CN110001607A - 一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，属于煤矿井下辅助运输设备设计与制造技术领域，该装置包含制动齿轨、滑动齿轨、距离套、拔叉、平键、旋转轴、万向滚珠、连接杆、摇臂、助力油缸等零部件，本发明专利采用安全失效型方式，紧急制动装置采用液压驱动力方式，实现车辆驻车制动以及紧急制动，解决了防爆无轨胶轮运输车制动桥制动系统体积过大、制动摩擦片易损坏、浮动油封高温损坏等问题，其内置于驱动桥桥壳内部，与现有技术相比，可有效降低矿用制动系统成本，并且，其还具有结构紧凑、设计合理、机构灵活、可靠性强的优势，可广泛应用于防爆无轨胶轮运输车。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置。
背景技术
随着煤矿井下无轨辅助运输技术的快速发展，防爆无轨胶轮车在煤矿井下的保有量不断增加，因此，煤矿巷道的交通安全取决于防爆无轨胶轮车的安全性能，而防爆无轨胶轮车的安全性能取决于车辆的制动系统。现有车辆制动系统采用行驻一体式湿式制动器，紧急系统与驻车制动采用同一套制动磨擦片，制动器内部结构复杂，内部采用数个浮动密封圈保证各个腔体的密封性。该类型湿式制动器在工作一段时间后会产生大量热能，使得制动器内部油液温度升高，极易导致密封圈损坏，进而出现液压油窜液等问题，故障率较高；另一方面，由于采用行驻一体式结构，导致制动器体积较大，容易出现制动器与轮辋干涉的问题。
煤矿井下环境比较恶劣，井下巷道坡度较长，可持续数公里，巷道的坡度通常在10%左右，甚至更高，行车制动持续起作用，极易导致摩擦片发热，使得制动性能下降或失效。一旦出现紧急情况，面临着行车制动和驻车制动同时失效的问题，极其不利于煤矿作业人员的生命安全。
发明内容
本发明为解决防爆无轨胶轮运输车制动桥制动系统体积过大、制动摩擦片易损坏、浮动油封高温损坏等问题，提供了一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，所述紧急制动装置分别布置到无轨胶轮车的桥壳总成两侧的驱动桥轴管上，采用液压力为动力源，与车辆制动回路连接；所述装置包括设置在驱动桥轴管外的液压驱动组件，设置在驱动桥轴管上的密封组件，设置在驱动桥轴管内的制动组件，以及贯穿密封组件设置的拨叉组件，所述拨叉组件一端与液压驱动组件相连、以使其能够在液压驱动组件带动下转动，拨叉组件另一端则与制动组件相连、以实现驻车以及紧急制动。
具体的说，所述拨叉组件成对并平行设置，每个拨叉组件均包括一个旋转轴和一个拨叉，所述旋转轴一端与液压驱动组件相连并可在其带动下自转，旋转轴另一端贯穿密封组件后通过平键与拨叉上部相连，旋转轴自转时带动拨叉转动。
具体的说，所述制动组件包括滑动齿轨、制动齿轨和距离套，所述制动齿轨与驱动桥轴管通过焊接或整体铸造加工方式连为一体，其内部齿轨采用渐开线轮齿，所述滑动齿轮外部齿与制动齿轨有相同的模数，其移动后即可与制动齿轨啮合实现制动。其中，驱动桥轴管内预先设有半轴，而半轴端部的花键原仅是与主减齿轮连接，而现在还与滑动齿轨以及距离套连接，作为滑动齿轨、距离套与制动齿轨的轨道，滑动齿轨通过花键滑动与制动齿轨啮合实现制动；两个拨叉下端则分别与滑动齿轨和距离套外侧相接触，用于带动滑动齿轨滑动。
具体的说，所述制动齿轨、滑动齿轨的齿部设置有双向倒角，拨叉转动时带动滑动齿轨和距离套在半轴上移动，进而使滑动齿轨与制动齿轨在倒角作用下快速啮合或分离，实现制动或解除制动。
具体的说，所述拨叉底部设有万向滚珠，以降低拔叉与对应的滑动齿轨或距离套之间的阻力。
进一步的，所述液压驱动组件包括助力油缸、连接杆和摇臂，所述助力油缸一端通过螺栓固定于轴管上并可以绕该螺栓旋转，助力油缸另一端通过销和开口销与连接杆连接，连接杆焊接或者螺接于平行的两根摇臂上，而两根摇臂的上端则分别与两根旋转轴固定。
进一步的，所述助力油缸上设置有油管接头，该油管接头与液压回路连接；所述液压回路包括充液阀、蓄能器、手压泵、液压油箱、制动按钮和液压泵，所述液压油箱内的液压油经液压泵出口进入充液阀，充液阀并联连接蓄能器和制动按钮，制动按钮连接助力油缸，液压油箱另一路由手压泵与制动按钮连接。
更进一步的，所述驱动桥轴管上方设有安装孔；所述密封组件包括空心端盖、轴承、轴盖和实心端盖，所述空心端盖和轴盖设置在驱动桥轴管上方安装孔处，所述空心端盖盖合在空心端盖和轴盖上方，使空心端盖、轴盖和实心端盖之间围合形成拨叉组件的安装腔；所述空心端盖上设有分别与两个旋转轴对应的贯通孔，所述旋转轴穿过对应贯通孔后即通过一个轴承与轴盖和空心端盖转动连接，然后再通过另一个轴承与轴盖转动连接；所述拨叉的上端即连接在两个轴承之间旋转轴上。
作为一种优选方案，所述轴承通过挡圈与对应的轴盖、空心端盖或实心端盖相接，所述贯通孔内设有O型密封圈，以使旋转轴与空心端盖密封；所述空心端盖、实心端盖和轴盖之间的连接缝隙处均设有密封垫、以保证内部注入齿轮油后油不外泄。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明根据煤矿井下恶劣的工况环境、长距离、大坡度而设计的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，该装置内置于车辆驱动桥桥壳中，能够可靠的实现车辆驻车制动以及紧急情况下紧急停车制动，与背景技术相比较具有明显的先进性。
（2）本发明紧急制动装置采用液压力驱动滑动齿轨与制动齿轨啮合方式实现车辆的强制制动，机构简单紧凑、体积小、安全稳定、可靠灵活，可以解决煤矿井下防爆无轨胶轮车现有制动系统体积较大、密封圈易损坏等问题，保证车辆在较大坡度上可靠驻车，在紧急情况下，只需拍下紧急制动按扭，即可实现车辆紧急制动，此套制动系统也可以用于各类工程机械。
（3）本发明采用液压驱动方式、通过连接杆、摇臂、拔叉的作用，控制滑动齿轨与制动齿轨的啮合与分离实现车辆的制动与否。该装置采用安全失效型案例，柴油机工作时，在助力油缸内部弹簧的作用下，滑动齿轨与制动齿轨分离，车辆正常运行；当拍下急停按钮或者车辆熄火状态下，滑动齿轨与制动齿轨在液压油缸作用下啮合，车辆处于制动状态。本发明专利将紧急制动与摩擦片式行车制动机构分离，采用轮齿式机械结构实现的制动阻力，因此制动的可靠性高，可有效防止因摩擦片损坏而出现制动失效的弊端。
附图说明
图1为安装有本发明装置的无轨胶轮车的桥壳总成。
图2为驱动桥轴管的紧急制动装置。
图3为本发明紧急制动装置的结构示意图。
图4为本发明紧急制动装置的另一截面的示意图。
图5为本发明液压回路结构示意图。
其中，附图标记对应的名称为：
1.轴管 2.旋转轴 3.O型圈 4.空心端盖 5.轴承 6.轴盖 7.拔叉 8.挡圈 9.实心端盖10.半轴 11.滑动齿轨 12.制动齿轨 13.距离套 14.万向滚珠 15.盖板 16. 助力油缸17. 油管接头18. 连接杆 19. 摇臂 20. 销 21.开口销 22.平键 23.轴盖密封垫 24.端盖密封垫 25.充液阀 26.蓄能器 27.手压泵 28.液压油箱 29.制动按钮 30.液压泵。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
本实施例的目的是为了解决煤矿井下辅助运输领域内防爆无轨胶轮运输车紧急制动及驻车制动结构复杂，体积较大，制动易出故障等问题，提供了一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置。参见图1~图4，所述紧急制动装置分别布置到无轨胶轮车的桥壳总成两侧的驱动桥轴管1上，并与驱动桥轴管1的半轴10通过花键相连，采用液压力为动力源，与车辆制动回路连接。所述紧急制动装置包括设置在驱动桥轴管外的液压驱动组件，设置在驱动桥轴管上的密封组件，设置在驱动桥轴管内的制动组件，以及贯穿密封组件设置的拨叉组件，所述拨叉组件一端与液压驱动组件相连、以使其能够在液压驱动组件带动下转动，拨叉组件另一端则与制动组件相连、以实现驻车制动。
具体的说，所述拨叉组件成对并平行设置，每个拨叉组件均包括一个旋转轴2和一个拨叉7，所述旋转轴一端与液压驱动组件相连并可在其带动下自转，旋转轴另一端贯穿密封组件后通过平键22与拨叉上部相连，旋转轴自转时带动拨叉转动，为降低拨叉带动制动组件滑动时的阻力，所述拨叉底部设置有万向滚珠14。
所述制动组件包括滑动齿轨11、制动齿轨12和距离套13，所述制动齿轨12与驱动桥轴管1通过焊接或整体铸造加工方式连为一体，其内部齿轨采用渐开线轮齿，所述滑动齿轮外部齿与制动齿轨12有相同的模数，其移动后即可与制动齿轨啮合实现制动。其中，驱动桥轴管1内预先设有半轴10（驱动桥轴管内原本的结构，因此不再对其详细描述），而半轴端部的花键原仅是与主减齿轮连接，而现在还与滑动齿轨11以及距离套13连接，作为滑动齿轨11、距离套13与制动齿轨12的轨道，滑动齿轨通过花键滑动与制动齿轨啮合实现制动。在此，两个拨叉下端的万向滚珠则分别与滑动齿轨11和距离套13外侧相接触，用于带动滑动齿轨滑动。所述制动齿轨12、滑动齿轨11的齿部设置有双向倒角，拨叉7转动时带动滑动齿轨11和距离套13在半轴上移动，进而使滑动齿轨与制动齿轨在倒角作用下快速啮合或分离，实现制动或解除制动。
所述液压驱动组件包括助力油缸16、连接杆18和摇臂19，所述助力油缸一端通过螺栓固定于轴管1上并可以绕该螺栓旋转，助力油缸另一端通过销20和开口销21与连接杆连接，连接杆18焊接或者螺接于平行的两根摇臂19上，而两根摇臂的上端则分别与两根旋转轴2固定。所述助力油缸16上设置有油管接头17，该油管接头与液压回路连接；参见图5，所述液压回路包括充液阀25、蓄能器26、手压泵27、液压油箱28、制动按钮29和液压泵30，所述液压油箱内的液压油经液压泵出口进入充液阀，充液阀并联连接蓄能器和制动按钮，制动按钮连接助力油缸16，液压油箱另一路由手压泵与制动按钮连接。
所述驱动桥轴管1上方设有安装孔；所述密封组件包括空心端盖4、轴承5、轴盖6和实心端盖9，所述空心端盖和轴盖设置在驱动桥轴管1上方安装孔处，所述空心端盖4盖合在空心端盖和轴盖上方，使空心端盖、轴盖和实心端盖之间围合形成拨叉组件的安装腔；所述空心端盖4上设有分别与两个旋转轴对应的贯通孔，所述旋转轴2穿过对应贯通孔后即通过一个轴承与轴盖6和空心端盖转动连接，然后再通过另一个轴承与轴盖转动连接；所述拨叉7的上端即连接在两个轴承之间旋转轴2上。所述轴承6通过挡圈8与对应的轴盖6、空心端盖4或实心端盖9相接。所述贯通孔内设有O型密封圈3，以使旋转轴2与空心端盖4密封；所述空心端盖4、实心端盖9和轴盖6之间的连接缝隙处均设有密封垫23、以保证内部注入齿轮油后油不外泄。
其使用方式如下：
无轨胶轮车处于停车状态时，操作制动按钮29于停车状态，液压油被制动按钮29截止，助力油缸16在内部弹簧的作用下，推动连接杆18，带动摇臂19、转轴2以及拔叉7转动，使得滑动齿轨11与制动齿轨12在倒角作用下快速啮合，实现驻车制动。
无轨胶轮车行进前，拔动制动按钮29到解制动位置处，液压油经充液阀25、制动按钮29推动连接杆18，带动摇臂19、转轴2转动以及拔叉7转动，推动滑动齿轨11与制动齿轨12分离，实现解除制动。
当无轨胶轮车行车制动失效致无法制动停车时，可以先将发动机停机，将制动按钮29置于驻车制动位置处，滑动齿轨12与制动齿轨11啮合，实现紧急制动。
当无轨胶轮车由于故障无法启动时，可利用手压泵27向助力油缸16压入液压油以解锁紧急制动系统，以便对车辆进行拖车维修。
本实施例紧急制动装置采用液压力驱动滑动齿轨与制动齿轨啮合方式实现车辆的强制制动，机构简单紧凑、体积小、安全稳定、可靠灵活，可以解决煤矿井下防爆无轨胶轮车现有制动系统体积较大、密封圈易损坏等问题，保证车辆在较大坡度上可靠驻车，在紧急情况下，只需拍下紧急制动按扭，即可实现车辆紧急制动。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述装置包括设置在驱动桥轴管外的液压驱动组件，设置在驱动桥轴管上的密封组件，设置在驱动桥轴管内的制动组件，以及贯穿密封组件设置的拨叉组件，所述拨叉组件一端与液压驱动组件相连、以使其能够在液压驱动组件带动下转动，拨叉组件另一端则与制动组件相连、以实现驻车制动。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述拨叉组件成对并平行设置，每个拨叉组件均包括一个旋转轴（2）和一个拨叉（7），所述旋转轴一端与液压驱动组件相连并可在其带动下自转，旋转轴另一端贯穿密封组件后通过平键（22）与拨叉上部相连，旋转轴自转时带动拨叉转动。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述制动组件包括滑动齿轨（11）、制动齿轨（12）和距离套（13），所述制动齿轨（12）固定设置在驱动桥轴管（1）内，所述滑动齿轨（11）和距离套（13）分别通过花键与驱动桥轴管内的半轴（10）相连，而两个拨叉下端则分别与滑动齿轨（11）和距离套（13）外侧相接触。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述制动齿轨（12）、滑动齿轨（11）的齿部设置有双向倒角，拨叉（7）转动时带动滑动齿轨（11）和距离套（13）在半轴上移动，进而使滑动齿轨与制动齿轨在倒角作用下快速啮合或分离，实现制动或解除制动。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述拨叉（7）底部设有万向滚珠（14），以降低拔叉（7）与对应的滑动齿轨（11）或距离套（13）之间的阻力。
6.根据权利要求3或4所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述液压驱动组件包括助力油缸（16）、连接杆（18）和摇臂（19），所述助力油缸一端通过螺栓固定于轴管（1）上并可以绕该螺栓旋转，助力油缸另一端通过销（20）和开口销（21）与连接杆连接，连接杆（18）焊接或者螺接于平行的两根摇臂（19）上，而两根摇臂的上端则分别与两根旋转轴（2）固定。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述助力油缸（16）上设置有油管接头（17），该油管接头与液压回路连接；所述液压回路包括充液阀（25）、蓄能器（26）、手压泵（27）、液压油箱（28）、制动按钮（29）和液压泵（30），所述液压油箱内的液压油经液压泵出口进入充液阀，充液阀并联连接蓄能器和制动按钮，制动按钮连接助力油缸（16），液压油箱另一路由手压泵与制动按钮连接。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述驱动桥轴管（1）上方设有安装孔；所述密封组件包括空心端盖（4）、轴承（5）、轴盖（6）和实心端盖（9），所述空心端盖和轴盖设置在驱动桥轴管（1）上方安装孔处，所述空心端盖（4）盖合在轴盖上，使空心端盖、轴盖和实心端盖之间围合形成拨叉组件的安装腔；所述空心端盖（4）上设有分别与两个旋转轴对应的贯通孔，所述旋转轴（2）穿过对应贯通孔后即通过一个轴承与轴盖（6）和空心端盖转动连接，然后再通过另一个轴承与轴盖转动连接；所述拨叉（7）的上端即连接在两个轴承之间旋转轴（2）上。
9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下无轨胶轮车用紧急制动装置，其特征在于，所述轴承（5）通过挡圈（8）与对应的轴盖（6）、空心端盖（4）或实心端盖（9）相接，所述贯通孔内设有O型密封圈（3），以使旋转轴（2）与空心端盖（4）密封；所述空心端盖（4）、实心端盖（9）和轴盖（6）之间的连接缝隙处均设有密封垫（23）、以保证内部注入齿轮油后油不外泄。
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