CN109611471B - 一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，包括连接盘、垫盘、静摩擦片、动摩擦片和支撑盘；所述摩擦片组与支撑盘之间还设有制动压盘和齿圈压盘，所述制动压盘与齿圈压盘互相抵触的两个端面上均设有互相配合的多头螺纹，所述齿圈压盘的另一端设有外齿圈，其外齿圈与齿轮轴设有齿轮的一端啮合，所述齿轮轴的另一端穿过支撑盘上的轴孔并通过摇臂与气室连接；本发明结构简单，采用多头螺纹结构代替传统油压活塞，实现增力制动，同时摩擦片磨损后，可通过人工旋转齿轮轴，对摩擦片间距进行调整，以保证制动的可靠性，其可延长制动器的使用寿命。

Description

一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器
技术领域
本发明涉及工程机械制动技术领域，特别涉及一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器。
背景技术
制动器是桥上的重要组成部分之一，制动器可分为干式和湿式制动，由于湿式制动器为封闭的，不受外环境影响，制动力矩稳定，同时具有防爆功能，因此在井下辅助车等领域中广泛应用。
现有的湿式制动器多采用两个密封圈、活塞和缸体行车一个密封腔，通过高压油推动活塞，活塞推动动静摩擦片结合实现制动，但是在连续制动的过程中，容易造成制动活塞密封件温度过高而引起老化失效，同时制动油液温度过高容易在制动管路中气化产生气阻，使得密封圈失去密封作用导致漏油，进而导致制动失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种间隙可调的采用多头螺纹结构增力的湿式制动器。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，包括连接盘、垫盘、静摩擦片、动摩擦片和支撑盘，所述支撑盘通过螺栓固定安装在桥壳上，所述连接盘通过螺栓与支撑盘连接，且连接盘、轮毂、桥壳和支撑盘之间形成一个制动腔体，所述多块静摩擦片和多块动摩擦片间隔安装在制动腔体内，其中动摩擦片通过其内圆设置的花键与轮毂外圆设置的花键配合，静摩擦片通过其外圆设置的花键与连接盘内侧壁设置的花键配合，所述垫盘安装在连接盘上并与摩擦片组抵触，所述摩擦片组与支撑盘之间还设有制动压盘和齿圈压盘，所述制动压盘上设有通孔，通孔内安装有导向螺钉，所述导向螺钉的一端设有螺纹，并通过其螺纹结构连与接盘上的螺纹孔配合，所述导向螺钉上还设有复位弹簧，且复位弹簧位于制动压盘和连接盘之间并给两者提供分离弹力；所述制动压盘的一端面与摩擦片组抵触，其另一端面与齿圈压盘的一端面抵触，所述制动压盘与齿圈压盘互相抵触的两个端面上均设有互相配合的多头螺纹，所述齿圈压盘的另一端设有外齿圈，其外齿圈与齿轮轴设有齿轮的一端啮合，所述齿轮轴的另一端穿过支撑盘上的轴孔并通过摇臂与气室连接，所述气室通过气室支架固定在支撑盘上。
进一步的，所述齿圈压盘和支撑盘之间还设有平面轴承，所述平面轴承安装在支撑盘的轴承槽内，且齿圈压盘的端面与支撑盘之间存在至少2mm间隙。
优选的，所述齿轮轴上的齿轮与齿圈压盘上齿圈的传动比为5-7。
进一步的，所述多头螺纹为凸起的螺旋结构，且多头螺纹的螺旋面的最低点至少凸出相应端面3mm，其螺旋结构的数量为3个或者6个。
进一步的，所述多头螺纹的头部包括螺旋面部分和平面部分，且平面部分平行于制动压盘的端面。
进一步的，所述多头螺纹的螺旋升角为α，多头螺纹之间的摩擦系数为f，满足tanα>f>tanα/2。
优选的，所述多头螺纹的螺旋升角为10°-30°。
进一步的，所述连接盘和支撑盘的外侧壁上均设有散热片。
进一步的，所述气室支架结构为空间“Z”字型，且气室支架的一部分为中空结构，且齿轮轴的中间部分位于气室支架的中空部分的内部，所述气室支架的中空部分还设有用于润滑齿轮轴的黄油嘴。
进一步的，所述齿轮轴与摇臂之间通过调整套连接，所述调整套为中空的旋转体结构，且调整套的的一端为圆柱部分，另一端为多棱柱部分，且多棱柱部分的圆周直径大于圆柱部分的直径，所述调整套中空的内孔内设有内花键，所述调整套通过内花键与齿轮轴连接，并通过多棱柱部分与摇臂连接，所述摇臂与气室之间采用铰接方式连接。
进一步地，所述多头螺纹采用35CrMo合金结构钢制成，所述多头螺纹经过渗氮处理，所述渗氮处理的步骤为：
(1) 将所述制动压盘与齿圈压盘加热至840～850℃保温20～30min，油淬至室温；
(2)用丙酮和氢氧化钠溶液对制动压盘、齿圈压盘进行除油脱脂；
(3)配置刻蚀剂，所述刻蚀剂中各组分的质量百分含量为：HCl 10%～15%，草酸3.8%～5.2%，其余为水；将所述多头螺纹浸泡在刻蚀剂中刻蚀处理3～5min；然后用水将多头螺纹表面的刻蚀剂和刻蚀产物清洗去除；
(4)配置NiCl2、MnCl2、Ce(NO3)3的水溶液作为涂覆液，所述涂覆液中NiCl2、MnCl2的浓度分别为：NiCl2 15～20g/L，MnCl25～10g/L，Ce(NO3)31～3g/L，将所述涂覆液用毛刷分别涂覆在制动压盘与齿圈压盘上多头螺纹相接触的两个表面上，涂覆后在80～120℃环境下烘干，烘干后再在多头螺纹相接触的面涂覆所述涂覆液，烘干，重复涂覆和烘干操作直到多头螺纹表面上涂覆物担载量为0.05～0.20g/cm2；
(5)将制动压盘与齿圈压盘置于400～450℃煅烧1～2h，然后升高温度至550～560℃保温2～2.5h，水冷至常温；
(6)将所述制动压盘与齿圈压盘打磨至光亮，用丙酮和氢氧化钠溶液除油除脂，再将制动压盘与齿圈压盘放置于离子氮化炉的阴极盘上，多头螺纹朝上；
(7)开启氮化炉，将氮化炉内抽真空直到炉内气压≤100Pa，向炉内同时通入氮气和氢气并保持炉内气压为400～450Pa，调节流量阀保持氮气和氢气流入炉内的流量比N2/H2=100/120～150mm3/s，渗氮电压为700～750V，渗氮温度为500～550℃，渗氮时间为6～8h；
(8)渗氮保温结束后，关闭电压，停止对渗氮炉抽气，关闭流量阀停止对炉内供氮气和氢气，制动压盘与齿圈压盘随炉冷却至室温，然后取出，用布轮磨至光亮。
进一步地，所述氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为10%，除油除脂后用去离子水洗净制动压盘（8）与齿圈压盘（9）表面的残余碱液。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、采用多头螺纹结构代替现有技术的内置制动活塞结构，避免了制动活塞内部的密封件由于制动油液温度过高而导致老化失效的情况发生，进而避免出现制动失效而引发安全事故，其简化了现有湿式制动器的结构，降低了生产成本，且结构可靠，维护方便。
2、采用较小的气室推力作为制动的动力源，通过齿轮轴与齿圈压盘进行一级制动力矩增大，再通过制动压盘和齿圈压盘上的多头螺纹结构实现二级制动力矩增大，从而提供可靠的制动力矩。
3、当摩擦片磨损后，可通过手动转动齿轮轴，实现摩擦片之间的间隙调整，其调整方式简单，且操作省力，易于精确保证摩擦片组之间的间隙。
4、在齿圈压盘与支撑盘之间安装平面推力轴承，用滚动摩擦代替滑动摩擦，减小了摩擦阻力，进而增加了增力效果。
5、多头螺纹由于经常处于摩擦接触状态，长时间使用后很容易磨损失效，造成刹车制动灵敏度不高，因此工业中常采用渗氮或渗碳的方法来提高多头螺纹的耐磨性，但是常规渗碳或渗氮后，硬度梯度过高，表面脆性太大，反而使得多头螺纹接触面容易形成表面点坑或脱落的颗粒物，加速多头螺纹的磨损。因此本发明专利改进了现有的渗氮工艺，使得多头螺纹接触面渗氮后硬度适中，硬度梯度平稳，多头螺纹的使用寿命明显延长，节约了维修成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的多头螺纹增力部分的结构示意图；
图3是本发明制动时齿圈压盘的受力分析图；
图4是多头螺纹结构的示意图。
图中，1、连接盘；2、垫盘；3、静摩擦片；4、动摩擦片；5、轮毂；6、桥壳； 7、平面轴承；8、制动压盘；81、多头螺纹；9、齿圈压盘；10、导向螺钉；11、复位弹簧； 12、齿轮轴； 13、黄油嘴；14、气室支架；15、气室；16、调整套；17、摇臂； 18、支撑盘。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，包括连接盘1、垫盘2、静摩擦片3、动摩擦片4和支撑盘18，所述支撑盘18通过螺栓固定安装在桥壳6上，所述连接盘1通过螺栓与支撑盘18连接，且连接盘1、轮毂5、桥壳6和支撑盘18之间形成一个制动腔体，所述多块静摩擦片3和多块动摩擦片4间隔安装在制动腔体内，其中动摩擦片4通过其内圆设置的花键与轮毂5外圆设置的花键配合，静摩擦片3通过其外圆设置的花键与连接盘1内侧壁设置的花键配合，所述垫盘2安装在连接盘1上并与摩擦片组抵触，所述摩擦片组与支撑盘18之间还设有制动压盘8和齿圈压盘9，所述制动压盘8上设有通孔，通孔内安装有导向螺钉10，所述导向螺钉10的一端设有螺纹，并通过其螺纹结构与连接盘1上的螺纹孔配合，所述导向螺钉10上还设有复位弹簧11，且复位弹簧11位于制动压盘8和连接盘1之间并给两者提供弹力；所述制动压盘8的一端面与摩擦片组抵触，其另一端面与齿圈压盘9的一端面抵触，所述制动压盘8与齿圈压盘9互相抵触的两个端面上均设有互相配合的多头螺纹81，所述齿圈压盘9的另一端设有外齿圈，其外齿圈与齿轮轴12设有齿轮的一端啮合，所述齿轮轴12的另一端穿过支撑盘18上的轴孔并通过摇臂17与气室15连接，所述气室15通过气室支架14固定在支撑盘18上。
进一步的，所述齿圈压盘9和支撑盘18之间还设有平面轴承7，所述平面轴承7安装在支撑盘18的轴承槽内，当齿圈压盘9的与平面轴承7抵触时，齿圈压盘9的端面与支撑盘18之间存在至少2mm间隙，由于制动器使用过程中，齿圈压9的外侧壁与连接盘1的内侧壁之间会发生摩擦，其磨屑通过挤压可以从侧壁进入到间隙当中，加快磨屑的排出，避免磨屑加速侧壁的磨损，同时润滑油可以通过间隙快速进入到齿圈压盘9与连接盘1之间的磨损位置，从而起到润滑的效果；在齿圈压盘9和支撑盘18之间设置平面轴承7，齿圈压盘9与支撑盘18之间为滚动摩擦，降低了摩擦力与发热量，进而增加了增力效果。
优选的，所述齿轮轴8上的齿轮与齿圈压盘9上齿圈的传动比为5-7，其传动比可根据实际制动工况来设计，因为传动比过大，容易造成制动距离不够，传动比过小，容易造成制动力矩不足。
如图4所示，所述多头螺纹81为凸起的螺旋结构，且多头螺纹81的螺旋面的最低点至少凸出相应端面3mm，进一步的，所述多头螺纹81的头部包括螺旋面部分和平面部分，且其平面部分平行于制动压盘8的端面；当制动器工作一段时间后，多头螺纹81的螺旋面会发生磨损，此时由于平面部分的存在，其可以对磨损的螺旋面进行补偿，保证螺旋面之间的接触面积不变，避免制动器在使用一段时间后，多头螺纹81的螺旋面上的工作面越来越小，增加螺旋面的接触应力，同时螺旋结构的数量为3个或6个，其可根据制动力矩和螺旋结构工作面积来设计，避免螺旋面接触应力过大，加上螺旋面的磨损。
进一步的，所述多头螺纹81的螺旋升角为α，多头螺纹81之间的摩擦系数为f，满足tanα>f>tanα/2，使得既能实现螺旋增力制动效果，又不致于产生自锁而导致摩擦片的分片困难。
优选的，所述多头螺纹81的螺旋升角为10°-30°，其中螺旋升角不宜过大，也不宜过小，过大容易造成制动力矩不足，过小容易造成制动行程过程，制动反应过慢。
进一步的，所述连接盘1和支撑盘18的外侧壁上均设有散热片，散热片可以增加制动器的整体散热，避免过热造成制动器的非正常磨损。
进一步的，所述气室支架14结构为空间“Z”字型，且气室支架14的一部分为中空结构，且齿轮轴12的中间部分位于气室支架14的中空部分的内部，所述气室支架14的中空部分还设有用于润滑齿轮轴12的黄油嘴13。
进一步的，所述齿轮轴12与摇臂17之间通过调整套16连接，所述调整套16为中空的旋转体结构，且调整套16的的一端为圆柱部分，另一端为多棱柱部分，且多棱柱部分的圆周直径大于圆柱部分的直径，优选的，所述多棱柱为六棱柱或者八棱柱，所述调整套16中空的内孔内设有内花键，所述调整套16通过内花键与齿轮轴12连接，并通过多棱柱部分与摇臂17连接，所述摇臂17与气室15之间采用铰接方式连接。
当本发明产品在使用一段时间后，动静摩擦片和多头螺纹结构均会发生磨损，其摩擦片组之间的间距变大，需要对摩擦片组的间距进行调整，才能保证制动的可靠性，此时，只需拆掉齿轮轴12花键端的卡簧，将调整套16的多棱柱部分从摇臂17的内孔中完全拔出，同时保证调整套16的内花键继续与齿轮轴12的末端的外花键配合，通过扳手或者其他工具，转动调整套16的多棱柱部分带动齿轮轴12转动，进而带动动齿圈压盘9转动，通过多头螺纹81结构推动制动压盘8移动，实现摩擦片之间间隙的调整，调整好摩擦片间距后，再将调整套16插入摇臂17的内孔中，然后安装卡簧，完成整个间隙调整过程工作，其调整间隙过程简单方便，且可实现精准的间隙调节。
如图3所示，制动过程对齿圈压盘9进行受力分析，其中：
齿圈压盘螺旋面传递的圆周力；
连接盘通过平面轴承对齿圈压盘的正压力；
被压盘对齿圈压盘的正压力；
平面轴承对齿圈压盘旋转的滚动阻力（设滚动阻力与 力矩相等）；
被压盘的螺旋面对齿圈压盘的滑动阻力；
滑动阻力系数；
滚动阻力系数；
α螺旋升角；
由图3中y方向齿圈压盘受力平衡：
（1）；
由图3中X方向齿圈压盘受力平衡：
（2）；
由式（1）（2）可得：
（3）;
而对比文件提出的技术方案，采用楔形槽和钢球结构传递制动力矩，其将滑动阻力系数替换成滚动阻力系数，同样可得：
（4）；
对比式（3）（4），因为滑动摩擦系数大于滚动摩擦系数，所以本发明在相同制动扭矩下，仅需要更小的圆周力。
另外，针对现有技术中多头螺纹耐磨性不足的问题，本发明采用渗氮工艺提高多头螺纹接触面的表面硬度，同时改进了渗氮工艺，使得多头螺纹耐磨性能满足使用要求。为验证本发明所述渗氮工艺的技术效果，取同一批次生产加工的制动压盘8若干进行试验，制动压盘8的材料采用35CrMo合金结构钢制成，各实验组的步骤与参数如下：
实施例1
本实施例中制动压盘的多头螺纹渗氮处理步骤为：
(1) 将所述制动压盘加热至840～850℃保温20min，油淬至室温；
(2)用丙酮和氢氧化钠溶液(溶质质量分数为10%的氢氧化钠水溶液)对制动压盘进行除油脱脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；
(3)配置刻蚀剂，所述刻蚀剂中各组分的质量百分含量为：HCl 10%，草酸3.8%，其余为水；将所述多头螺纹浸泡在刻蚀剂中刻蚀处理3min；然后用水将多头螺纹表面的刻蚀剂和刻蚀产物清洗去除；制动压盘上除了多头螺纹之外的其他部分不用刻蚀，刻蚀过程中可用耐腐蚀薄膜包覆制动压盘的不用刻蚀的部分，也可以将多头螺纹向下浸入刻蚀剂中，制动压盘的其他部分在刻蚀剂外；
(4)配置NiCl2、MnCl2 、Ce(NO3)3，的水溶液作为涂覆液，所述涂覆液中NiCl2、MnCl2的浓度分别为：NiCl2 15g/L，MnCl25g/L，Ce(NO3)31g/L，将所述涂覆液用毛刷涂覆在上多头螺纹与齿圈压盘上的多头螺纹相接触的表面上，涂覆后在80～120℃环境下烘干，烘干后再在多头螺纹涂覆面上涂覆所述涂覆液，烘干，重复涂覆和烘干操作直到多头螺纹表面上涂覆物担载量为0.05g/cm2；
(5)将制动压盘置于400℃煅烧1h，然后升高温度至550～560℃保温2h，水冷至常温；
(6)将所述制动压盘打磨至光亮，用丙酮和氢氧化钠溶液除油除脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；再将制动压盘放置于离子氮化炉的阴极盘上，多头螺纹朝上，制动压盘除与阴极盘接触的面以及多头螺纹上的涂覆面外，其他的表面用耐高温胶或者涂料覆盖(当然，也可以通过设计工装，将制动压盘紧密包覆，只暴露多头螺纹上的涂覆面)；
(7)开启氮化炉，将氮化炉内抽真空直到炉内气压≤100Pa，向炉内同时通入氮气和氢气并保持炉内气压为400Pa，调节流量阀保持氮气和氢气流入炉内的流量比N2/H2=100/120mm3/s，渗氮电压为700V，渗氮温度为500℃，渗氮时间为6h；
(8)渗氮保温结束后，关闭电压，停止对渗氮炉抽气，关闭流量阀停止对炉内供氮气和氢气，制动压盘随炉冷却至室温，然后取出，用布轮磨至光亮。
实施例2
本实施例中制动压盘的多头螺纹渗氮处理步骤为：
(1) 将所述制动压盘加热至840～850℃保温20min，油淬至室温；
(2)用丙酮和氢氧化钠溶液(溶质质量分数为10%的氢氧化钠水溶液)对制动压盘进行除油脱脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；
(3)配置刻蚀剂，所述刻蚀剂中各组分的质量百分含量为：HCl 12%，草酸4.3%，其余为水；将所述多头螺纹浸泡在刻蚀剂中刻蚀处理4min；然后用水将多头螺纹表面的刻蚀剂和刻蚀产物清洗去除；
(4)配置NiCl2、MnCl2、Ce(NO3)3的水溶液作为涂覆液，所述涂覆液中NiCl2、MnCl2的浓度分别为：NiCl2 18g/L，MnCl28g/L，Ce(NO3)32g/L，将所述涂覆液用毛刷涂覆在上多头螺纹与齿圈压盘上的多头螺纹相接触的表面上，涂覆后在80～120℃环境下烘干，烘干后再在多头螺纹涂覆面上涂覆所述涂覆液，烘干，重复涂覆和烘干操作直到多头螺纹表面上涂覆物担载量为0.13g/cm2；
(5)将制动压盘置于420℃煅烧2h，然后升高温度至550～560℃保温2.5h，水冷至常温；
(6)将所述制动压盘打磨至光亮，用丙酮和氢氧化钠溶液除油除脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；再将制动压盘放置于离子氮化炉的阴极盘上，多头螺纹朝上，制动压盘除与阴极盘接触的面以及多头螺纹上的涂覆面外，其他的表面用耐高温胶覆盖；
(7)开启氮化炉，将氮化炉内抽真空直到炉内气压≤100Pa，向炉内同时通入氮气和氢气并保持炉内气压为420Pa，调节流量阀保持氮气和氢气流入炉内的流量比N2/H2=100/130mm3/s，渗氮电压为750V，渗氮温度为530℃，渗氮时间为6h；
(8)渗氮保温结束后，关闭电压，停止对渗氮炉抽气，关闭流量阀停止对炉内供氮气和氢气，制动压盘随炉冷却至室温，然后取出，用布轮磨至光亮。
实施例3
本实施例中制动压盘的多头螺纹渗氮处理步骤为：
(1) 将所述制动压盘加热至840～850℃保温30min，油淬至室温；
(2)用丙酮和氢氧化钠溶液(溶质质量分数为10%的氢氧化钠水溶液)对制动压盘进行除油脱脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；
(3)配置刻蚀剂，所述刻蚀剂中各组分的质量百分含量为：HCl 15%，草酸5.2%，其余为水；将所述多头螺纹浸泡在刻蚀剂中刻蚀处理5min；然后用水将多头螺纹表面的刻蚀剂和刻蚀产物清洗去除；
(4)配置NiCl2、MnCl2、Ce(NO3)3，的水溶液作为涂覆液，所述涂覆液中NiCl2、MnCl2的浓度分别为：NiCl2 20g/L，MnCl210g/L，Ce(NO3)33g/L，将所述涂覆液用毛刷涂覆在上多头螺纹与齿圈压盘上的多头螺纹相接触的表面上，涂覆后在80～120℃环境下烘干，烘干后再在多头螺纹涂覆面上涂覆所述涂覆液，烘干，重复涂覆和烘干操作直到多头螺纹表面上涂覆物担载量为0.20g/cm2；
(5)将制动压盘置于450℃煅烧1h，然后升高温度至550～560℃保温2.5h，水冷至常温；
(6)将所述制动压盘打磨至光亮，用丙酮和氢氧化钠溶液除油除脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；再将制动压盘放置于离子氮化炉的阴极盘上，多头螺纹朝上，制动压盘除与阴极盘接触的面以及多头螺纹上的涂覆面外，其他的表面用耐高温胶覆盖；
(7)开启氮化炉，将氮化炉内抽真空直到炉内气压≤100Pa，向炉内同时通入氮气和氢气并保持炉内气压为450Pa，调节流量阀保持氮气和氢气流入炉内的流量比N2/H2=100/150mm3/s，渗氮电压为750V，渗氮温度为550℃，渗氮时间为8h；
(8)渗氮保温结束后，关闭电压，停止对渗氮炉抽气，关闭流量阀停止对炉内供氮气和氢气，制动压盘随炉冷却至室温，然后取出，用布轮磨至光亮。
对比例1
本对比例中制动压盘的多头螺纹渗氮处理步骤为：
(1) 将所述制动压盘加热至840～850℃保温30min，油淬至室温；
(2)用丙酮和氢氧化钠溶液(溶质质量分数为10%的氢氧化钠水溶液)对制动压盘进行除油脱脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；
(3)配置刻蚀剂，所述刻蚀剂中各组分的质量百分含量为：HCl 15%，草酸5.2%，其余为水；将所述多头螺纹浸泡在刻蚀剂中刻蚀处理5min；然后用水将多头螺纹表面的刻蚀剂和刻蚀产物清洗去除；
(4)将制动压盘置于450℃煅烧1h，然后升高温度至550～560℃保温2.5h，水冷至常温；
(5)将所述制动压盘打磨至光亮，用丙酮和氢氧化钠溶液除油除脂，除油脱脂后用去离子水将制动压盘表面的残留碱液洗净；再将制动压盘放置于离子氮化炉的阴极盘上，多头螺纹朝上，制动压盘除与阴极盘接触的面以及多头螺纹上的涂覆面外，其他的表面用耐高温胶覆盖；
(6)开启氮化炉，将氮化炉内抽真空直到炉内气压≤100Pa，向炉内同时通入氮气和氢气并保持炉内气压为450Pa，调节流量阀保持氮气和氢气流入炉内的流量比N2/H2=100/150mm3/s，渗氮电压为750V，渗氮温度为550℃，渗氮时间为8h；
(7)渗氮保温结束后，关闭电压，停止对渗氮炉抽气，关闭流量阀停止对炉内供氮气和氢气，制动压盘随炉冷却至室温，然后取出，用布轮磨至光亮。
对比例2
取未经渗氮处理的制动压盘作为空白对照组。
实施例4
将上述实施例1～3和对比例1～2处理后的制动压盘用维氏硬度计进行硬度测试，测试多头螺纹上与齿圈压盘的多头螺纹相接触的表面(即渗氮工艺中的涂覆涂覆液的面)的维氏硬度值，并将多头螺纹纵向切开，测试距涂覆面30μm、60μm和90μm三个点的维氏硬度值，考察硬度梯度分布。结果如表1所示。
表1
由表1可知，本发明专利所述渗氮工艺的参数范围内，多头螺纹接触面渗氮后硬度大幅度提高，且硬度梯度较为平稳，使用时不容易出现表面剥落的问题；对比实施例3和对比例1可知，本发明所用的涂覆液和涂覆工艺对渗氮后多头螺纹硬度梯度有所改善。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，包括连接盘（1）、垫盘（2）、静摩擦片（3）、动摩擦片（4）和支撑盘（18），所述支撑盘（18）通过螺栓固定安装在桥壳（6）上，所述连接盘（1）通过螺栓与支撑盘（18）连接，且连接盘（1）、轮毂（5）、桥壳（6）和支撑盘（18）之间形成一个制动腔体，所述多块静摩擦片（3）和多块动摩擦片（4）间隔安装在制动腔体内，其中动摩擦片（4）通过其内圆设置的花键与轮毂（5）外圆设置的花键配合，静摩擦片（3）通过其外圆设置的花键与连接盘（1）内侧壁设置的花键配合，所述垫盘（2）安装在连接盘（1）上并与摩擦片组抵触；其特征在于：所述摩擦片组与支撑盘（18）之间还设有制动压盘（8）和齿圈压盘（9），所述制动压盘（8）上设有通孔，通孔内安装有导向螺钉（10），所述导向螺钉（10）的一端设有螺纹，并通过其螺纹结构与连接盘（1）上的螺纹孔配合，所述导向螺钉（10）上还设有复位弹簧（11），且复位弹簧（11）位于制动压盘（8）和连接盘（1）之间并给两者提供分离弹力；所述制动压盘（8）的一端面与摩擦片组抵触，其另一端面与齿圈压盘（9）的一端面抵触，所述制动压盘（8）与齿圈压盘（9）互相抵触的两个端面上均设有互相配合的多头螺纹（81），所述齿圈压盘（9）的另一端设有外齿圈，其外齿圈与齿轮轴（12）设有齿轮的一端啮合，所述齿轮轴（12）的另一端穿过支撑盘（18）上的轴孔并通过摇臂（17）与气室（15）连接，所述气室（15）通过气室支架（14）固定在支撑盘（18）上；所述齿圈压盘（9）和支撑盘（18）之间还设有平面轴承（7），所述平面轴承（7）安装在支撑盘（18）的轴承槽内，且齿圈压盘（9）的端面与支撑盘（18）之间存在至少2mm间隙；所述多头螺纹（81）为凸起的螺旋结构，且多头螺纹（81）的螺旋面的最低点至少凸出相应端面3mm，其螺旋结构的数量为3个或者6个；所述多头螺纹（81）的头部包括螺旋面部分和平面部分，且平面部分平行于制动压盘（8）的端面；所述齿轮轴（12）与摇臂（17）之间通过调整套（16）连接，所述调整套（16）为中空的旋转体结构，且调整套（16）的一端为圆柱部分，另一端为多棱柱部分，且多棱柱部分的圆周直径大于圆柱部分的直径，所述调整套（16）中空的内孔内设有内花键，所述调整套（16）通过内花键与齿轮轴（12）连接，并通过多棱柱部分与摇臂（17）连接，所述摇臂（17）与气室（15）之间采用铰接方式连接。
2.根据权利要求1所述的一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，其特征是：所述多头螺纹（81）的螺旋升角为α，多头螺纹（81）之间的摩擦系数为f，满足tanα>f>tanα/2, 所述多头螺纹（81）的螺旋升角为10°-30°。
3.根据权利要求1所述的一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，其特征是：所述气室支架（14）结构为空间“Z”字型，且气室支架（14）的一部分为中空结构，且齿轮轴（12）的中间部分位于气室支架（14）的中空部分的内部，所述气室支架（14）的中空部分还设有用于润滑齿轮轴（12）的黄油嘴（13）。
4.根据权利要求1所述的一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器，其特征是：所述多头螺纹采用35CrMo合金结构钢制成，所述多头螺纹经过渗氮处理，所述渗氮处理的步骤为：
(1) 将所述制动压盘（8）与齿圈压盘（9）加热至840～850℃保温20～30min，油淬至室温；
(2)用丙酮和氢氧化钠溶液对制动压盘（8）、齿圈压盘（9）进行除油脱脂；
(3)配置刻蚀剂，所述刻蚀剂中各组分的质量百分含量为：HCl 10%～15%，草酸3.8%～5.2%，其余为水；将所述多头螺纹（81）浸泡在刻蚀剂中刻蚀处理3～5min；然后用水将多头螺纹表面的刻蚀剂和刻蚀产物清洗去除；
(4)配置NiCl2、MnCl2、Ce(NO3)3的水溶液作为涂覆液，所述涂覆液中NiCl2、MnCl2的浓度分别为：NiCl2 15～20g/L，MnCl25～10g/L，Ce(NO3)31～3g/L，将所述涂覆液用毛刷分别涂覆在制动压盘（8）与齿圈压盘（9）上多头螺纹（81）相接触的两个表面上，涂覆后在80～120℃环境下烘干，烘干后再在多头螺纹（81）相接触的面涂覆所述涂覆液，烘干，重复涂覆和烘干操作直到多头螺纹（81）表面上涂覆物担载量为0.05～0.20g/cm2；
(5)将制动压盘（8）与齿圈压盘（9）置于400～450℃煅烧1～2h，然后升高温度至550～560℃保温2～2.5h，水冷至常温；
(6)将所述制动压盘（8）与齿圈压盘（9）打磨至光亮，用丙酮和氢氧化钠溶液除油除脂，再将制动压盘（8）与齿圈压盘（9）放置于离子氮化炉的阴极盘上，多头螺纹（81）朝上；
(7)开启氮化炉，将氮化炉内抽真空直到炉内气压≤100Pa，向炉内同时通入氮气和氢气并保持炉内气压为400～450Pa，调节流量阀保持氮气和氢气流入炉内的流量比N2/H2=100/120～150mm3/s，渗氮电压为700～750V，渗氮温度为500～550℃，渗氮时间为6～8h；
(8)渗氮保温结束后，关闭电压，停止对渗氮炉抽气，关闭流量阀停止对炉内供氮气和氢气，制动压盘（8）与齿圈压盘（9）随炉冷却至室温，然后取出，用布轮磨至光亮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111746488B (zh) * 2020-07-07 2024-05-03 吉林大学青岛汽车研究院 一种湿式多盘行驻缓一体化制动系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061266A (zh) * 1990-11-06 1992-05-20 张秉君 电动离合器
JPH09112604A (ja) * 1995-10-16 1997-05-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 湿式ディスクブレーキの隙間調整機構
CN101903676A (zh) * 2008-01-17 2010-12-01 克诺尔商用车制动系统有限公司 具有致动挺杆的气压致动的盘式制动器
CN103423346A (zh) * 2013-07-03 2013-12-04 李应声 基于气压盘式制动器的制动间隙变化传感机构
CN106763311A (zh) * 2017-02-15 2017-05-31 三环集团有限公司 一种具有间隙补偿功能的全盘式制动器
CN107152476A (zh) * 2017-07-07 2017-09-12 湖北康晨安宝矿业设备有限责任公司 一种适用于矿井用的气动失压安全型制动装置
CN207018399U (zh) * 2016-12-28 2018-02-16 龙岩文伍车桥制造有限公司 带驻车制动的可调湿式制动器
CN209510956U (zh) * 2018-12-25 2019-10-18 江西省分宜驱动桥有限公司 一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1061266A (zh) * 1990-11-06 1992-05-20 张秉君 电动离合器
JPH09112604A (ja) * 1995-10-16 1997-05-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 湿式ディスクブレーキの隙間調整機構
CN101903676A (zh) * 2008-01-17 2010-12-01 克诺尔商用车制动系统有限公司 具有致动挺杆的气压致动的盘式制动器
CN103423346A (zh) * 2013-07-03 2013-12-04 李应声 基于气压盘式制动器的制动间隙变化传感机构
CN207018399U (zh) * 2016-12-28 2018-02-16 龙岩文伍车桥制造有限公司 带驻车制动的可调湿式制动器
CN106763311A (zh) * 2017-02-15 2017-05-31 三环集团有限公司 一种具有间隙补偿功能的全盘式制动器
CN107152476A (zh) * 2017-07-07 2017-09-12 湖北康晨安宝矿业设备有限责任公司 一种适用于矿井用的气动失压安全型制动装置
CN209510956U (zh) * 2018-12-25 2019-10-18 江西省分宜驱动桥有限公司 一种间隙可调多头螺纹增力湿式制动器

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