一种液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构及方法与流程

1.本发明涉及轨道交通车辆制动系统基础制动,特别是一种液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构及方法。


背景技术：

2.制动系统是轨道交通机车车辆的关键系统之一，停放制动缸是机车车辆制动系统基础制动装置的重要组成部分，用于实现机车车辆在坡道上长期的安全停放。当机车车辆无电或无风时，停放制动需采用手动缓解。目前的手动缓解辅助机构有两种方案，第一种是采用拉环与手缓解装置的棘轮销直接连接，通过拉拉环的方式实现停放缓解；第二种是采用手缓解拉绳，即如图1所示，在远端设置缓解手柄a，利用钢丝绳b将缓解手柄a的拉力传递至棘轮销c。第一种方案结构简单，但容易被转向架的其他部位遮挡，在某些转向架上不适用。第二种方案虽然解决了第一种方案易被遮挡的问题，但其对钢丝绳的弯曲角度和曲率半径均有要求，比如，图1中钢丝绳的弯曲角度不小于90度，曲率半径不小于r100。当弯曲角度或者曲率半径过小时，会导致钢丝绳与其保护套管的摩擦阻力过大而使得手动缓解难以实现。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，针对目前的手缓解拉绳对钢丝绳的弯曲角度和曲率半径有较高要求，当弯曲角度或者曲率半径过小时，钢丝绳与其保护套管的摩擦阻力过大导致手动缓解难以实现的不足，本发明提供一种更易完成，更可靠，管路布置更加灵活的液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构及方法。
4.为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构，包括一端铰接在固定安装支架上的缓解手柄，所述缓解手柄上依次连接主动油缸组成、执行油缸组成及楔块，所述楔块具有一工作斜面，所述工作斜面上搭挂用于手动缓解的棘轮销，初始状态时，所述棘轮销搭挂在所述工作斜面的下端，执行手动缓解时，所述楔块在所述主动油缸组成、执行油缸组成提供的液压力作用移动，使所述棘轮销沿所述工作斜面上行实现手动缓解。
5.本发明采用液力传动机构替代现有的缓解拉绳机构，手动缓解装置其他部分的结构原理与现有手动缓解装置保持一致。这样，本发明一方面继承了现有手缓解拉绳的优点；另一方面，由于液体在管路中的流动阻力远远小于钢丝绳与套管内壁的滑动摩擦力，使手动缓解操作更容易完成，提高了整个手缓解装置的可靠性，极大地降低操作者的劳动强度，并且油管可以允许有更小的曲率半径和弯曲角度，降低了安装要求，使管路布置可以更加灵活。
6.具体地，所述主动油缸组成包括主动油缸缸体、主动活塞及主动油缸盖，所述主动油缸缸体上盖设所述主动油缸盖，所述主动油缸缸体的作用腔中安装所述主动活塞的一端，所述主动活塞的另一端伸出所述主动油缸缸体并连接所述缓解手柄，所述作用腔设置
有与液压源连接的注油孔和用于提供加压液压油的油压输出孔。
7.优选地，所述主动油缸组成还包括弹簧导向垫、主动活塞复位弹簧，所述弹簧导向垫安装在所述作用腔的一端，所述弹簧导向垫与所述主动活塞之间安装所述主动活塞复位弹簧。当松开缓解手柄时，主动活塞和缓解手柄在主动活塞复位弹簧的作用下回到初始位置。
8.优选地，所述油压输出孔靠近所述弹簧导向垫设置，所述注油孔靠近所述主动活塞的初始位置设置，以保证系统中的油液压力尽快建立。
9.具体地，所述执行油缸组成包括执行油缸缸体、执行活塞及进油口，所述执行油缸缸体内安装所述执行活塞的一端，所述执行活塞的另一端连接所述楔块，所述进油口与所述油压输出孔经油管连接。
10.优选地，所述楔块安装在安装座内，所述执行油缸缸体的一端与所述安装座固定连接，且所述安装座与所述楔块之间安装楔块复位弹簧。当松开缓解手柄时，在楔块复位弹簧的作用下楔块推动执行活塞回到初始位置。
11.优选地，所述楔块和安装座之间安装销钉，所述楔块复位弹簧套设在所述销钉上，且所述销钉的一端与所述安装座固定连接，另一端间隙配合安装在所述楔块上，使所述楔块移动过程可通过销钉进行导向。
12.优选地，所述执行活塞的另一端设置为球面，所述执行活塞通过此球面端与所述楔块接触，以在执行手动缓解操作时，利用球面可适应楔块和执行活塞运动时的小幅度偏转性能，避免楔块移动过程中可能导致的卡滞。
13.优选地，所述工作斜面包括从上至下依次分布的第一工作斜面和第二工作斜面，且所述第二工作斜面与水平面的夹角比所述第一工作斜面与水平面的夹角小。这样使得，第二工作斜面对水平力的放大倍数比第一工作斜面对水平力的放大倍数大，在手动缓解初始阶段需克服静摩擦力是最费力的阶段，第二工作斜面对水平力的放大倍数更大可确保在手动缓解初始阶段更加省力。
14.基于同一发明构思，本发明还提供了一种所述液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构的辅助缓解方法，其包括：
15.初始状态时，缓解手柄无动作，主动活塞复位弹簧处于自由状态，主动活塞位于主动油缸缸体的作用腔一端，整个系统经注油孔通入液压油；
16.执行手动缓解时，操作者用手握紧缓解手柄，缓解手柄推动主动活塞，使主动油缸缸体的作用腔中油液压力建立；主动油缸缸体的作用腔油液压力通过油压输出孔传递至执行油缸缸体的作用腔中，并推动执行活塞及楔块，搭挂在楔块的第二工作斜面下端的棘轮销沿楔块的第二工作斜面及第一工作斜面上行而被拉出实现停放制动手动缓解。
17.松开缓解手柄，在楔块复位弹簧的作用下楔块推动执行活塞回到初始位置。同步地，主动活塞和缓解手柄在主动活塞复位弹簧的作用下回到初始位置。
18.缓解手柄运动到设定位置(缓解位置)时触发行程开关，使常开电路闭合，并将该高电平信号发送至列车控制系统，从而在司机室显示屏上可以看到哪些位置已实施手动缓解操作。
19.本发明设置了两个结构完全相同但相互独立的油路，可满足双侧手动缓解功能的要求，且互不影响。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.本发明采用液压油作为手动缓解的传力介质，可解决现有手动缓解拉绳存在的钢丝绳与套管的摩擦阻力大的问题，可满足在机车车辆无火回送或其他无风情况下快速缓解停放制动，提高了整个手动缓解装置的可靠性，并提升了工作效率，降低了操作者的劳动强度。
22.此外，本发明结合行程开关实现了手动缓解是否执行的指示功能，方便统计和管理，避免遗漏。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为传统停放制动缸手动缓解辅助机构的结构示意图。
25.图2为本发明液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构的结构示意图。
26.图3是本发明中安装座和楔块的装配图。
27.图4是本发明中楔块的结构示意图，其中a为主视剖视图，b为俯视图。
28.图5是本发明中执行油缸组成的结构示意图，其中a为主视图，b为a的右视图，c为a的a－a剖视图。
29.图6是本发明中主动油缸组成的结构示意图。
30.图中：1表示楔块复位弹簧，2表示安装座，3表示楔块，4表示执行油缸组成，5表示主动油缸组成，6表示缓解手柄，7表示行程开关，8表示储油杯，9表示销钉，10表示棘轮销，3-1表示第一工作斜面，3-2表示第二工作斜面，4-1表示执行油缸缸体，4-2表示执行活塞，4-3表示o形圈安装槽，5-1表示主动油缸缸体，5-2表示弹簧导向垫，5-3表示主动活塞复位弹簧，5-4表示主动活塞，5-5表示主动油缸盖，5-6表示注油孔，5-7表示油压输出孔。
具体实施方式
31.以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
32.为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
33.参见图2，本发明液力传动的停放制动缸手动缓解辅助机构一实施例包括楔块复位弹簧1、安装座2、楔块3、执行油缸组成4、主动油缸组成5、缓解手柄6、行程开关7和储油杯8。
34.参见图3，楔块复位弹簧1安装在楔块3和安装座2之间，楔块复位弹簧1内插装销钉9，销钉9起到为楔块3导向和防止楔块复位弹簧1失稳的作用。销钉9的六角头端有一段螺纹，其余为光滑圆柱面。销钉9通过螺纹与安装座2连接，销钉9的光滑圆柱面间隙配合穿过楔块3上的通孔，使楔块3可在执行油缸组成4的油压作用下沿销钉9的光滑圆柱面区域滑动。
35.参见图4，楔块3具有从上至下依次分布的第一工作斜面3-1和第二工作斜面3-2，第二工作斜面3-2与水平面的夹角比第一工作斜面3-1与水平面的夹角小，因此第二工作斜面3-2对水平力的放大倍数比第一工作斜面3-1大。如图3所示，手动缓解开始前，棘轮销10搭挂在楔块3的第二工作斜面3-2的下端，因为手动缓解初始阶段需克服棘轮销10与楔块3之间的静摩擦力，是最费力的阶段，第二工作斜面3-2对水平力的放大倍数更大可确保在手动缓解初始阶段更加省力。
36.参见图5，执行油缸组成4包括执行油缸缸体4-1、执行活塞4-2、o形圈安装槽4-3及两个进油口4-4，执行油缸缸体4-1的一端设有4个通孔4-5，通过4颗螺栓穿过这4个通孔4-5将执行油缸缸体4-1与安装座2相连接，执行活塞4-2间隙配合插装于执行油缸缸体4-1的作用腔中，且执行活塞4-2与执行油缸缸体4-1的作用腔之间安装密封圈，两个进油口4-4开设在执行油缸缸体4-1的一侧面上，并与执行油缸缸体4-1的作用腔连通。执行活塞4-2的作动端与楔块3连接，且执行活塞4-2的作动端设置为球面4-6，在执行手动缓解操作时与楔块3的一端面接触，球面可适应楔块3和执行活塞4-2运动时的小幅度偏转，避免因此导致的楔块3卡滞。执行油缸缸体4-1与安装座2的贴合面采用o形圈密封，起到防尘防水的作用，o形圈安装在执行油缸缸体4-1的o形圈安装槽4-3内。
37.参见图6，主动油缸组成5包括主动油缸缸体5-1、弹簧导向垫5-2、主动活塞复位弹簧5-3、主动活塞5-4及主动油缸盖5-5。弹簧导向垫5-2、主动活塞复位弹簧5-3、主动活塞5-4的内端依次装入主动油缸缸体5-1的作用腔中，主动活塞5-4的外端连接缓解手柄6。主动油缸盖5-5与主动油缸缸体5-1采用螺纹连接。主动油缸盖5-5的内端面与主动活塞5-4的阶梯面接触，防止主动活塞5-4在主动活塞复位弹簧5-3的预压缩回复力的作用下脱出。主动油缸缸体5-1上设置注油孔5-6，注油孔5-6的一端连通主动油缸缸体5-1的作用腔，注油孔5-6的另一端直接与储油杯8相连，新生产或后期维护时通过储油杯8向整个油路加油。同时，由于油的密度远大于空气，因此注油孔5-6还起到排出油路内空气的作用。主动油缸缸体5-1上还设置油压输出孔5-7，所述油压输出孔5-7的一端连通主动油缸缸体5-1的作用腔，另一端直接与执行油缸组成4的进油口4-4相连，将主动油缸缸体5-1的作用腔油液压力传输给执行活塞4-2，并推动执行活塞4-2。
38.缓解手柄6一端与固定安装支架铰接，使缓解手柄6可绕该铰接点转动。
39.没有执行手动缓解操作时，主动活塞5-4与主动油缸缸体5-1的相对位置如图6，储油杯8通过注油孔5-6与整个油路连通。
40.执行手动缓解操作时，操作者用手握紧缓解手柄6，缓解手柄6推动主动活塞5-4在主动油缸缸体5-1的作用腔中向左移动一小段距离使主动活塞5-4上的从左往右数第一个密封圈完全通过注油孔5-6后，主动油缸缸体5-1的作用腔油液压力便开始建立。主动油缸缸体5-1的作用腔油液压力经油压输出孔5-7、油管、进油口4-4传递至执行油缸缸体4-1的作用腔中，并推动执行活塞4-2，同时执行活塞4-2在油液压力的作用下推动楔块3，搭挂在楔块3的第二工作斜面3-2下端的棘轮销沿楔块3的第二工作斜面3-2及第一工作斜面3-1上行而被拉出实现停放制动手动缓解。当缓解手柄6运动到设定位置时触发行程开关7，使常开电路闭合，并将该高电平信号发送至列车控制系统，从而在司机室显示屏上可以看到哪些轴位已实施手动缓解操作。
41.松开缓解手柄6，在楔块复位弹簧1的作用下楔块3复位并推动执行活塞4-2回到初
始位置。同步地，主动活塞5-4和缓解手柄6在主动活塞复位弹簧5-3的作用下回到初始位置。
42.以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。比如：可以在执行油缸组成4处设置换向机构(如杠杆)，使推动楔块3运动变为拉动楔块3运动；可以利用缓解手柄6的位移来触发行程开关7，也可以利用其它部位的位移来触发行程开关7，如楔块3；任何可以将位移转化为电信号的电气元件均可以实现手动缓解操作是否执行的指示功能，行程开关仅是其中的一个实施例。
43.因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。