林谢制动器的制作方法

本发明专利涉及一种矿井提升机、高速动车等所使用的中大型盘形林谢制动器。

背景技术：

现世界上矿井提升机、高速动车等所使用的盘形制动器，均由制动器、液压站、电控这三个系统组成，碟形弹簧提供给刹车片正压力，刹车片与制动盘产生摩擦力来制动。其工作原则是：液压站泄压制动，加压松闸。该系统存在不理想是：碟形弹簧(参见说明书附图15)对变形会导致弹力变化巨大，它对材质、机加工、热处理工艺要求高，且在工作过程中有碟形弹簧破裂现象不便监测。因结构特性，目前生产的矿井提升机碟形弹簧盘形制动器最大正压力为100000牛顿，由中信重工制造，液压站系统复杂，造价高，且在提升机、高速动车运行时始终工作，液压泵不能停，电机绝大部分时间是在做无用功。以中信重工制造的5米直径卷筒提升机为例，制动器头多达20只(10对)，造价超过60万元，液压站造价超过60万元，液压泵电机4千瓦，日夜运转，给用户增加了一定负担，且浪费了资源。

本发明专利林谢制动器，它由高压氮气缸提供给刹车片正压力，高压氮气缸可方便地制造出来，氮气缸活塞位移对弹力变化影响小(参见说明书附图15)，只需方便地改变注入氮气压力，就可精确地给出刹车片所获得的正压力。高压氮气缸当作气弹簧，它对材质、加工工艺要求不高，对于油封，它的工作压力不超过8兆帕，通常，油封许用工作压力可达38兆帕，该林谢制动器油封工作压力远低于38兆帕，且行程短、速度慢，可保证长期使用，只需定期(五年以上)更换油封即可，加上该氮气缸只有一进气通道，并设有单向阀，即便拆除进气管及相关螺栓、螺母，仍能确保氮气缸内高压氮气不漏，刹车片始终有预设的正压力，随时能制动。即便在运行中有高压氮气泄漏，首先有氮气瓶补充，具备了相当长时间内仍存在正压力，二有仪器方便监测，可以及时处理，除因火烧、爆炸等极端状况才会突然失压(该状况碟形弹簧一样失效)，碟形弹簧则不然，它会突然破裂，因此，高压氮气缸当作气弹簧，其可靠性不低于碟形弹簧，只会高于它。

鉴于上述高压氮气缸特性，对于矿用提升机来讲，只需生产一种规格尺寸林谢制动器，就可全部代替所有碟形弹簧制动器，目前碟形弹簧制动器有正压力10000——100000牛顿之间多种规格。以提升机用林谢制动器工作缸内径200毫米为例，一般氮气瓶内储氮气压力12兆帕，许用0-8兆帕，它可以产生200×200×3.14÷4×(0-8)＝0-251200牛顿作用于刹车片正压力，唯一不通用的是设有阻尼孔的液压油管接头这个零件，并且，该氮气缸压力的变化能方便监测，采用油气联动柱塞泵提供刹车片制动、松开动力，取代液压站。本发明专利林谢制动器所用的压缩空气可直接接上矿厂、高速动车本身空压站管路，也可配一台空压机，由于空压机有贮气筒，因此，空压机电机无需连续工作，节约能耗，其成本不到液压站的十分之一。

对于原提升机用碟形弹簧制动器，由于自身变形量少特性限制，它只能单独每只分别固定在底座上，不能随动，因此，对提升机卷筒制动盘的端面跳动要求高，同样，对底座安装要求也高。而本发明专利林谢制动器，它支撑制动头的浮动支架是随动的，对制动盘的端面跳动要求低，对底座安装要求也低。因此，本发明专利林谢制动器是原碟形弹簧制动器理想的更新换代产品。

本发明专利内容

本发明专利涉及一种矿井提升机、高速动车等所使用的林谢制动器。

它由螺栓1、副制动头2、刹车片3、支撑座4、浮动支架5、主制动头6、液压油管路7、氮气管路8、油气联动柱塞泵9、氮气瓶10、销轴11、盖板12、弹簧a13、浮动限位油缸14、垫圈15、挡板a16、浮动限位油缸活塞杆17、浮动限位油缸盖板18、油封a19、油封b20、单向阀芯21、弹簧b22、油封c23、轴用弹性挡圈a24、液压油25、浮动限位油缸活塞26、浮动限位油缸筒27、油封d28、浮动限位油缸后盖29、螺母a30、氮气缸活塞31、高压氮气32、高压氮气缸筒33、螺母b34、油封e35、油封f36、油封g37、液压油管接头38、隔板39、主制动头轴40、主制动头活塞41、油封h42、主制动头油缸筒43、行程限位油缸44、高压氮气管接头45、挡板b46、弹簧c47、行程限位油缸轴48、油封j49、行程限位油缸筒50、钢珠51、轴用弹性挡圈b52、油封k53、行程限位油缸盖54、顶紧螺杆55、行程限位油缸活塞56、氮气单向阀体57、油封m58、柱塞油缸盖59、柱塞油缸筒60、柱塞61、油封n62、气缸盖63、气缸筒64、柱塞顶杆65、气缸活塞66、油封p67、压缩空气68、气缸筒后盖69、进气调压阀70、放气调压阀71、油封q72等零部件构成。

制动盘73是矿井提升机、高速动车等固有零部件，不属于本发明专利林谢制动器。

现碟形弹簧制动器由制动头74、碟形弹簧75、缸套76、油封r77、油缸体78、活塞79、油封s80、拧紧螺母81、螺母d82等零部件组成。

本发明专利林谢制动器特征是：刹车片3始终承受高压氮气32施加的正压力，刹车片3制动、松开通过油气联动柱塞泵9来完成。浮动支架5在两根销轴11约束下只能沿销轴11轴线方向左右移动，一个自由度，浮动支架5在弹簧a13、浮动限位油缸14的约束下每次制动、松开实现相对主制动头6上的刹车片3二分之一行程位移，确保两片刹车片3与制动盘73间隙相同，浮动支架5在两片刹车片3每次刹车微小磨损后可向主制动头6一侧移动二倍磨损距离，并在浮动限位油缸14的约束下锁定。主制动头6侧刹车片3在行程限位油缸44约束下只能松开一定行程。行程限位油缸44在挡板b46、弹簧c47、行程限位油缸轴48、油封j49、行程限位油缸筒50、钢珠51、轴用弹性挡圈b52、油封k53、行程限位油缸盖54、顶紧螺杆55的共同作用下随着刹车片3磨损跟进，不能回缩，只有当更换新刹车片3，松开顶紧螺杆55方可回缩。油气联动柱塞泵9是由压缩空气68通过进气调压阀70进入设置的空腔推动气缸活塞66、气缸活塞66推动柱塞顶杆65、柱塞顶杆65推动柱塞61、柱塞61压缩液压油25注入主制动头6设置的进油腔，松开刹车片3，油气联动柱塞泵9通过放气调压阀71排气，液压油25在高压氮气32作用下流回柱塞油缸筒60中，刹车片3制动。

本发明专利工作原理：

本发明专利林谢制动器工作原理是：需制动盘73停止转动时，系统指令油气联动柱塞泵9之放气调压阀71排放部分压缩空气68，同时关闭进气调压阀70，使刹车片3以一定压力贴紧制动盘73，产生制动力，并使之柔和停转，当遇紧急情况需制动时，系统指令油气联动柱塞泵9之放气调压阀71排气全开，同时关闭进气调压阀70，刹车片3以设定最大压力贴紧制动盘73，并使之迅速停转。制动状态下需松开刹车片3时，系统指令油气联动柱塞泵9之进气调压阀70开启，同时关闭放气调压阀71，充入一定压力压缩空气68，充入压力能松开刹车片3即可，并保持该压力。

附图说明

附图1所示是本发明专利林谢制动器正视图

附图2所示是本发明专利侧视图

附图3所示是本发明专利俯视图

附图4所示是本发明专利a-a剖面视图

附图5所示是本发明专利a-a剖面中m局部放大视图，图中所示s为主制动头6上刹车片3行程

附图6所示是本发明专利浮动限位油缸14全剖面视图，图中所示s为主制动头6上刹车片3行程

附图7所示是本发明专利单向阀芯21全剖面视图

附图8所示是本发明专利单向阀芯21侧视图

附图9所示是本发明专利b-b剖面视图，图中所示g为制动盘73厚度

附图10所示是本发明专利行程限位油缸44全剖面视图，图中所示s为主制动头6上刹车片3行程

附图11所示是本发明专利b-b剖面中n局部放大视图

附图12所示是本发明专利b-b剖面中r局部放大视图，图中所示g

为液压油管接头38阻尼孔径

附图13所示是本发明专利气联动柱塞泵9全剖面视图

附图14所示是现碟形弹簧制动器全剖面参考图

附图15所示是碟型弹簧与气弹簧特性曲线参考图

具体实施方式

本发明专利林谢制动器装配关系就是本发明专利实施方式，其装配关系是：

用螺栓1将副制动头2、刹车片3、主制动头6连接在浮动支架5上，浮动支架5用两根销轴11与支撑座4铰接，液压油管路7一端与主制动头6相应接口连接，另一端与油气联动柱塞泵9连接，氮气管路8一端与主制动头6相应接口连接，另一端与氮气瓶10连接。

相关部件装配关系是：

主制动头6用螺栓1与浮动支架5连接，上方液压油管接头38与液压油管路7连接，下面高压氮气管接头45与氮气管路8连接，刹车片3用螺栓或燕尾槽与氮气缸活塞31连接。主制动头6由刹车片3、液压油25、氮气缸活塞31、高压氮气32、高压氮气缸筒33、螺母b34、油封e35、油封f36、油封g37、液压油管接头38、隔板39、主制动头轴40、主制动头活塞41、油封h42、主制动头油缸筒43、行程限位油缸44、高压氮气管接头45这些零件组成。其装配关系是：刹车片3用螺栓或燕尾槽连接在氮气缸活塞31上，氮气缸活塞31套上油封e35，主制动头轴40螺纹端旋入氮气缸活塞31螺孔中，拧紧螺母b34。隔板39上方钻进油孔与液压油25腔相通，装上油封g37，拧紧液压油管接头38，下面钻进气孔与高压氮气32腔相通，左侧焊接高压氮气缸筒33，右侧焊接主制动头油缸筒43，中孔套上油封f36，进气孔中装入油封b20、单向阀芯21、氮气单向阀体57、油封m58、油封g37，拧紧高压氮气管接头45。氮气缸活塞31、油封e35、螺母b34与主制动头轴40组成一体套入隔板39中孔，装上主制动头活塞41、油封e35、油封h42，拧紧螺母b34。

行程限位油缸44与主制动头6用螺栓连接，它由油封b20、单向阀芯21、弹簧b22、液压油25、挡板b46、弹簧c47、行程限位油缸轴48、油封j49、行程限位油缸筒50、钢珠51、轴用弹性挡圈b52、油封k53、行程限位油缸盖54、顶紧螺杆55、行程限位油缸活塞56这些零件组成。其装配关系是：行程限位油缸活塞56装上油封b20、单向阀芯21、弹簧b22、油封j49、油封k53，一起套在行程限位油缸轴48上，卡上轴用弹性挡圈b52，约束行程限位油缸活塞56只能绕轴心回转一个自由度，行程限位油缸轴48中孔放入钢珠51，旋入顶紧螺杆55，然后一起装进已套好油封j49的行程限位油缸筒50中，在行程限位油缸轴48阶梯轴端依次装好挡板b46、弹簧c47，戴上螺母拧紧，盖上已套好油封j49、油封k53的行程限位油缸盖54，并拧紧螺栓，从注油孔中加满液压油25，排尽空气，堵死注油孔。弹簧c47之预紧力大于装配好后行程限位油缸轴48外伸开启力。

浮动限位油缸14通过自身后端螺纹固定在支撑座4相应孔中，它由盖板12、弹簧a13、垫圈15、挡板a16、浮动限位油缸活塞杆17、浮动限位油缸盖板18、油封a19、油封b20、单向阀芯21、弹簧b22、油封c23、轴用弹性挡圈a24、液压油25、浮动限位油缸活塞26、浮动限位油缸筒27、油封d28、浮动限位油缸后盖29、螺母a30这些零件组成。其装配关系是：将两套油封b20、单向阀芯21、弹簧b22分别一正一反装入浮动限位油缸活塞26上相应孔中，油封a19套在浮动限位油缸活塞26相应槽中，浮动限位油缸活塞杆17套上油封c23装入浮动限位油缸活塞26中孔，装上两只轴用弹性挡圈a24，约束浮动限位油缸活塞26只能绕轴心回转一个自由度，浮动限位油缸活塞杆17阶梯轴端装已套好油封a19、油封d28的浮动限位油缸盖板18，浮动限位油缸活塞杆17另一端装已套好油封a19、油封d28的浮动限位油缸后盖板29，然后装上浮动限位油缸筒27，并与浮动限位油缸盖板18、浮动限位油缸后盖板29固定，通过注油孔注满液压油25并排尽空气，将注油孔堵死。依次将弹簧a13、盖板12、挡板a16、垫圈15、螺母a30装上，用螺栓将盖板12、挡板a16固定在浮动支架5上。弹簧b22预紧力需锁住压油25在弹簧a13装配好后不会在浮动限位油缸活塞26左右两腔交换。挡板a16与盖板12焊接，弹簧a13装配好后，预紧力小于浮动限位油缸14之浮动限位油缸活塞杆17外伸开启力，需有效地顶浮动支架5移动即可。

油气联动柱塞泵9之柱塞油缸筒60端通过液压油管路7、液压油管接头38与主制动头6通联，另一端通过进气调压阀70与外接压缩空气管路通联。它由液压油25、柱塞油缸盖59、柱塞油缸筒60、柱塞61、油封n62、气缸盖63、气缸筒64、柱塞顶杆65、气缸活塞66、油封p67、压缩空气68、气缸筒后盖69、进气调压阀70、放气调压阀71、油封q72等零部件组成，其装配关系是：气缸盖63分别与柱塞油缸筒60、气缸筒64焊接，液压油管接头38连接在柱塞油缸筒60端，柱塞61套上油封n62装入柱塞油缸筒60中。柱塞顶杆65与气缸活塞66螺纹连接或焊接，套上油封p67一同装入气缸筒64中。油封q72置于气缸筒64端部相应油封槽中，用螺栓将气缸筒后盖69连接在气缸筒64上，装上进气调压阀70、放气调压阀71。柱塞油缸筒60工作腔中注满液压油25，排尽空气。