整体式踏面电机械制动缸及制动方法与流程

本发明涉及轨道车辆制动技术领域，具体来说是一种整体式踏面电机械制动缸及制动方法。

背景技术：

踏面制动就是铁路机车车辆采用的闸片制动，制动时闸片抱紧车轮踏面，通过摩擦使车轮停止转动。传统的踏面制动单元由空气或液压提供动力源的，并由弹簧制动器实现制动和缓解，其效率低，能耗大，重量重，且需要所有的管线不能有泄漏现象，不仅结构复杂，而且控制较难。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种操作简单、制动可靠的整体式踏面电机械制动缸及制动方法。

为了实现上述目的，设计一种整体式踏面电机械制动缸，所述的整体式踏面电机械制动缸包括箱体、电机组件和闸托组件，所述的箱体上设有用于安装电机组件的安装部，且所述的箱体内设有丝杠和顶套，所述的顶套内侧设有丝杠的一端且所述的丝杠外侧固定有丝杠螺母，所述的丝杠螺母与所述的顶套的近端之间设有推力轴承用于传递丝杠轴向方向的作用力，所述的顶套的远端设有与箱体相固定的端盖，所述的丝杠的外端连接有用于实现制动的闸托组件，所述的丝杠螺母外侧通过花键连接有大伞状齿轮，所述的电机组件的输出端配合连接有小伞状齿轮且所述的小伞状齿轮与大伞状齿轮相啮合。

本发明还具有如下优选的技术方案：

所述的端盖与顶套之间还设有力传感器。

所述的丝杠螺母在近于顶套一端的端部设有用于与所述的顶套的近端相配合的凹槽，且所述的顶套外侧设有第一周向延伸段，所述的第一周向延伸段与丝杠螺母近于顶套一端的端部之间设有推力轴承。

所述的箱体上设有用于供小伞状齿轮的齿轮轴或电机组件的输出轴穿过的安装孔，所述的箱体内侧在安装孔的周向设有用于安装螺母的安装槽。

所述的小伞状齿轮的齿轮轴或所述的电机组件的输出轴外侧设有若干轴承，且所述的轴承之间设有轴承顶环，所述的若干轴承外侧设有轴承支撑环，所述的轴承支撑环与所述的箱体固定相连。

所述的顶套外侧设有第二周向延伸段，所述的箱体在所述的第二周向延伸段远于端盖的一侧设有与所述的第二周向延伸段的端部相配合的台阶结构。

所述的丝杠位于顶套内侧的一端端部外侧设有第一凹槽，所述的第一凹槽与所述的顶套之间设有丝杠铜套。

所述的丝杠的外端设有用于连接闸托组件的连接接头，所述的连接接头周向上设有阶梯结构，所述的箱体在相对于端盖的另一端固定设有封盖，所述的封盖中部设有通孔且所述的封盖向周向内侧设有第三周向延伸段，所述的第三周向延伸段内侧与所述的大伞状齿轮的齿轮轴外端相抵，且外侧与所述的连接接头的阶梯结构相抵。

所述的连接接头外端通过第一连接铰链连接闸托组件，且所述的闸托组件通过第二链接铰链与所述的箱体的外侧相连。

本发明还设计一种采用所述的整体式踏面电机械制动缸的制动方法，通过电机组件带动小伞状齿轮，从而带动与所述的小伞状齿轮相啮合的大伞状齿轮转动，进而带动丝杠转动，并由丝杠和顶套组成的滚珠丝杠副实现丝杠的平动，从而实现踏面电机械制动缸的伸缩并带动闸托组件伸缩，进而实现闸托组件的闸片与踏面之间的夹紧或放松，并实现轨道车辆的制动或缓解，且所述的踏面电机械制动缸伸出后，伸出的反作用力能依次通过丝杠螺母、推力轴承、和顶套传递给力传感器。

本发明同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其优点在于：

1、本发明的制动缸采用电机驱动，避免了因制动而出现的管线漏气或漏油现象，解决了传统踏面制动装置对环境造成污染问题。

2、本发明的制动缸控制操作比较简单，能够使得轨道车辆制动更加稳固、可靠。

3、本发明制动缸的响应时间比传统的要短，提高了制动缸的响应时间，使轨道车辆制动更加高效。

附图说明

图1是一实施方式中本发明整体式踏面电机械制动缸的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是另一实施方式中本发明整体式踏面电机械制动缸的结构示意图。

图4是图3的剖视图。

图中：1.电机组件2.小伞状齿轮3.轴承顶环4.螺母m30×1.55.轴承6.电机组件o型圈7.轴承支撑环8.固定螺栓9.端盖o型圈10.力传感器11.顶套12.丝杠铜套13.第二螺钉14.铜套挡板15.第一螺钉16.端盖17.o型圈18.推力轴承19.大伞状齿轮20.轴承固定环21.交叉滚子轴承22.大伞状齿轮o型圈23.封盖24.箱体25.封盖o型圈26.封盖螺栓27.销轴组件28.弹簧29.电器连接器30.第三螺钉31.第四螺钉32.闸托组件33.第一销轴34.第一连接铰链35.连接销轴36.紧固螺栓37.连接接头38.丝杠螺母39.轴承螺钉40.轴承挡环41.丝杠42.第一周向延伸段43.第二周向延伸段44.第三周向延伸段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1和图2，所述的整体式踏面电机械制动缸包括箱体、电机组件和闸托组件，所述的箱体上设有用于安装电机组件的安装部，用于使电机组件和箱体通过螺栓相连接，且电机组件和箱体的连接处还设置有电机组件o型圈，本实施方式中，在所述的箱体上设有用于供小伞状齿轮的齿轮轴或电机组件的输出轴穿过的安装孔，所述的箱体内侧在安装孔的周向设有用于安装螺母的安装槽，以对小伞状齿轮的齿轮轴或电机组件的输出轴实现加固，所述的小伞状齿轮的齿轮轴或所述的电机组件的输出轴外侧设有若干轴承，且所述的轴承之间设有轴承顶环，所述的若干轴承外侧设有轴承支撑环，所述的轴承支撑环通过固定螺栓与所述的箱体固定相连。

所述的箱体内设有丝杠和顶套，所述的顶套内侧设有丝杠的一端且所述的丝杠外侧固定有丝杠螺母，所述的丝杠螺母在近于顶套一端的端部设有用于与所述的顶套的近端相配合的凹槽，且所述的顶套外侧设有第一周向延伸段，所述的第一周向延伸段与丝杠螺母近于顶套一端的端部之间设有推力轴承，用于传递丝杠轴向方向的作用力，所述的顶套外侧设有第二周向延伸段，所述的箱体在所述的第二周向延伸段远于端盖的一侧设有与所述的第二周向延伸段的端部相配合的台阶结构。所述的丝杠位于顶套内侧的一端端部外侧设有第一凹槽，所述的第一凹槽与所述的顶套之间设有丝杠铜套，所述的丝杠位于顶套内侧的一端端部设有第二凹槽，所述的第二凹槽内通过第二螺钉固定有铜套挡板。所述的顶套的远端通过第一螺钉连接力传感器一侧，力传感器另一侧通过螺钉与端盖相连，所述顶套和箱体之间可以产生一定的滑动。端盖通过螺栓与箱体相固定，端盖和箱体右端表面之间还设有端盖密封圈。

所述的丝杠的外端通过紧固螺栓连接用于连接闸托组件的连接接头，所述的连接接头周向上设有阶梯结构，所述的箱体在相对于端盖的另一端固定设有封盖，所述的封盖中部设有通孔且所述的封盖向周向内侧设有第三周向延伸段，所述的第三周向延伸段内侧与所述的大伞状齿轮的齿轮轴外端相抵，且外侧与所述的连接接头的阶梯结构相抵。所述的连接接头外端连接有连接销轴，闸托组件的后端中部连接有第一销轴，第一销轴和连接销轴之间连接有第一连接铰链，且所述的箱体外侧设有延伸段，延伸段处设有销轴组件，销轴组件与闸托组件后端上侧或下侧设有的第二销轴之间连接有第二链接铰链。

所述的丝杠螺母外侧通过花键连接有大伞状齿轮，使得丝杠螺母可相对于大伞状齿轮在丝杠的轴向方向产生相对位移，且所述的的大伞状齿轮上设有台阶状结构、丝杠螺母外表面相对应于台阶状结构设有凸出段，通过台阶状结构和凸出段之间的配合对丝杠螺母向闸托组件方向的运动进行限制。大伞状齿轮的尾端被夹持在封盖的内侧，从而保证其固定，封盖内侧和大伞状齿轮之间设有大伞状齿轮o型圈。所述的大伞状齿轮与箱体之间设有交叉滚子轴承，本实施方式中，所述的交叉滚子轴承被固定在封盖与固定环配合形成的凹槽内，封盖和固定环周向外侧紧贴所述的箱体的内壁，同时封盖通过封盖螺栓固定在箱体左端，封盖与箱体的内壁之间设有封盖密封圈。所述的电机组件的输出端配合连接有小伞状齿轮且所述的小伞状齿轮与大伞状齿轮相啮合，从而实现小伞状齿轮与大伞状齿轮之间的齿轮传动，所述的小伞状齿轮可以包括齿轮轴或不设有齿轮轴。

进一步地，所述电机采用直流力矩电机，所述的箱体内设有穿线孔，箱体和电机组件上分别安装有电器连接器。

图1和图2中，所述的电机组件安装于箱体的前侧，闸托组件安装于箱体的左侧，在其他实施方式中，其位置可以改变。例如，参见图3和图4，电机组件也可以安装至箱体的下侧。

实施例

本装置结构紧凑，制动效率高，能够很好地适用于车辆的制动工况，通过电机组件带动小伞状齿轮，从而带动与所述的小伞状齿轮相啮合的大伞状齿轮转动，进而带动丝杠转动，并由丝杠和顶套组成的滚珠丝杠副实现丝杠的平动，从而实现踏面电机械制动缸的伸缩并带动闸托组件伸缩，进而实现闸托组件的闸片与踏面之间的夹紧或放松，并实现轨道车辆的制动或缓解，且所述的踏面电机械制动缸伸出后，伸出的反作用力能依次通过丝杠螺母、推力轴承、和顶套传递给力传感器，通过力传感器的反馈能够对电机组件的输出扭矩进行相应调节。