CN110450811A - 一种齿轨车驱动制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轨车驱动制动系统，包括轴桥、与轴桥抱轴安装的齿轮箱、通过齿轨轮座安装于轴桥上的齿轨轮、驱动齿轨轮回转的驱动装置，以及限制齿轨轮回转的制动装置；驱动装置包括安装于轴桥上的从动齿轮，制动装置包括安装于空心轴上的制动鼓，从动齿轮和制动鼓分设于齿轨轮座的两侧，从动齿轮与齿轨轮座固定连接；齿轨轮座与制动鼓相对的一端朝向所述制动鼓延伸形成安装部，安装部深入制动鼓内并与制动鼓固定连接；驱动装置和制动装置均安装于齿轮箱上。由此，可将齿轨轮、从动齿轮、制动鼓连接成一个整体，可通过驱动机构驱动从动齿轮带动齿轨轮转动，并借由安装部和制动鼓的配合，可实现安装该齿轨车轮驱装置的可靠制动。

Description

一种齿轨车驱动制动系统

技术领域

本发明属于齿轨车驱动技术领域，尤其涉及一种齿轨车驱动制动系统。

背景技术

齿轨车是借助道床上的齿条与机车上的齿轮实现增加爬坡能力的矿用机车。国外有大量的实物机车运行在不同的山地线路上。国内虽然暂没有在山地线路上运行的齿轨车辆，但是其类似技术在游乐设施和采煤领域都有一定的应用。

齿轨车适用于60‰以上的齿轨线路，对车辆的制动系统要求极高。鼓式制动装置具有制动力矩大的特点，较适应于齿轨车的制动。由于齿轨轮直径较大且外周布齿，制动鼓无法环绕齿轨轮制动。由于鼓式制动装置构造复杂且零件多，如何将鼓式制动系统集成在齿轨轮驱结构中，是本领域函待解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种集成度高，驱动和制动可靠性高的齿轨车驱动制动系统 。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种齿轨车驱动制动系统，包括轴桥、与所述轴桥抱轴安装的齿轮箱、通过齿轨轮座安装于轴桥上的齿轨轮、驱动齿轨轮回转的驱动装置，以及限制齿轨轮回转的制动装置；所述驱动装置包括安装于轴桥上的从动齿轮，所述制动装置包括安装于轴桥上的制动鼓、包绕在制动鼓外圆周上的制动带，以及驱动制动带抱紧或松开所述制动鼓的驱动机构；所述从动齿轮和制动鼓分设于齿轨轮座的两侧，所述从动齿轮与所述齿轨轮座固定连接；所述齿轨轮座与制动鼓相对的一端朝向所述制动鼓延伸形成安装部，所述安装部深入所述制动鼓内并与制动鼓固定连接；所述驱动装置和制动装置均安装于所述齿轮箱上。

由此，可将齿轨轮、从动齿轮、制动鼓连接成一个整体，可通过驱动机构驱动从动齿轮带动齿轨轮转动，并借由安装部和制动鼓的配合，可实现安装该齿轨车轮驱装置的可靠制动。

驱动机构驱动制动带将制动鼓抱紧后，即可将与制动鼓固连的齿轨轮机构制动。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述制动装置还包括。

作为驱动机构的一种具体结构，所述驱动机构包括制动缸、第一连杆和第二连杆；所述制动缸和第一连杆水平布置；所述制动缸包括固定端和驱动端，所述第一连杆包括铰接端和活动端；

所述齿轮箱包括齿轮箱本体和设于齿轮箱本体右侧并与齿轮箱本体相连的固定座，所述齿轮箱本体和固定座之间形成齿轨轮、制动鼓和第二连杆的安装空间；所述齿轮箱本体的上端设有安装部，所述固定座的后上端设有第一支座，所述固定座的后下端设有第三支座，所述第三支座伸入所述安装空间中；

所述固定端与所述安装部固定；所述驱动端与活动端相连，所述铰接端与第一支座铰接；所述制动缸可驱动第一连杆在水平面内转动；

所述第二连杆与所述制动带相连，所述第二连杆的上端与所述第一连杆相连，所述第二连杆的下端与第三支座铰接。

由此，可将鼓式制动装置集成至齿轮箱上，保证制动的可靠运行。第一连杆和第二连杆均可绕齿轮箱上的固定轴线转动，传动制动力和制动卸载力，以实现制动力的加载和卸载。轴桥和驱动机构可参照常规轮驱装置安装于齿轮箱上，集成度高，驱动和制动可靠性高。

所述固定座的前上端设有第二支座；为确保制动后各部分复位，所述制动装置还包括复位弹簧，所述复位弹簧与所述制动缸平行设置，所述复位弹簧的一端与第二支座固定，所述复位弹簧的另一端与所述第二连杆的上端固定。

为集成驱动装置，所述齿轮箱本体的后端设有主动齿轮箱安装座，所述主动齿轮箱安装座上安装有主动齿轮箱，所述主动齿轮箱安装座的右端连接有电机安装座，所述电机安装座与固定座固定连接；

所述驱动装置还包括电机、与电机传动连接的主动齿轮，以及与主动齿轮啮合传动的传动齿轮组，所述传动齿轮组与所述从动齿轮传动连接；所述电机固定于电机安装座上，所述主动齿轮设于所述主动齿轮箱中，所述从动齿轮和传动齿轮组均设于所述齿轮箱中。

所述齿轮箱本体上开设有贯穿所述齿轮箱本体左右侧面的轴桥孔和传动轴孔，所述轴桥孔和传动轴孔沿所述齿轮箱本体的前后方向间隔布置。

所述轴桥包括车轴和安装于车轴上的偏心机构，所述偏心机构包括空心轴和两个偏心轮，两个偏心轮分别通过轴承安装于车轴，所述空心轴套设于车轴上，所述空心轴的两端套装于相应的偏心轮上；所述齿轨轮座、从动齿轮和制动鼓均安装于所述空心轴上；所述空心轴伸出所述轴桥孔外，所述制动鼓和齿轨轮设于所述安装空间内。转动偏心轮，偏心轮绕车轴中心旋转的同时，可带动空心轴上的齿轨轮组件相对轮对抬高，从改变了齿轨轮和轮对的相对高度。通过多次抬高齿轨轮，可延长轮对的车轮的使用寿命。

作为固定座的一种结构形式，所述固定座包括与轴桥同轴布置的固定环，所述固定环的后端设有第一支架，所述第一支座设于第一支架的上端，所述第三支座设于所述第一支架的下端；

所述空心轴的两端固定有空心轴头，所述空心轴头套装于偏心轮上；靠近所述固定座的空心轴头套设于所述固定环中。

为防止齿轨轮运行中油脂和异物甩入，保证齿轨轮的安全运转，所述安装空间内设有齿轨轮罩，所述齿轮箱本体右侧面位于轴桥孔的上方设有固定所述齿轨轮罩的第六支座。

为进一步固定齿轨轮罩，所述齿轮箱本体和固定座的前端通过安装梁相连，所述安装梁上设有用于固定齿轨轮罩的第七支座。

为确保偏心轮在齿轨车运行过程中不发生偏转，所述空心轴头的外端部还套设有调节环，所述调节环与所述偏心轮固定连接；所述调节环沿圆周方向开设有多个调节孔，所述调节环通过其中一个调节孔与所述齿轮箱固定。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明实现了齿轨驱动和鼓式制动功能的集成，可一套装置实现驱动或制动功能。

附图说明

图1为本发明实施例的齿轨车驱动制动装置的俯视图。

图2为本发明实施例的齿轨车驱动制动装置的剖视图。

图3为本发明实施例的齿轨车驱动制动装置的后视图。

图4为本发明实施例的齿轨车驱动制动装置的主视图。

图5为本发明实施例的齿轨车驱动制动装置的左视图。

图6为本发明实施例中的齿轮箱的立体图。

图7为本发明实施例中的齿轮箱的另一视角的立体图。

图8为本发明实施例中的齿轨轮罩的立体图。

图例说明：1、电机；2、主动齿轮箱；21、主动齿轮；22、介轮；23、二级齿轮；24、限滑联轴节； 3、齿轮箱；31、电机安装座；32、齿轮箱本体；321、第四支座；322、第五支座；323、小抱轴孔；324、大抱轴孔；33、固定座；331、固定环；332、第一支座；333、第二支座；334、第三支座；325、第六支座；34、安装梁； 343、第七支座；35、主动齿轮箱安装座；4、制动装置；41、制动带；42、制动缸；421、固定端；422、驱动端；43、第一连杆；431、铰接端；432、活动端；45、复位弹簧；46、导向块；44、第二连杆；5、齿轨轮罩；51、第八支座；52、第九支座；6、车轴；7、车轮；8、偏心轮；9、制动鼓；10、从动齿轮；11、空心轴；12、齿轨轮；13、调节环；131、调节孔；14、连接板；15、齿轨轮座；151、安装部；152、左半齿轨轮座；153、右半齿轨轮座；16、空心轴头。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1-5所示，本实施例的齿轨车驱动制动装置，包括齿轮箱3，以及集成在齿轮箱3上的轴桥、齿轨轮12、齿轨轮座15、驱动装置和制动装置4。

为方便说明，参照图2和图6，本实施例中以车轴的轴向方向为左右方向，以垂直于车轴轴向方向为前后方向进行阐述。

如图6和图7所示，本实施例的齿轨车用齿轮箱，包括用于与齿轨车的轴桥抱轴安装的齿轮箱本体32、齿轮箱本体32右侧并与齿轮箱本体32并列布置的固定座33、设于齿轮箱本体32后端的主动齿轮箱安装座35、连接于主动齿轮箱安装座35右端的电机安装座31，固定座33的后端通过第一支架与电机安装座31相连，齿轮箱本体32和固定座33的前端通过安装梁34相连。

齿轮箱本体32和固定座33之间形成齿轨轮12、制动鼓9和第二连杆44的安装空间。齿轮箱本体32上开设有贯穿齿轮箱本体32左右侧面的轴桥孔324和传动轴孔323，轴桥孔324和传动轴孔323沿齿轮箱本体32的前后方向间隔布置。齿轮箱本体32的上端设有用于安装制动缸42的安装部；安装部包括第四支座321和第五支座322，第四支座321和第五支座322沿齿轮箱本体32的前后方向间隔布置。

固定座33包括与轴桥同轴布置的固定环331，固定环331的后端设有第一支架，固定环331的前端设有第二支架。第一支架的上端设有用于铰接第一连杆43的第一支座332，第一支架的下端设有用于铰接第二连杆44的第三支座334，第三支座334伸入安装空间中。第二支架的上端设有用于固定复位弹簧45的第二支座333。

本实施例中，安装空间内设有齿轨轮罩5，齿轮箱本体32右侧面的上端设有固定齿轨轮罩5的第六支座325。安装梁34上设有用于固定齿轨轮罩5的第七支座343。相应地，如图8所示，齿轨轮罩5的顶部设有第八支座51，齿轨轮罩5的前端设有第九支座52，第六支座325和第八支座51通过螺栓固定，第七支座343和第九支座52通过螺栓固定。

如图2所示，轴桥包括车轴6和安装于车轴6上的偏心机构，偏心机构包括空心轴11和两组偏心调节组件。

空心轴11套设于车轴6上，齿轨轮座15、驱动装置的从动齿轮10和制动装置4的制动鼓9均安装于空心轴11上，从动齿轮10和制动鼓9分设于齿轨轮座15的两侧。齿轨轮座15通过轴承安装于空心轴11上，齿轨轮座15包括固连的左半齿轨轮座152和右半齿轨轮座153，左半齿轨轮座152和右半齿轨轮座153相对的端面上均开设有容纳槽，两个容纳槽之间形成齿轨轮12的安装空间，齿轨轮12固定于该安装空间内。

空心轴11伸出轴桥孔324外，制动鼓9和齿轨轮12均位于齿轮箱本体32和固定座33之间的安装空间内。靠近固定座33的空心轴头16套设于固定环331中。

偏心调节组件包括偏心轮8、空心轴头16、调节环13和连接板14。两个空心轴头16分别固定于空心轴11沿轴向方向的两端。偏心轮8通过轴承套装于车轴6上，空心轴头16套装于偏心轮8上。调节环13套设于空心轴头16的外端部，调节环13与偏心轮8通过连接环和螺栓固定连接。调节环13沿圆周方向开设有多个调节孔131，调节环13与齿轮箱3的安装梁34通过连接板14相连，安装梁34的左右两端均通过连接板14与相应的调节环13固定。连接板14的一端与安装梁34的相应端部通过螺栓紧固，连接板14的另一端与其中一个调节孔131通过螺栓固连。

由此，齿轨轮12固定在偏心轮8的外圆，轮对固定在偏心轮8的内圆。初始时，齿轨轮12和轮对圆心可设置在同一高度上，当轮对的车轮7磨损后，齿轨轮12的高度也同步降低。如不调整齿轨轮12和车轮7的相对高度，齿轨车的运行将受阻。通过解除调节环和机架的固定，

但轨道上齿顶不会相对轨面降低，一般允许的齿轨轮12降低高度为5mm，即轮对的车轮7直径最大磨损量为10mm。若需要车轮继续使用，本发明只需要解除调节环13和齿轮箱3的固定，再将偏心轮8逆时针旋转一定角度，再将调节环13上的另一调节孔131和连接板14通过螺栓固定。偏心轮8绕车轴6中心旋转的同时，该高度调节机构带动空心轴11上的齿轨轮组件相对轮对抬高，从改变了齿轨轮12和轮对的相对高度。车轮可持续使用，通过多次抬高齿轨轮12，延长轮对的车轮7的使用寿命。

驱动装置还包括电机1、从动齿轮10、分别与驱动元件和从动齿轮10传动连接的传动机构。传动机构包括与电机1经限滑联轴节24传动连接的主动齿轮21、与主动齿轮21啮合传动的介轮22、与介轮22和从动齿轮10分别啮合传动的二级齿轮23。

限滑联轴节24设置在电机1输出轴和主动齿轮21之间，电机1输出的扭矩经限滑联轴节24传递到主动齿轮21，再经介轮22传递到二级齿轮23，最后传递到从动齿轮10。从动齿轮10通过轴承套装于空心轴11上，左半齿轨轮座与从动齿轮10通过螺栓刚性连接。牵引时，从动齿轮10将牵引扭矩传递到齿轨轮12，同地面齿条啮合带动车辆运动。

电机1固定于电机安装座31上，齿轮箱本体32的后端通过螺栓与主动齿轮箱2固连，主动齿轮21和介轮22安装于该主动齿轮箱2中。

二级齿轮23和从动齿轮10安装于齿轮箱本体32中，二级齿轮23的传动轴从传动轴孔323中伸出，空心轴11从轴桥孔324中伸出。

制动装置4包括制动缸42、第一连杆43、第二连杆44、复位弹簧45、制动带41和制动鼓9。

制动鼓9套设于空心轴11上，从动齿轮10和制动鼓9分设于齿轨轮座15的两侧。右半齿轨轮座与制动鼓9相对的一端朝向制动鼓9延伸形成安装部151，安装部151深入制动鼓9内并与制动鼓9通过螺栓固定连接。

制动带41包绕在制动鼓9外圆周上，制动缸42、第一连杆43、第二连杆44和复位弹簧45组成驱动机构，以驱动制动带41抱紧或松开制动鼓9。

制动缸42沿前后方向设置，初始状态下，第一连杆43沿左右方向设置，第二连杆44沿上下方向设置。

制动缸42包括固定端421和驱动端422，第一连杆43包括铰接端431和活动端432。固定端421分别与第四支座321和第五支座322固定，驱动端422与活动端432通过导向块46相连，连杆运行时导向块46起导向作用。铰接端431铰接于该第一支座332上。制动缸42可驱动第一连杆43在水平面内转动；第二连杆44设于制动鼓9的后侧并与制动带41相连，第二连杆44的上端与第一连杆43相连，第二连杆44的下端铰接于第三支座334上。

复位弹簧45与制动缸42并列设置，复位弹簧45的前端451与第二支座333固定，复位弹簧45的后端452分别与第二连杆44的上端和第一连杆43的中部固定。

制动时，制动缸42动作，推动第一连杆43运动，第一连杆43绕其铰接点转动，带动第二连杆44绕其铰接点转动，进而带动制动带41抱紧制动鼓9。 制动鼓9将制动带41施加的制动扭矩传递到齿轨轮12，同地面齿条啮合阻止车辆运动。制动缸42卸力后，复位弹簧45使各制动部件复位。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种齿轨车驱动制动系统，包括轴桥、与所述轴桥抱轴安装的齿轮箱（3）、通过齿轨轮座（15）安装于轴桥上的齿轨轮（12）、驱动齿轨轮（12）回转的驱动装置，以及限制齿轨轮（12）回转的制动装置（4）；其特征在于，所述驱动装置包括安装于轴桥上的从动齿轮（10），所述制动装置（4）包括安装于轴桥上的制动鼓（9）、包绕在制动鼓（9）外圆周上的制动带（41），以及驱动制动带（41）抱紧或松开所述制动鼓（9）的驱动机构；所述从动齿轮（10）和制动鼓（9）分设于齿轨轮座（15）的两侧，所述从动齿轮（10）与所述齿轨轮座（15）固定连接；所述齿轨轮座（15）与制动鼓（9）相对的一端朝向所述制动鼓（9）延伸形成安装部（151），所述安装部（151）深入所述制动鼓（9）内并与制动鼓（9）固定连接；所述驱动装置和制动装置（4）均安装于所述齿轮箱（3）上。

2.根据权利要求1所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述驱动机构包括制动缸（42）、第一连杆（43）和第二连杆（44）；所述制动缸（42）和第一连杆（43）水平布置；所述制动缸（42）包括固定端（421）和驱动端（422），所述第一连杆（43）包括铰接端（431）和活动端（432）；

所述齿轮箱（3）包括齿轮箱本体（32）和设于齿轮箱本体（32）右侧并与齿轮箱本体（32）相连的固定座（33），所述齿轮箱本体（32）和固定座（33）之间形成齿轨轮（12）、制动鼓（9）和第二连杆（44）的安装空间；所述齿轮箱本体（32）的上端设有安装部，所述固定座（33）的后上端设有第一支座（332），所述固定座（33）的后下端设有第三支座（334），所述第三支座（334）伸入所述安装空间中；

所述固定端（421）与所述安装部固定；所述驱动端（422）与活动端（432）相连，所述铰接端（431）与第一支座（332）铰接；所述制动缸（42）可驱动第一连杆（43）在水平面内转动；

所述第二连杆（44）与所述制动带（41）相连，所述第二连杆（44）的上端与所述第一连杆（43）相连，所述第二连杆（44）的下端与第三支座（334）铰接。

3.根据权利要求2所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述固定座（33）的前上端设有第二支座（333）；所述制动装置（4）还包括复位弹簧（45），所述复位弹簧（45）与所述制动缸（42）平行设置，所述复位弹簧（45）的一端与第二支座（333）固定，所述复位弹簧（45）的另一端与所述第二连杆（44）的上端固定。

4.根据权利要求2或3所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述齿轮箱本体（32）的后端设有主动齿轮箱安装座（35），所述主动齿轮箱安装座（35）上安装有主动齿轮箱（2），所述主动齿轮箱安装座（35）的右端连接有电机安装座（31），所述电机安装座（31）与固定座（33）固定连接；

所述驱动装置还包括电机（1）、与电机（1）传动连接的主动齿轮（21），以及与主动齿轮（21）啮合传动的传动齿轮组，所述传动齿轮组与所述从动齿轮（10）传动连接；所述电机（1）固定于电机安装座（31）上，所述主动齿轮（21）设于所述主动齿轮箱（2）中，所述从动齿轮（10）和传动齿轮组均设于所述齿轮箱（3）中。

5.根据权利要求4所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述齿轮箱本体（32）上开设有贯穿所述齿轮箱本体（32）左右侧面的轴桥孔（324）和传动轴孔（323），所述轴桥孔（324）和传动轴孔（323）沿所述齿轮箱本体（32）的前后方向间隔布置。

6.根据权利要求5所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述轴桥包括车轴（6）和安装于车轴（6）上的偏心机构，所述偏心机构包括空心轴（11）和两个偏心轮（8），两个偏心轮（8）分别通过轴承安装于车轴（6），所述空心轴（11）套设于车轴（6）上，所述空心轴（11）的两端套装于相应的偏心轮（8）上；所述齿轨轮座（15）、从动齿轮（10）和制动鼓（9）均安装于所述空心轴（11）上；所述空心轴（11）伸出所述轴桥孔（324）外，所述制动鼓（9）和齿轨轮（12）设于所述安装空间内。

7.根据权利要求6所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述固定座（33）包括与轴桥同轴布置的固定环（331），所述固定环（331）的后端设有第一支架，所述第一支座（332）设于第一支架的上端，所述第三支座（334）设于所述第一支架的下端；

所述空心轴（11）的两端固定有空心轴头（16），所述空心轴头（16）套装于偏心轮（8）上；靠近所述固定座（33）的空心轴头（16）套设于所述固定环（331）中。

8.根据权利要求6所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述安装空间内设有齿轨轮罩（5），所述齿轮箱本体（32）右侧面位于轴桥孔（324）的上方设有固定所述齿轨轮罩（5）的第六支座（325）。

9.根据权利要求8所述的齿轨车驱动制动系统，其特征在于，所述齿轮箱本体（32）和固定座（33）的前端通过安装梁（34）相连，所述安装梁（34）上设有用于固定齿轨轮罩（5）的第七支座（343）。