CN113374815B - 一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，涉及机械制动技术领域，解决了直升机刹车盘内花键因偏载和冲击载荷的作用容易磨损的问题，减磨机构包括：至少两个安装槽，设于所述刹车盘的内孔，所述安装槽呈环形结构；至少两个与安装槽相适配的支撑件，所述支撑件与安装槽嵌合，且支撑件突出安装槽，通过在花键两端增加定心支撑的方式来减小花键偏斜量，从而减小偏载，以达到减小磨损的作用，主要是在刹车盘内花键两端增加支撑件及其安装槽结构；支撑件采用耐磨损、耐腐蚀的高密度塑料制成，既解决了刹车盘的花键易磨损问题，同时不增加重量；支撑件带有开口，便于安装。

Description

一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置

技术领域

本发明涉及机械制动技术领域，尤其涉及一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置。

背景技术

直升机刹车盘采用轴向浮动花键与主减速器尾输出轴连接，由于花键侧隙值设计较大，且无轴向定位，在刹车时刹车盘存在较大偏载和轴向滑动，同时刹车动作的瞬间有冲击载荷，在偏载、轴向滑动和冲击载荷的共同作用下，加剧了花键副的磨损，从而造成直升机刹车法兰盘内花键经常出现较严重磨损，使直升机使用过程中频繁更换刹车盘，导致直升机使用维护成本的大大提高。

目前，减小花键副磨损的常用技术手段是在花键副表面涂减磨涂层或者耐磨涂层。减磨涂层是通过添加润滑剂或表面处理方式在花键副的表面生成一层薄薄的固体润滑膜，降低接触表面的摩擦系数，从而减小磨损，常用的减磨涂层材料有银、铜、石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼等。耐磨涂层是在花键副表面生成金属化合物、陶瓷等耐磨物质，提高花键副的耐磨性，常用的耐磨涂层，常用的耐磨涂层材料有铬、碳化硅等。

通过涂减磨涂层或者耐磨涂层的方法能在一定程度缓解花键副的磨损，但也存在以下缺点：

1)涂层的均匀性较难保证，可能使花键副的接触情况变差；

2)涂层和基体之间的粘附性较差，容易脱落；

3)涂层的价格一般较昂贵，且喷涂技术需要专用设备，喷涂工艺复杂，一定程度增加了制造加工成本。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，提出了一种在轴向浮动刹车盘的内花键两端增加支撑件的减磨技术，解决了直升机刹车盘内花键因偏载和冲击载荷的作用容易磨损的问题，显著提高了带内花键且轴向浮动的刹车盘的使用寿命；同时兼顾主减速器刹车花键检查或更换时的易拆卸性要求，在解决刹车盘花键磨损问题的同时具有良好的外厂维护性，为了实现上述目的，本发明专利主要涉及到轴向浮动花键的减磨结构设计。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，所述制动装置包括刹车盘和动力输出轴，所述刹车盘套设于动力输出轴外部，所述刹车盘与所述动力输出轴通过花键连接，还包括安装于刹车盘与动力输出轴之间的减磨机构，所述减磨机构包括：至少一个安装槽，设于所述刹车盘的内孔，所述安装槽呈环形结构；至少一个与安装槽相适配的支撑件，所述支撑件与安装槽嵌合，且支撑件突出安装槽；

其中，所述刹车盘包括刹车法兰盘和设置于刹车盘内壁的内花键，所述安装槽位于内花键的轴向一侧，所述刹车法兰盘两侧设置有刹车夹紧机构；所述动力输出轴外部设置与内花键相适配的外花键，所述支撑件与外花键过盈配合，所述刹车盘内壁与所述动力输出轴外部形成间隙。

进一步地：所述安装槽形成的环面垂直于所述动力输出轴的轴向，所述内花键的两端各设有一个安装槽。

进一步地：两个所述支撑件与外花键的齿顶圆形成圆柱段定心，两个所述支撑件与刹车盘安装槽的形成圆柱段定心。

进一步地：所述支撑件呈环形结构，所述支撑件开设有用于改变支撑件环径的开口。

进一步地：支撑件开口大小需要通过计算得到，使支撑件安装后开口消除且无重叠，安装前的支撑件外环直径d1大于安装后的支撑件外环直径d2，d2由安装槽的槽底径d3确定，d2＝d3-(0.15～0.2)，支撑件的开口宽度S＝3.14*d1-3.14d2。

进一步地：所述支撑件的开口方向与支撑件周向形成一个夹角，所述夹角为30-90°。

进一步地：所述内花键沿着所述刹车盘的内壁周向均匀分布，所述外花键沿着所述动力输出轴周向均匀分布。

进一步地：所述动力输出轴为中空结构。

进一步地：所述法兰盘、动力输出轴和支撑件同轴设置。

进一步地：所述支撑件采用有机高分子材料制成。

本发明的有益效果：

1、通过在花键两端增加定心支撑的方式来减小花键偏斜量，从而减小偏载，以达到减小磨损的作用，主要是在刹车盘内花键两端增加支撑件及其安装槽结构；

2、支撑件采用耐磨损、耐腐蚀的高密度塑料制成，并设计有开口，开口支撑件安装在刹车盘的安装槽时，两个支撑件内孔与外花键的齿顶圆形成一定长度的圆柱段定心，两个支撑件外环与刹车盘安装槽的内孔形成一定长度的圆柱段定心，可有效支撑起刹车盘，有效减小刹车盘的偏载，既解决了刹车盘的花键易磨损问题，同时又基本不增加重量；

3、支撑件张开后的外环径向厚度大于安装槽深度，使支撑件突出安装槽，从而防止在主减速器运行过程中支撑件脱出，支撑件带有开口，便于安装。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明内部结构示意图；

图2为图1中D区放大示意图；

图3为图1中C-C剖视图。

图中：100、刹车法兰盘；101、内花键；102、安装槽；200、动力输出轴；201、外花键；300、支撑件；301、开口；400、刹车夹紧机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-3所示，本发明的优选实施例提供了一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，该制动装置包括刹车盘和动力输出轴200，刹车盘套设于动力输出轴200外部，刹车盘与动力输出轴200通过键连接，减磨机构包括：对称设置的一对安装槽102，设于刹车盘的内壁，安装槽102呈环形结构；还包括与安装槽102相适配的支撑件300，支撑件300与安装槽102嵌合，且支撑件300突出安装槽102；其中，刹车盘包括刹车法兰盘100和设置于刹车盘内壁的内花键101，安装槽102位于内花键101的轴向一侧，刹车法兰盘100两侧设置有刹车夹紧机构400；动力输出轴200外部设置与内花键101相适配的外花键201，支撑件300与外花键201过盈配合，刹车盘内壁与动力输出轴200外部形成间隙；开口301支撑件300安装在刹车盘的安装槽102时，两个支撑件300与外花键201的齿顶圆形成圆柱段定心，两个支撑件300与刹车盘安装槽102的形成圆柱段定心，通过在花键两端增加定心支撑的方式来减小花键偏斜量，从而减小偏载，以达到减小磨损的作用。

本实施例中，支撑件300采用耐磨损、耐腐蚀、耐热、刚性较高的高密度塑料制成，优选地，支撑件300采用尼龙66制成，支撑件300呈环形结构，并设计有开口301，支撑件300的开口301方向与支撑件300周向形成一个夹角，所述夹角为30-90°，夹角可根据需要调整。

本实施例中，支撑件300的开口301大小需要通过计算得到，使支撑件300安装后开口301消除且无重叠，安装前的支撑件300外环直径d1大于安装后的支撑件300外环直径d2，d2由安装槽102的槽底径d3确定，d2＝d3-(0.15～0.2)，支撑件300的开口301宽度S＝3.14×d1-3.14×d2。

本实施例中，安装槽102形成的环面垂直于所述动力输出轴200的轴向，内花键101沿着刹车盘的内壁周向均匀分布，外花键201沿着所述动力输出轴200周向均匀分布，动力输出轴200为中空结构，法兰盘、动力输出轴200和支撑件300同轴设置。

支撑件300设计有开口301，便于安装，安装时按压支撑件300外环，支撑件300将在开口301处重叠，使支撑件300外径减小，从而穿过刹车盘内孔，支撑件300送达安装槽102时，松开按压工具，在自身弹力作用下支撑件300将卡在安装槽102内，安装后支撑件300与刹车盘安装槽102的内孔完全接触；再将刹车盘加热至80℃，温度可根据实际情况调整，利用部件热胀冷缩的原理，将安装有支撑件300的刹车盘顺利装入动力输出轴200上；支撑件300张开后的外环高度高于刹车盘安装槽102两侧的挡边，从而防止在主减速器运行过程中支撑件300脱出。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，所述制动装置包括刹车盘和动力输出轴（200），所述刹车盘套设于动力输出轴（200）外部，所述刹车盘与所述动力输出轴（200）通过花键连接，其特征在于，还包括安装于刹车盘与动力输出轴（200）之间的减磨机构，所述减磨机构包括：

至少两个安装槽（102），设于所述刹车盘的内孔，所述安装槽（102）呈环形结构；

至少两个与安装槽（102）相适配的支撑件（300），所述支撑件（300）与安装槽（102）嵌合，且支撑件（300）突出安装槽（102）；

其中，所述刹车盘包括刹车法兰盘（100）和设置于刹车盘内壁的内花键（101），所述安装槽（102）位于内花键（101）的轴向两端，所述刹车法兰盘（100）两侧设置有刹车夹紧机构（400）；

所述动力输出轴（200）外部设置与内花键（101）相适配的外花键（201），所述支撑件（300）与外花键（201）过盈配合，所述刹车盘内壁与所述动力输出轴（200）外部形成间隙；

所述安装槽（102）形成的环面垂直于所述动力输出轴（200）的轴向，所述内花键（101）的两端各设有一个安装槽（102）；

两个所述支撑件（300）与外花键（201）的齿顶圆形成圆柱段定心，两个所述支撑件（300）与刹车盘安装槽（102）的形成圆柱段定心；

所述支撑件（300）呈环形结构，所述支撑件（300）开设有用于改变支撑件（300）环径的开口（301）；

所述支撑件（300）的开口（301）方向与支撑件（300）周向形成一个夹角，所述夹角为30-90°。

2.根据权利要求1所述的一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，其特征在于，所述内花键（101）沿着所述刹车盘的内壁周向均匀分布，所述外花键（201）沿着所述动力输出轴（200）周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，其特征在于，所述动力输出轴（200）为中空结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，其特征在于，所述法兰盘、动力输出轴（200）和支撑件（300）同轴设置。

5.根据权利要求4所述的一种采用轴向浮动花键减磨机构的制动装置，其特征在于，所述支撑件（300）采用有机高分子材料制成。

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