CN209112185U - 一种车辆新型踏面制动单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆新型踏面制动单元，包括如连接杆组成、位移传感器和踏板制动单元，踏板制动单元包括缸体、上盖、鞲鞴、闸调器、闸片托和铰接杆，连接杆组成与位移传感器分别置于缸体两侧，其中连接杆组成一端与缸体外部的闸片托铰接，闸片托通过铰接杆与缸体外壁铰接，连接杆组成的另一端穿入缸体，并与闸调器螺纹连接，位移传感器一端设置于缸体外侧，并与闸调器之间通过连接管固定连接，位移传感器另一端穿入连接管内，并与连接杆组成配合，检测闸调器的位移量。本实用新型采用内置传感器配合连接杆组成中的磁环，实时检测闸瓦的运动，反馈闸瓦磨耗情况及基础制动单元性能，辅助检修人员对机车制动状态的全面掌控。

Description

一种车辆新型踏面制动单元

技术领域

本实用新型涉及一种城轨车辆基础制动技术领域，具体说是一种车辆新型踏面制动单元。

背景技术

随着我国城市化进程的逐步加快，城市轨道交通事业的大力发展，城轨车辆的需求量逐年增加。同时对车辆安全的要求也越来越高。作为城轨车辆制动系统关键部件之一的基础制动单元，其产品质量直接决定基础制动力的最终执行效果。列车制动时，由制动缸将闸瓦压紧踏面，利用两者之间的摩擦力来将列车动能转化为热能消散在大气中。踏面制动中，制动装置要将巨大的动能转变为热能消散于大气之中。

踏面制动单元是目前城轨车辆基础制动单元的主要类型之一。在踏面制动单元中，缸体为整个单元提供了总体框架、支撑基础和装配基准，也是单元中加工部位最多、工艺最为复杂的零件。闸瓦作为踏面制动的核心部件，其质量及磨损程度直接决定踏面制动单元的制动效果，从而影响车辆整体的制动性能。当闸片磨耗至极限时会使机车制动系统变得不可靠，因此闸片需经常更换。而对于闸片磨耗状态目前还主要依靠列检人员的线下作业检测，工作强度大、效率低、并且由于人员主观判定因素造成漏判、误判可能性较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种车辆新型踏面制动单元，该装置采用内置传感器配合连接杆组成中的磁环，实时检测闸瓦的运动，反馈闸瓦磨耗情况及基础制动单元性能，辅助检修人员对机车制动状态的全面掌控，减少其误判、漏判的可能性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：包括如连接杆组成、位移传感器和踏板制动单元，所述踏板制动单元包括缸体、上盖、鞲鞴、闸调器、闸片托和铰接杆，所述缸体与上盖连接形成封闭腔体，上盖与缸体之间设有充气口，所述鞲鞴和闸调器置于腔体内部，鞲鞴与缸体侧壁配合，充气口充入的气体驱动鞲鞴及闸调器运动；所述连接杆组成与位移传感器分别置于缸体两侧，其中连接杆组成一端与缸体外部的闸片托铰接，闸片托通过铰接杆与缸体外壁铰接，连接杆组成的另一端穿入缸体，并与闸调器螺纹连接，位移传感器一端设置于缸体外侧，并与闸调器之间通过连接管固定连接，位移传感器另一端穿入连接管内，并与连接杆组成配合，检测闸调器的位移量。

在上述方案的基础上，形成新的技术方案：所述鞲鞴位于闸调器正上方，鞲鞴的楔形面与闸调器接触，鞲鞴沿着腔体内壁滑动，鞲鞴竖向运动驱动闸调器水平运动，闸调器与缸体内壁之间设有复原弹簧，鞲鞴一侧设有复位的塔簧。

在上述方案的基础上，形成新的技术方案：所述连接杆组成包括调整螺杆和支持拐，所述调整螺杆为阶梯圆杆，调整螺杆一端穿过支持拐中心通孔，并与调整螺母螺纹配合，所述调整螺母与支持拐之间设有碟簧，所述调整螺杆与支持拐之间设有力值传感器，调整螺杆上承载的轴向力由力值传感器测试，所述调整螺杆的另一端设有台阶深孔，台阶深孔的台阶处设置绝缘环与磁环。

在上述方案的基础上，形成新的技术方案：所述支持拐的中心通孔为阶梯孔，所述力值传感器置于阶梯孔内，力值传感器一端与阶梯面配合，另一端由齿端盘内侧压紧，齿端盘外侧与调整螺杆阶梯面配合，齿端盘具有沿调整螺杆轴向的弹性变形补偿，齿端盘边沿通过固定螺栓与支持拐连接, 固定螺栓对齿端盘周向与轴线方向位置限定，调整螺杆穿过力值传感器与齿端盘。

在上述方案的基础上，形成新的技术方案：所述调整螺杆与调整螺母之间通过弹性圆柱销穿过，弹性圆柱销垂直调整螺杆轴线。

在上述方案的基础上，形成新的技术方案：所述调整螺母与支持拐的配合面上设有防尘圈。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

（1）本实用新型中的车辆新型踏面制动单元，通过闸片托与铰接板来驱动设置于制动缸内部的连接杆组成和位移传感器，由于连接组成端部力值传感器和磁环，位移传感器穿入磁环内部，实现监测机车闸片与轮对之间的作用力值以及两者相对行程，避免闸片磨耗过度损耗，监测机车制动性能，保证制动机构安全可靠；

（2）本实用新型中的车辆新型踏面制动单元，可在线监测制动闸瓦磨耗情况，避免了列检人员线下作业而产生劳动强度大，因主观原因对闸瓦误检、错判风险；

（3）本实用新型中的新型基础制动装置，位移传感器内置于制动单元内部，避免了转向架恶劣工况对传感器精度、寿命造成影响。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是铁路机车基础制动制动夹钳单元组成整体结构示意图；

图3是本实用新型中连接杆组成的结构示意图；

图4是图3中D处局部放大图；

图5是图3中B处局部放大图；

图6是图3中C处局部放大图；

图中：1、支持拐，2、调整螺杆，3、力值传感器，4、齿端盘，5、固定螺栓，6、绝缘环，7、磁环，8、调整螺母，9、弹性圆柱销，10、防尘圈，11、碟簧，12、连接杆组成，13、闸调器， 16、缸体，17、复原弹簧，18、位移传感器，19、连接管，20、充气口，21、上盖，22、鞲鞴，23、塔簧，24、闸片托，25、铰接杆，26、闸片，27、夹钳组成，28、制动缸组成。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图1为踏面制动单元的结构示意图，为一种车辆新型踏面制动单元，主要应用于城轨、客车、货车等基础制动。踏面制动单元具体包括连接杆组成12、位移传感器18和踏板制动单元，踏板制动单元包括缸体16、上盖21、鞲鞴22、闸调器13、闸片托24和铰接杆25，缸体16与上盖21连接形成封闭腔体，上盖21设有充气口20，鞲鞴22和闸调器13置于腔体内部，鞲鞴22位于闸调器13正上方，鞲鞴22的楔形面与闸调器13接触，鞲鞴22沿着腔体内壁上下滑动，闸调器13与缸体16内壁之间设有复原弹簧17，鞲鞴22一侧设有复位的塔簧23。充气口20充入的气体驱动鞲鞴22上下运动，由鞲鞴22的楔形面驱动闸调器13水平运动。

连接杆组成12与位移传感器18分别置于缸体16两侧，其中连接杆组成12一端与缸体16外部的闸片托24铰接，闸片托24通过铰接杆25与缸体16外壁铰接，连接杆组成12的另一端穿入缸体16，并与闸调器13螺纹连接，位移传感器18一端设置于缸体16外侧，并与闸调器13之间通过连接管19固定连接，位移传感器18另一端穿入连接管19内，并与连接杆组成12配合，检测闸调器13的位移量。

踏面制动单元正常制动：压缩气体由上盖进气口充入，进入鞲鞴与上盖之间腔体；压缩气体推动鞲鞴压缩塔簧、鞲鞴楔形面（或凸轮）推动闸调器轴承、闸调器压缩复原弹簧，使闸调器带动连接杆向连接杆组成方向移动；位移传感器安装于闸调器连接管后端；连接杆组成与闸片托铰接，闸片托与铰接杆铰接，铰接杆与缸体铰接；连接杆组成伸出时，轴线方向与缸体轴线方向产生摆角A，闸瓦托随铰接杆与缸体铰接点方向轨迹摆动，摆角A随连接杆组成伸出行程同步变化；闸瓦与轮对外圆弧接触并压紧，闸片与轮对外圆弧表面之间摩擦力行程对车轴的摩擦阻力矩使列车实现制动停车。

附图2-6为连接杆组成的结构示意图，主要包括支持拐1、调整螺杆2、调整螺母8、碟簧11、防尘圈10、力值传感器3、固定螺栓5、弹性圆柱销、齿端盘4、绝缘环6、磁环7，调整螺杆2为阶梯圆杆，调整螺杆2一端穿过支持拐1中心通孔，并与调整螺母8螺纹配合，调整螺母8与支持拐1之间设置碟簧11，调整螺杆2与支持拐1之间设有力值传感器3，调整螺杆2上承载的轴向力由力值传感器3测试，调整螺杆2的另一端设有台阶深孔，台阶深孔的台阶处设置绝缘环6与磁环7，用于传感器波导管伸入穿过，如附图5所示。力值传感器3与调整螺杆2之间串联连接用于检测施加制动时连接杆组成端输出力值，力值传感器3一端与支持拐1之间有螺栓固定，另一端由齿端盘4压紧，其中碟簧11提供压力。

如附图4所示，支持拐1的中心通孔为阶梯孔，力值传感器3置于阶梯孔内，力值传感器3一端与阶梯面配合，另一端由齿端盘4内侧压紧，齿端盘4外侧与调整螺杆2阶梯面配合，齿端盘4具有沿调整螺杆2轴向的弹性变形补偿，齿端盘4一端与支持拐1形成孔轴配合，齿端盘端面与支持拐设有一段距离B，用于补偿系统弹性变形量；齿端盘4边沿通过固定螺栓5与支持拐1连接, 固定螺栓5对齿端盘4周向与轴线方向位置限定，调整螺杆2依次穿过齿端盘4、力值传感器3、支持拐1、碟簧11、调整螺母8。

如附图6所示，调整螺杆2端部与调整螺母8端部设有通孔，通过碟簧11压紧、齿端盘4与调整螺杆2伞齿面锁紧，调整螺杆2端部与调整螺母8端部通孔同轴，并由弹性圆柱,9固定连接，弹性圆柱销9垂直调整螺杆2轴线。

调整螺母8与支持拐1的配合面上设有防尘圈10，防尘圈10为O型密封圈，安装于于调整螺母与支持拐之间，用于防尘。通过调整调整螺母8，可使调整螺杆2旋转，用于闸瓦检修更换时调节闸瓦与轮对之间的间隙。

上述的位移传感器18可选择为磁致伸缩式位移传感器。

本实施例中，踏面制动单元检测闸片磨耗量的方法如下：

（1）连接杆组成伸出时，磁环相对于位移传感器组成波导管产生相对位移L1，位移传感器记录此位移值；

（2）力值传感器显示力值为F为连接杆组成轴端输出力值,机械传动效率为η，闸片与制动盘之间摩擦力为μ，制动力作用点与轮轴之间距离为R；

（3）计算单侧闸片制动力F_闸=F×η；

（4）计算单侧闸片摩擦阻力矩为M=F_闸×μ；

（5）闸片与轮对外表面之间相对运动使闸片发生磨耗，磨耗量为△S；

（6）制动完成后排空缸体内气体，塔簧推动鞲鞴、复原弹簧推动闸调器使连接杆组成复位，此时连接杆组成回退位移为L2，位移传感器记录此位移值；

（7）得到闸片磨耗量S=L2-L1

本实用新型的一种新型基础制动装置，位移传感器内置于制动单元内部，避免了转向架恶劣工况对传感器精度、寿命造成影响；本实用新型可检测机车制动时，闸片与轮对之间的作用力值，保证制动机构安全可靠；并且本实用新型可在线监测制动闸瓦磨耗情况，避免了列检人员线下作业而产生劳动强度大，因主观原因对闸瓦误检、错判风险。

以上实用新型所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思及原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：包括如连接杆组成（12）、位移传感器（18）和踏板制动单元，所述踏板制动单元包括缸体（16）、上盖（21）、鞲鞴（22）、闸调器（13）、闸片托（24）和铰接杆（25），所述缸体（16）与上盖（21）连接形成封闭腔体，上盖（21）与缸体（16）之间设有充气口（20），所述鞲鞴（22）和闸调器（13）置于腔体内部，鞲鞴（22）与缸体（16）侧壁配合，充气口（20）充入的气体驱动鞲鞴（22）及闸调器（13）运动；所述连接杆组成（12）与位移传感器（18）分别置于缸体（16）两侧，其中连接杆组成（12）一端与缸体（16）外部的闸片托（24）铰接，闸片托（24）通过铰接杆（25）与缸体（16）外壁铰接，连接杆组成（12）的另一端穿入缸体（16），并与闸调器（13）螺纹连接，位移传感器（18）一端设置于缸体（16）外侧，并与闸调器（13）之间通过连接管（19）固定连接，位移传感器（18）另一端穿入连接管（19）内，并与连接杆组成（12）配合，检测闸调器（13）的位移量。

2.根据权利要求1所述的一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：所述鞲鞴（22）位于闸调器（13）正上方，鞲鞴（22）的楔形面与闸调器（13）接触，鞲鞴（22）沿着腔体内壁滑动，鞲鞴（22）竖向运动驱动闸调器（13）水平运动，闸调器（13）与缸体（16）内壁之间设有复原弹簧（17），鞲鞴（22）一侧设有复位的塔簧（23）。

3.根据权利要求1或2所述的一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：所述连接杆组成（12）包括调整螺杆（2）和支持拐（1），所述调整螺杆（2）为阶梯圆杆，调整螺杆（2）一端穿过支持拐（1）中心通孔，并与调整螺母（8）螺纹配合，所述调整螺母（8）与支持拐（1）之间设有碟簧（11），所述调整螺杆（2）与支持拐（1）之间设有力值传感器（3），调整螺杆（2）上承载的轴向力由力值传感器（3）测试，所述调整螺杆（2）的另一端设有台阶深孔，台阶深孔的台阶处设置绝缘环（6）与磁环（7）。

4.根据权利要求3所述的一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：所述支持拐（1）的中心通孔为阶梯孔，所述力值传感器（3）置于阶梯孔内，力值传感器（3）一端与阶梯面配合，另一端由齿端盘（4）内侧压紧，齿端盘（4）外侧与调整螺杆（2）阶梯面配合，齿端盘（4）具有沿调整螺杆（2）轴向的弹性变形补偿，齿端盘（4）边沿通过固定螺栓（5）与支持拐（1）连接,固定螺栓（5）对齿端盘（4）周向与轴线方向位置限定，调整螺杆（2）穿过力值传感器（3）与齿端盘（4）。

5.根据权利要求3所述的一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：所述调整螺杆（2）与调整螺母（8）之间通过弹性圆柱销（9）穿过，弹性圆柱销（9）垂直调整螺杆（2）轴线。

6.根据权利要求5所述的一种车辆新型踏面制动单元，其特征在于：所述调整螺母（8）与支持拐（1）的配合面上设有防尘圈（10）。