，浮动油封2内嵌有等径“O”型圈10起缓 冲作用。

如图2所示，液压系统包括：其内盛装有液压油23的液压油箱24、液压泵 25、充液阀26、储能器28；其中，本实施例的储能器28有两个，分别连接充液 阀26的两个出油口以及车前轮制动装置31和车后轮制动装置32；其中，储能 器28和车前轮制动装置31、车后轮制动装置32之间连接有行车脚踏制动阀30。

其中，液压系统、行车脚踏制动阀30以及车前轮制动装置31和车后轮制动 装置32形成液压控制回路，通过控制行车脚踏制动阀30分别处于行车控制状态 和制动控制状态来实现液压活塞6的充压和失压。具体的，如图2所示，本实施 例的行车脚踏制动阀30具有两组常开阀口和常闭阀口(本实施例的一组常开阀 口和常闭阀口具有一个常开阀口和一个常闭阀口)，一组常开阀口和常闭阀口用 于连接一个储能器28与车前轮制动装置31，另一组常开阀口和常闭阀口用于连 接另一个储能器28与车后轮制动装置32；当常开阀口打开时，行车脚踏制动阀30处于行车控制状态，用于接通液压系统的液压源向液压活塞6充压，车辆可 正常行驶；当常闭阀口打开时，行车脚踏制动阀30处于制动控制状态，用于切断液压系统的液压源停止向液压活塞6的充压，且液压活塞6在碟簧组8预压力 的作用下失压，实现车辆制动。如图2所示，液压活塞6失压时，行车脚踏制动 阀30通过连通液压油箱24的回流通道将液压油从充压间隙17卸出。

当无轨胶轮车在行车时，行车脚踏制动阀30处于行车控制状态，液压泵25 将液压油23从液压油箱24抽出加压处理后经充液阀26分别输送到两个储能器 28中形成稳定的液压源，液压源通过行车脚踏制动阀30的两个常开阀口分别给 车前轮制动装置31、车后轮制动装置32的液压活塞6充压，液压活塞6在液压 力的作用下驱动碟簧组8解除对静摩擦片4、动摩擦片9的挤压，避免在行车时 制动。

当行车中的无轨胶轮车需要刹车或停车时，操作行车脚踏制动阀30从行车 控制状态切换到制动控制状态，即使行车脚踏制动阀30的两个常开阀口关闭两 个常闭阀口打开来切断液压源，从而使车前轮制动装置31、车后轮制动装置32 的液压活塞6失压，失压后的液压活塞6无法向碟簧组8施加解除制动的作用力， 碟簧组8驱动液压活塞6挤压动摩擦片9和静摩擦片4实现制动。

需要说明的是，当本实施例的液压系统失效无法提供液压源时，液压活塞6 由于失去液压力的作用而失压，失压后的液压活塞6在碟簧组8的驱动下挤压动 摩擦片9和静摩擦片4实现制动，具有失效安全的特性。

此外，本实施例的液压系统还包括手压泵33，当液压系统的液压泵25失效 时，可人工操作手压泵33将液压油23抽出加压后经充液阀26输送到储能器28 形成稳定的液压源对车前轮制动装置31、车后轮制动装置32的液压活塞6充压 解除车轮制动，以便于将车辆行驶至安全地带维修。

如图2所示，每个储能器28均配有液压表29对源压源的压力大小进行监测， 当液压泵25给压平衡后，液压油23经溢流阀27回流液压油箱24。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人 员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改 都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，包括：

在车前轮安装利用碟簧组进行制动的车前轮制动装置；

在车后轮安装利用碟簧组进行制动的车后轮制动装置；

安装向所述车前轮制动装置和车后轮制动装置提供液压源的液压系统；

安装连接所述车前轮制动装置和车后轮制动装置与所述液压系统的行车脚踏制动阀；其中，

所述车前轮制动装置或车后轮制动装置包括：所述碟簧组、液压活塞、动摩擦片和静摩擦片；

当所述无轨胶轮车在行车时，所述行车脚踏制动阀处于行车控制状态，此时液压系统的液压源通过所述行车脚踏制动阀对所述液压活塞充压，所述充压后的液压活塞向所述碟簧组施加解除制动的作用力，避免在行车时制动；

当所述行车中的无轨胶轮车需要刹车或停车时，操作所述行车脚踏制动阀从行车控制状态切换到制动控制状态，此时液压系统的液压源被所述行车脚踏制动阀切断，从而使所述液压活塞失压，所述失压后的液压活塞无法向所述碟簧组施加解除制动的作用力，所述碟簧组驱动液压活塞挤压动摩擦片和静摩擦片实现制动；

当所述液压系统失效时，无法对所述液压活塞提供液压源而使液压活塞失压，所述失压后的液压活塞无法向所述碟簧组施加解除制动的作用力，所述碟簧组驱动液压活塞挤压动摩擦片和静摩擦片实现制动。

2.根据权利要求1所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述行车脚踏制动阀具有使其处于行车控制状态的常开阀口以及使其处于制动控制状态的常闭阀口；

其中，所述常开阀口用于接通所述液压系统的液压源，所述常闭阀口用于切断所述液压系统的液压源，通过切换常开阀口和常闭阀口，从而实现对所述液压活塞充压和失压。

3.根据权利要求2所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述液压系统包括：液压油箱、液压泵、充液阀、储能器；

当所述无轨胶轮车在行车时，所述液压泵将液压油从液压油箱抽出加压后经充液阀输送到储能器形成稳定的所述液压源。

4.根据权利要求3所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述行车脚踏制动阀具有至少两组常开阀口和常闭阀口，所述液压系统至少具有两个储能器；其中，

所述两组中的一组常开阀口和常闭阀口用于连接所述两个中的一个储能器与车前轮制动装置；另一组常开阀口和常闭阀口用于连接另一个储能器与车后轮制动装置。

5.根据权利要求4所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述液压系统还包括：手压泵；

当所述液压泵失效时，通过操作所述手压泵将液压油抽出加压后经充液阀输送到储能器形成稳定的所述液压源。

6.根据权利要求5所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述碟簧组预压安装在所述液压活塞的内腔内，在所述液压活塞失压时，安装碟簧组的预压力驱动所述液压活塞挤压动摩擦片和静摩擦片实现制动。

7.根据权利要求6所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述车前轮制动装置包括嵌套在车前轮的车桥轴承上的动轮和静轮；所述车后轮制动装置包括嵌套在车后轮的车桥轴承上的动轮和静轮；其中，

所述动轮包括安装在所述车桥轴承上的动齿轮，所述动齿轮的外缘齿合有多片所述动摩擦片；

所述静轮包括：静齿轮；以及固定在所述静齿轮两端的压盖和端盖；所述静齿轮的内缘前部齿合有多片所述静摩擦片，所述动摩擦片和静摩擦片间隔布置并通过相互挤压制动；所述静齿轮的内缘中部和后部与所述液压活塞的外缘密封接触，以便于在所述静齿轮和液压活塞之间形成所述液压源对所述液压活塞充压的充压间隙。

8.根据权利要求7所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述液压活塞和端盖之间形成有调整间隙，用于保证所述液压活塞在充压后向所述碟簧组施加解除制动的作用力时有足够的作用行程；

其中，所述充压间隙和所述调整间隙分别位于所述液压活塞的相对侧。

9.根据权利要求8所述的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动方法，其特征在于，所述液压活塞和压盖与所述间隔布置的动摩擦片和静摩擦片的接触端面设有印花浮封。

10.一种用于如权利要求1-9任一项所述方法的无轨胶轮车湿式多盘失效安全型工作制动装置，其特征在于，包括：

安装在车前轮并利用碟簧组进行制动的车前轮制动装置；

安装在车后轮并利用碟簧组进行制动的车后轮制动装置；

用于向所述车前轮制动装置和车后轮制动装置提供液压源的液压系统；

连接所述车前轮制动装置和车后轮制动装置与液压系统的行车脚踏制动阀；其中，

所述车前轮制动装置或车后轮制动装置包括：所述碟簧组、液压活塞、动摩擦片和静摩擦片。