CN116292690B - 制动间隙自调节的制动器及其自调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于制动器技术领域，公开了一种制动间隙自调节的制动器及其自调节方法。制动间隙自调节的制动器包括嵌体、活塞、调节座、压盘和制动组件，嵌体设置滑动腔，活塞滑动设置于滑动腔内，活塞的外壁与滑动腔的内壁抵接且滑动摩擦力为f，活塞在制动推力F的作用下朝向制动组件移动并制动；调节座位置可调节地设置于滑动腔，调节座的外壁与滑动腔的内壁抵接且抵接力为F1；压盘穿过调节座与活塞固定连接，调节座位于压盘和活塞之间，压盘与调节座之间设置有弹性件，弹性件在该制动间隙自调节的制动器制动时的弹性作用力为F3；该制动间隙自调节的制动器满足f＜F2＜F3＜F1＜F。本发明能够在摩擦片磨损后实现制动间隙的自动调节。

Description

制动间隙自调节的制动器及其自调节方法

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，尤其涉及一种制动间隙自调节的制动器及其自调节方法。

背景技术

目前液压盘式制动器在轮式工程机械上的使用较为广泛，液压盘式制动器包括嵌体、活塞、密封圈、防尘圈、摩擦片、制动盘。嵌体上加工有活塞腔、液压油道、密封圈安装槽、防尘圈安装槽。活塞设计成一端开口的杯型结构，开口端外轴颈设计有防尘圈安装槽。活塞安装于嵌体活塞腔，开口一端与摩擦片接触。密封圈安装于嵌体密封圈安装槽。防尘圈设计为可伸缩结构，带两个安装环，一个安装于嵌体防尘圈安装槽内，一个安装于活塞防尘圈安装槽内。使用过程中，液压油通过加工在嵌体上的液压油道进入活塞腔，推动活塞；继而活塞推动摩擦片夹紧制动盘，从而实现制动功能。安装于嵌体的密封圈主要起密封作用。而防尘圈一方面起防尘作用，另一方面当活塞推动摩擦片的同时拉伸防尘圈，当解除制动时，防尘圈复位，带动活塞复位。

此种结构存在的不足之处在于，一方面，随着摩擦片的磨损，制动间隙变大，活塞行程变大，从而导致制动稳定性降低、密封件寿命降低；另一方面，防尘圈回位力较小，首先是回位速度慢，其次是会出现无法回位的情况，导致制动发热、摩擦片早磨以及密封件损坏等故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制动间隙自调节的制动器及其自调节方法，通过弹性件来代替防尘圈来使活塞回位，提高了回位稳定性；另外，能够通过调节座的移动来自动补偿由于制动组件磨损而增加的制动间隙量，提高了使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

制动间隙自调节的制动器，包括：

嵌体，设置有滑动腔；

活塞，滑动设置于所述滑动腔内，所述活塞的外壁滑动抵接于所述滑动腔的内壁；

调节座，位置可调节地设置于所述滑动腔内，所述调节座的外壁与所述滑动腔的内壁抵接；

压盘，一部分穿过所述调节座与所述活塞固定连接，所述调节座位于所述压盘和所述活塞之间，所述压盘和所述调节座之间设置有弹性件，所述压盘在所述弹性件的作用力下与所述调节座之间具有预设间隙；

制动组件，具有装配间隙，在所述制动器初始制动阶段，所述预设间隙大于等于所述装配间隙；

所述活塞的外壁与所述滑动腔的内壁的滑动摩擦力小于在所述制动器制动时所述弹性件被压缩时的弹性力小于所述调节座的外壁与所述滑动腔的内壁的抵接力小于所述活塞的制动推力。

作为一种可选方案，所述活塞背离所述制动组件的一端开设有第一容置腔，所述调节座包括相互连接的第一圆柱部和第二圆柱部，所述第一圆柱部的直径大于所述第二圆柱部的直径，所述第一圆柱部的外壁抵接于所述滑动腔的内壁，所述第二圆柱部位于所述第一容置腔内。

作为一种可选方案，所述调节座设置有第二容置腔，所述压盘包括相互连接的圆盘部和轴部，所述圆盘部的直径大于所述轴部的直径，所述轴部穿设于所述第二容置腔内且其端部与所述活塞连接，所述弹性件套设于所述轴部并位于所述第二容置腔内，所述弹性件的两端分别抵接所述第二容置腔的腔底和所述圆盘部，所述圆盘部与所述第一圆柱部之间的间隙为所述预设间隙。

作为一种可选方案，所述第二容置腔的腔底开设有第一通油孔，所述圆盘部开设有第二通油孔，所述第一圆柱部朝向所述圆盘部的端面开设有与所述第二容置腔连通的通油槽，液压油通过嵌体的油道后经所述第二通油孔、所述通油槽、所述第二容置腔、所述第一通油孔以及所述第一容置腔进入所述滑动腔内，以对所述活塞产生制动推力。

作为一种可选方案，所述轴部的端部与所述活塞螺纹连接。

作为一种可选方案，所述滑动腔为阶梯结构，其包括相互连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的内径大于所述第二腔体的内径，所述第一圆柱部的外壁抵接于所述第一腔体的内壁，所述活塞的外壁滑动抵接于所述第二腔体的内壁。

作为一种可选方案，所述活塞的外壁和所述滑动腔的内壁之间设置有密封圈。

作为一种可选方案，所述活塞的外壁和所述滑动腔的内壁之间设置有防尘圈。

作为一种可选方案，所述嵌体的一端设置有盖板，所述盖板用于封闭所述滑动腔。

自调节方法，应用于上述任一方案中所述的制动间隙自调节的制动器，所述自调节方法包括：

制动器在初始制动阶段时，预设间隙大于等于装配间隙，此时若所述制动器制动时，则活塞在制动推力的作用下朝向制动组件移动的距离为所述装配间隙，且所述活塞同时带动压盘移动；当所述制动器解除制动时，弹性件驱动所述压盘回位，并同时带动所述活塞回位；

所述制动组件磨损至一定程度时，所述装配间隙增大至大于所述预设间隙，此时若所述制动器制动时，则所述活塞在制动推力的作用下朝向所述制动组件移动所述预设间隙的距离后，所述活塞继续移动所述装配间隙与所述预设间隙之差的距离，同时所述压盘继续带动调节座移动；当所述制动器解除制动时，所述调节座固定于当前位置保持不变，所述弹性件驱动所述压盘回退所述预设间隙的距离，并同时带动所述活塞回退所述预设间隙的距离。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种制动间隙自调节的制动器，通过弹性件来驱动压盘回位并同时压盘能够带动活塞进行回位，避免了使用防尘圈进行活塞回位，提高稳定性；另外，在预设间隙大于等于装配间隙时，当制动器制动时，活塞在制动推力的作用下朝向制动组件移动装配间隙的距离，即可实现活塞挤压制动组件进行制动，此时，压盘不对调节座产生推力，由于弹性件压缩时的弹性力小于调节座的外壁与滑动腔的内壁的抵接力，调节座不会发生移动，当制动器解除制动时，制动推力为零，且由于活塞的外壁与滑动腔的内壁的滑动摩擦力小于在制动时弹性件压缩时的弹性力小于调节座的外壁与滑动腔的内壁的抵接力，压盘在弹性件的作用力下带动活塞回位，回位距离为装配间隙；而随着制动组件的磨损，装配间隙逐渐增大，当装配间隙大于预设间隙后，当制动器制动时，活塞在制动推力的作用下朝向制动组件移动预设间隙的距离后，压盘与调节座抵接，此时，由于弹性件压缩时的弹性力小于调节座的外壁与滑动腔的内壁的抵接力小于活塞的制动推力，活塞在制动推力的作用下继续带动压盘移动装配间隙减去预设间隙的距离，以实现活塞挤压制动组件进行制动，压盘同时带动调节座移动装配间隙减去预设间隙的距离，当解除制动时，由于活塞的外壁与滑动腔的内壁的滑动摩擦力小于在制动时弹性件压缩时的弹性力小于调节座的外壁与滑动腔的内壁的抵接力，弹性件推动压盘回位预设间隙的距离，调节座固定于当前位置，以保证在制动时，活塞移动的距离始终为预设间隙。该制动间隙自调节的制动器能够通过调节座的移动来自动补偿由于制动组件磨损而增加的制动间隙量，使活塞移动的距离始终保持为预设间隙的长度距离，有效防止了活塞行程变大而导致的制动响应时间变长的问题发生，且降低了发热和磨损，提高了使用寿命。

本发明还提供了一种自调节方法，应用上述制动间隙自调节的制动器，能够有效保证制动间隙恒定，保证制动性能和各零部件使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的制动间隙自调节的制动器的结构示意图；

图2是本发明实施例所涉及的活塞的结构示意图；

图3是本发明实施例所涉及的调节座的结构示意图；

图4是本发明实施例所涉及的压盘的结构示意图。

图中：

1、嵌体；2、活塞；21、第一容置腔；3、调节座；31、第一圆柱部；311、通油槽；32、第二圆柱部；33、第二容置腔；34、第一通油孔； 4、压盘；41、圆盘部；411、第二通油孔；42、轴部；5、弹性件；6、制动组件；61、摩擦片；62、制动盘；7、密封圈；8、防尘圈；9、盖板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种制动间隙自调节的制动器，包括嵌体1、活塞2、调节座3、压盘4以及制动组件6，其中，嵌体1设置有滑动腔，活塞2滑动设置于滑动腔内，活塞2的外壁与滑动腔的内壁抵接，且活塞2的外壁与滑动腔的内壁之间的滑动摩擦力为f，活塞2在制动推力F的作用下能够朝向制动组件6移动并制动；调节座3位置可调节地设置于滑动腔，调节座3的外壁与滑动腔的内壁抵接，且调节座3的外壁与滑动腔的内壁之间的抵接力为F1；压盘4的一部分穿过调节座3与活塞2固定连接，调节座3位于压盘4和活塞2之间，压盘4与调节座3之间设置有弹性件5，在制动器未制动时，压盘4在弹性件5的作用力下与调节座3之间具有预设间隙L，且弹性件5在制动器未制动时的弹性作用力为F2，弹性件5在制动器制动时的弹性作用力为F3；制动组件6包括摩擦片61和制动盘62，制动器在初始装配时，活塞2与摩擦片61之间具有第一装配间隙，摩擦片61与制动盘62之间具有第二装配间隙，第一装配间隙和第二装配间隙之和为制动组件6的装配间隙L1；该制动间隙自调节的制动器满足f＜F2＜F3＜F1＜F。

该制动间隙自调节的制动器通过弹性件5来驱动压盘4回位并同时压盘4能够带动活塞2进行回位，避免了使用防尘圈8进行活塞2回位，提高稳定性；另外，在L≥L1时，当制动器制动时，活塞2在制动推力的作用下朝向制动组件6移动距离为L1，即可实现活塞2挤压制动组件6进行制动，此时，压盘4不对调节座3产生推力，由于F2＜F3＜F1，调节座3不会发生移动，当解除制动时，制动推力为零，且由于f＜F2＜F3＜F1，压盘4在弹性件5的作用力下带动活塞2回位，回位距离为L1；而随着制动组件6的摩擦片61的磨损，L1逐渐增大，当L1＞L后，当制动器制动时，活塞2在制动推力F的作用下朝向摩擦片61移动距离L后，压盘4与调节座3抵接，此时，由于F2＜F3＜F1＜F，活塞2在制动推力F的作用下继续带动压盘4移动L1-L的距离，以实现活塞2挤压摩擦片61进行制动，压盘4同时带动调节座3移动L1-L的距离，当解除制动时，由于f＜F2＜F3＜F1，弹性件5推动压盘4回位预设间隙的距离，调节座3固定于当前位置，以保证在制动时，活塞2移动的距离始终为L。

该制动间隙自调节的制动器能够通调节座3的移动来自动补偿由于制动组件6的摩擦片61磨损而增加的制动间隙量，使活塞2移动的距离始终保持为预设间隙的长度距离，有效防止了活塞2行程变大而导致的制动响应时间变长的问题发生，且降低了发热和磨损，提高了使用寿命。

继续参照图2和图3并结合图1，活塞2背离摩擦片61的一端开设有第一容置腔21，调节座3包括相互连接的第一圆柱部31和第二圆柱部32，第一圆柱部31的直径大于第二圆柱部32的直径，在安装时，第二圆柱部32位于第一容置腔21内，第一圆柱部31的外壁与滑动腔抵接。该结构能够有效降低整体结构的尺寸，以使整体结构更加紧凑。

滑动腔为阶梯结构，其包括相互连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体的内径大于第二腔体的内径，第一圆柱部31的外壁抵接于第一腔体的内壁，活塞2的外壁滑动抵接于第二腔体的内壁。该结构通过将滑动腔设置为阶梯结构，可分别对第一腔体的内壁和第二腔体的内壁分别进行精加工，一方面使第一圆柱部31的外壁与第一腔体的内壁之间为过盈配合，且能够精确控制相互抵接力，另一方面精确控制活塞2的外壁与第二腔体的内壁之间的滑动摩擦力，以使加工更加方便，结构更加合理。

继续参照图3和图4并结合图1，调节座3设置有第二容置腔33，压盘4包括相互连接的圆盘部41和轴部42，圆盘部41的直径大于轴部42的直径，轴部42穿设于第二容置腔33内且其端部与活塞2连接，弹性件5为压缩弹簧，压缩弹簧套设于轴部42并位于第二容置腔33内，压缩弹簧的两端分别抵接第二容置腔33的腔底和圆盘部41，活塞2在移动时能够克服压缩弹簧的作用力带动压盘4同时移动；圆盘部41和第一圆柱部31之间的间隙为预设间隙L，活塞2带动压盘4移动的距离超过预设间隙L的距离后，压盘4通过圆盘部41与第一圆柱部31抵接，以推动调节座3继续移动，进而调节调节座3的位置。该结构紧凑，设计合理，通过活塞2移动即能实现调节座3的位置自动调节。

在其他实施例中，弹性件5也可以为多个碟簧相互叠加。

轴部42为阶梯轴，其与圆盘部41连接位置处的直径较大，能够使其与圆盘部41连接更加牢固，轴部42与圆盘部41可采用焊接连接；轴部42的端部设置有外螺纹，活塞2的第一容置腔21的腔底设置有螺纹孔，轴部42的端部通过与螺纹孔螺纹连接，以使压盘4与活塞2固定连接。圆盘部41背离轴部42的端面设置有六角孔，以方便使用扳手旋转压盘4与活塞2螺纹连接。

再参照图1-图4，第二容置腔33的腔底开设有第一通油孔34，圆盘部41开设有第二通油孔411，第一圆柱部31朝向圆盘部41的端面开设有与第二容置腔33连通的通油槽311，液压油通过嵌体1的油道经第二通油孔411以及通油槽311进入第二容置腔33内，液压油再通过第一通油孔34经第一容置腔21进入滑动腔内，以对活塞2产生制动推力，该结构能够实现活塞2使用液压油传动，且通过在第一圆柱部31的端面设置通油槽311，能够在当圆盘部41与第一圆柱部31抵接贴合时，液压油仍可以通过通油槽311快速流入第二容置腔33内。

可选地，第一通油孔34、第二通油孔411以及通油槽311均可设置多个，以使单位时间内液压油的流量增加。

滑动腔的一端设置有盖板9，盖板9与嵌体1采用螺钉连接，以使盖板9封闭滑动腔。盖板9朝向嵌体1的端面开设有让位槽，在安装时，压盘4与活塞2固定连接，压盘4的圆盘部41位于让位槽内，以使结构更加紧凑。

第二腔体的内壁开设有密封安装槽和防尘安装槽，密封圈7安装于密封安装槽内，防尘圈8安装于防尘安装槽内，活塞2的外壁同时抵接密封圈7和防尘圈8，密封圈7能够增强活塞2的外壁和第二腔体的内壁之间的密封性，防止液压油溢出，防尘圈8不再承担回位功能，仅起到防尘作用，以降低防尘圈8的磨损，提高防尘能力。

本发明实施例还提供了一种自调节方法，应用于上述制动间隙自调节的制动器，以实现制动间隙自动调节，自调节方法包括：

在制动器在前期使用时，摩擦片61的磨损较小，L≥L1，在制动器制动时，活塞2的移动距离为L1即可满足制动要求，而L1≤L，因此，压盘4不对调节座3产生推力，调节座3的位置不发生变化，制动间隙在要求范围内，能够保证制动可靠；在制动器解除制动时，弹性件5驱动压盘4回位并同时带动活塞2回位，压盘4和活塞2的回位距离为L1。

而随着制动器在长期使用后，摩擦片61的磨损增加，当L1＞L后，在制动器制动时，活塞2移动L的距离后，压盘4的圆盘部41与调节座3的第一圆柱部31抵接，由于制动推力F大于第一圆柱部31的外壁与第一腔体的内壁之间的摩擦力F1，活塞2继续移动L1减去L的距离，即活塞2总共移动L1的距离，以达到制动要求，此时，调节座3在压盘4的带动下移动LI减去L的距离；当制动器解除制动时，由于弹性件5的作用力小于第一圆柱部31的外壁与第一腔体的内壁之间的摩擦力F1，调节座3固定于当前位置保持不变，弹性件5驱动压盘4回退L的距离，并同时带动活塞2回退L的距离，以保证制动间隙与预设间隙L保持一致。

本发明实施例提供的一种自调节方法，应用上述制动间隙自调节的制动器，能够有效保证制动间隙恒定，保证制动性能和各零部件使用寿命。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.制动间隙自调节的制动器，其特征在于，包括：

嵌体（1），设置有滑动腔；

活塞（2），滑动设置于所述滑动腔内，所述活塞（2）的外壁滑动抵接于所述滑动腔的内壁；

调节座（3），位置可调节地设置于所述滑动腔内，所述调节座（3）的外壁与所述滑动腔的内壁抵接；

压盘（4），一部分穿过所述调节座（3）与所述活塞（2）固定连接，所述调节座（3）位于所述压盘（4）和所述活塞（2）之间，所述压盘（4）和所述调节座（3）之间设置有弹性件（5），所述压盘（4）在所述弹性件（5）的作用力下与所述调节座（3）之间具有预设间隙；

制动组件（6），具有装配间隙，在所述制动器初始制动阶段，所述预设间隙大于等于所述装配间隙；

所述活塞（2）的外壁与所述滑动腔的内壁的滑动摩擦力小于在所述制动器制动时所述弹性件（5）被压缩时的弹性力，所述制动器制动时所述弹性件（5）被压缩时的弹性力小于所述调节座（3）的外壁与所述滑动腔的内壁的抵接力，所述调节座（3）的外壁与所述滑动腔的内壁的抵接力小于所述活塞（2）的制动推力。

2.根据权利要求1所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述活塞（2）背离所述制动组件（6）的一端开设有第一容置腔（21），所述调节座（3）包括相互连接的第一圆柱部（31）和第二圆柱部（32），所述第一圆柱部（31）的直径大于所述第二圆柱部（32）的直径，所述第一圆柱部（31）的外壁抵接于所述滑动腔的内壁，所述第二圆柱部（32）位于所述第一容置腔（21）内。

3.根据权利要求2所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述调节座（3）设置有第二容置腔（33），所述压盘（4）包括相互连接的圆盘部（41）和轴部（42），所述圆盘部（41）的直径大于所述轴部（42）的直径，所述轴部（42）穿设于所述第二容置腔（33）内且其端部与所述活塞（2）连接，所述弹性件（5）套设于所述轴部（42）并位于所述第二容置腔（33）内，所述弹性件（5）的两端分别抵接所述第二容置腔（33）的腔底和所述圆盘部（41），所述圆盘部（41）与所述第一圆柱部（31）之间的间隙为所述预设间隙。

4.根据权利要求3所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述第二容置腔（33）的腔底开设有第一通油孔（34），所述圆盘部（41）开设有第二通油孔（411），所述第一圆柱部（31）朝向所述圆盘部（41）的端面开设有与所述第二容置腔（33）连通的通油槽（311），液压油通过嵌体（1）的油道后经所述第二通油孔（411）、所述通油槽（311）、所述第二容置腔（33）、所述第一通油孔（34）以及所述第一容置腔（21）进入所述滑动腔内，以对所述活塞（2）产生制动推力。

5.根据权利要求3所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述轴部（42）的端部与所述活塞（2）螺纹连接。

6.根据权利要求2所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述滑动腔为阶梯结构，其包括相互连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的内径大于所述第二腔体的内径，所述第一圆柱部（31）的外壁抵接于所述第一腔体的内壁，所述活塞（2）的外壁滑动抵接于所述第二腔体的内壁。

7.根据权利要求1所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述活塞（2）的外壁和所述滑动腔的内壁之间设置有密封圈（7）。

8.根据权利要求1所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述活塞（2）的外壁和所述滑动腔的内壁之间设置有防尘圈（8）。

9.根据权利要求1所述的制动间隙自调节的制动器，其特征在于，所述嵌体（1）的一端设置有盖板（9），所述盖板（9）用于封闭所述滑动腔。

10.自调节方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的制动间隙自调节的制动器，所述自调节方法包括：

制动器在初始制动阶段时，预设间隙大于等于装配间隙，此时若所述制动器制动时，则活塞（2）在制动推力的作用下朝向制动组件（6）移动的距离为所述装配间隙，且所述活塞（2）同时带动压盘（4）移动；当所述制动器解除制动时，弹性件（5）驱动所述压盘（4）回位，并同时带动所述活塞（2）回位；

所述制动组件（6）磨损至一定程度时，所述装配间隙增大至大于所述预设间隙，此时若所述制动器制动时，则所述活塞（2）在制动推力的作用下朝向所述制动组件（6）移动所述预设间隙的距离后，所述活塞（2）继续移动所述装配间隙与所述预设间隙之差的距离，同时所述压盘（4）继续带动调节座（3）移动；当所述制动器解除制动时，所述调节座（3）固定于当前位置保持不变，所述弹性件（5）驱动所述压盘（4）回退所述预设间隙的距离，并同时带动所述活塞（2）回退所述预设间隙的距离。