专利名称：膜板式单元制动缸的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种膜板式单元制动缸，特别是关于一种SP系列膜板式单
元制动缸。
背景技术：
在传统铁路车辆中，通常以闸瓦制动方式，即以一个制动缸通过杆系驱动闸瓦来 使车辆产生制动作用。随着车辆运营速度的提高，闸瓦制动方式已经不适应车辆制动所产 生的热能冲击和震动要求，因此， 一种单元式的基础制动装置——盘形制动装置便应用而 生，单元制动缸则是上述盘形制动装置的一个主要部件。 单元制动缸在结构上主要包括制动缸和间隙调整器两部分。 —般的制动缸是以活塞形式设计的，活塞结构的特点是结构紧凑，占用空间小；其 缺点是需要用橡胶对滑动金属件密封，同时必须润滑。 间隙调整器的基本原理都是利用制动过程和缓解过程内部零件作用力变化，使用 离合器锁闭非自锁螺纹副上的一个螺母而使另一个转动，改变螺母在丝杠(即非自锁螺纹 副中的螺栓)上的位置，其中，两个螺母运动的结果是相对于单元制动缸的外体(固定部 分)没有移动，那么，丝杠相对于单元制动缸有了移动，即实现了调整。 因此，本设计人为克服上述问题，而研制了本实用新型的膜板式单元制动缸。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供一种膜板式单元制动缸，其采用没有相对滑动，无需润
滑的膜板结构，从而增加了检修周期和使用寿命。 本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现， —种膜板式单元制动缸，其包括制动缸和间隙调整器，所述间隙调整器能横向移 动地设置在所述制动缸内；其中，所述制动缸的一端设有空气管道，所述制动缸内部安装有 密封设置的膜片，所述空气管道位于所述膜片的一侧，所述膜片的另一侧与所述间隙调整 器相连接。 在优选的实施方式中，所述制动缸包括活塞组件和缸体组件，所述活塞组件位于 所述缸体组件内，所述活塞组件与所述膜片相连接，所述活塞组件和缸体组件上连接有纵 向设置的定位件。 在优选的实施方式中，所述活塞组件包括固定连接并能横向移动的活塞板和活塞 杆，所述活塞板纵向设置，并连接于所述膜片与所述活塞杆之间；所述活塞杆对应所述定位 件的位置设有一对长槽，所述定位件的一端固定在所述缸体组件上，另一端设入所述长槽 而与所述间隙调整器相配合。 在优选的实施方式中，所述缸体组件包括缸体、内侧缸盖和外侧缸盖，所述内侧缸 盖连接于所述外侧缸盖与缸体之间；所述膜片的外边缘夹设于所述内、外侧缸盖之间。 在优选的实施方式中，所述缸体在靠近所述活塞板的一端设有一个空腔，所述活
4塞杆外侧对应所述空腔的位置设有弹簧，所述弹簧的两端分别抵顶于所述活塞板和缸体。 在优选的实施方式中，所述间隙调整器包括非自锁螺纹的丝杠，其连接于所述活 塞杆内；引导螺母装配组件，其能转动与移动地连接在所述丝杠与所述活塞杆之间；调整 螺母装配组件，其能转动与移动地、并受所述定位件挡止地连接在所述丝杠与所述活塞杆 之间；所述丝杠通过所述活塞组件、引导螺母装配组件和调整螺母装配组件三者的相互作 用而进行左右移动设置。 在优选的实施方式中，所述引导螺母装配组件包括引导螺母，其配合连接在所述 丝杠上；引导挡铁，其外侧端固定在所述活塞杆上，内侧端连接在所述引导螺母的外侧，所 述引导挡铁与引导螺母之间分别具有一个有离合作用的第一倾斜面和第二倾斜面；引导轴 承，其固定在所述引导螺母的外侧的一端部；引导弹簧，其位于所述引导螺母的外侧，所述 引导弹簧的两端分别顶抵于所述弓I导挡铁和弓I导轴承之间。 在优选的实施方式中，所述调整螺母装配组件包括调整螺母，其配合连接在所述 丝杠上；调整挡铁，其外侧设有至少一对的槽口 ，所述定位件的另一端设置在所述槽口内， 所述调整挡铁能移动并受所述定位件挡止地连接在所述活塞杆与调整螺母之间，所述调整 挡铁与调整螺母之间分别设有一个有离合作用的第一啮合斜面和第二啮合斜面；调整轴 承，其固定在所述调整螺母的外侧的一端部；调整弹簧，其位于所述调整螺母的外侧，所述 调整弹簧的两端分别顶抵于所述调整挡铁和调整轴承之间。 在优选的实施方式中，所述单元制动缸远离所述膜片的一端，在所述丝杠头部设 有支承，所述支承与所述缸体之间连接有波纹管。 在优选的实施方式中，所述活塞杆上远离所述膜片的一端设有用于挡止所述调整 螺母的止动铁。 本实用新型的特点及优点是 1、由于膜片的外边缘被内侧缸盖和外侧缸盖夹固，因此，膜片相对于内、外侧缸盖 没有相对滑动，而且通过在膜片的一侧输送或释放压力空气以带动间隙调整器向左或向右 移动，即间隙调整器的移动无需润滑就能实现；进而本实用新型具有检修周期和寿命增加 一倍( 一般可达到3-4年)的优点。 2、其不需要配合的零件设计和小装配结构，使得生产和装配工艺简单，制造和检 修成本低。
为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的一些实施例，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。
图1是本实用新型的单元制动缸的结构示意图； 图2是沿图1的A-A剖面示意图，由于该单元制动缸上下对称，因此只绘制了上半 部分，而下半部分省略； 图3是本实用新型的单元制动缸处于正常间隙制动状态的示意图； 图4是本实用新型的单元制动缸处于正常间隙缓解状态的示意5[0027] 图5是本实用新型的单元制动缸处于过大间隙制动状态的示意图； 图6是本实用新型的单元制动缸处于过大间隙缓解状态(第一阶段)的示意图； 图7是本实用新型的单元制动缸处于过大间隙缓解状态(第二阶段)的示意图； 图8是本实用新型的单元制动缸的安装图。
具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 本实用新型的单元制动缸设置在车辆转向架上，如图8所示，所述单元制动缸A接 受制动压力空气B产生机械作用力，并通过杠杆C的传递，由闸片D作用到制动盘E上，形 成正压力。由于制动盘E是和车轴F整体转动的，便形成了摩擦力，使行驶的车辆产生制动 作用。 如图1、2所示，本实用新型的膜板式单元制动缸，包括制动缸和间隙调整器，所述 间隙调整器能横向移动地设置在所述制动缸内；所述制动缸的一端设有空气管道11，所述 制动缸内部安装有密封设置的膜片12(例如由橡胶制成)，即膜片12的左右两侧相互不连 通，所述空气管道11位于所述膜片12的一侧，所述膜片12的另一侧与所述间隙调整器相 连接。 本实用新型的单元制动缸在使用时，压力空气从左侧的空气管道11中进入，推动 膜片12向右移动，进而带动间隙调整器向右移动，以使闸片与制动盘接触实施制动作用； 当制动机缓解时，压力空气从空气管道11左侧排出，膜片12由此向左移动，进而带动间隙 调整器向左移动，缓解过程完成。也就是说，本实用新型采用了没有相对滑动、无需润滑的 膜板结构，使得检修周期和寿命增加一倍。 在较佳的实施方式中，所述制动缸包括活塞组件和缸体组件，所述活塞组件位于 所述缸体组件内，所述活塞组件与所述膜片12相连接，所述活塞组件和缸体组件上连接有 纵向设置的定位件13。 具体是，活塞组件包括固定连接、并能横向移动的活塞板14和活塞杆15，所述活 塞板14纵向设置，并连接于所述膜片12与所述活塞杆15之间。其中，所述膜片12与活塞 板14之间几乎处于紧挨的位置，使得膜片12右移会带动活塞板14右移，而活塞板14的左 移会带动膜片12左移。所述活塞杆15对应所述定位件13的位置设有一对长槽151，所述 定位件13的一端固定在所述缸体组件上，另一端设入所述长槽151而与所述间隙调整器相 配合。也就是说，所述长槽151的长度要大于所述定位件13另一端的宽度，以使活塞杆15 移动时不会被定位件13挡止。其中，定位件13可为定位螺栓。 所述缸体组件包括缸体16、内侧缸盖162和外侧缸盖163，所述内侧缸盖162连接 于所述外侧缸盖163与缸体16之间；所述膜片14的外边缘夹设于所述内、外侧缸盖162、 163之间。所述活塞板14位于所述内、外侧缸盖162、163之间。 更具体而言，所述缸体16在靠近所述活塞板14的一端设有一个空腔161，所述活 塞杆15外侧对应所述空腔161的位置设有弹簧17，所述弹簧17的两端分别抵顶于所述活
6塞板14和缸体16。 在较佳的实施方式中，所述间隙调整器包括非自锁螺纹的丝杠21、引导螺母装配 组件22和调整螺母装配组件23。所述丝杠21连接于所述活塞杆15内；所述引导螺母装 配组件22可转动与移动地连接在所述丝杠21与所述活塞杆15之间；所述调整螺母装配组 件23可转动与移动地、并受定位件13挡止地连接在所述丝杠21与活塞杆15之间；所述丝 杠21通过所述活塞组件、引导螺母装配组件22和调整螺母装配组件23三者的相互作用而 进行左右移动设置，进而带动闸片与制动盘进行接触或分离。 具体是，所述弓I导螺母装配组件22包括弓I导螺母221 、引导挡铁222、引导轴承223 和引导弹簧224。所述引导螺母221配合连接在所述丝杠21上；所述引导挡铁222，其外侧 端插设在所述活塞杆15上，内侧端连接在所述引导螺母221的外侧，在此处，引导挡铁222 通过弹簧销套2221及弹簧销套2221内的弹簧2222而顶抵插设在活塞杆15上，使得引导 挡铁222可随着活塞杆15的移动而移动；引导挡铁222与引导螺母221之间分别具有一个 有离合作用的第一倾斜面226和第二倾斜面227，使得当第一、二倾斜面226、227结合(相 当于离合器闭合状态)时，引导螺母221不能旋转，当第一、二倾斜面226、227分开(相当 于离合器打开状态)时，引导螺母221能旋转；所述引导轴承223的静圈固定在所述引导螺 母221的外侧的一端部；所述引导弹簧224位于所述引导螺母221的外侧，其两端分别顶抵 于所述引导挡铁222和引导轴承223的动圈之间。 所述调整螺母装配组件23包括调整螺母231、调整挡铁232、调整轴承233和调整 弹簧234。所述调整螺母231配合连接在所述丝杠21上；所述调整挡铁232，其外侧设有至 少一对且对称设置的槽口 235，所述定位件13的另一端设置在所述槽口 235内，所述调整 挡铁232能移动并受所述定位件13挡止地连接在所述活塞杆15与调整螺母231之间，进 一步而言，所述调整挡铁232具有第一挡块236和第二挡块237，所述第一、二挡块236、237 之间形成槽口 235，所述调整挡铁232在移动时，其第一、二挡块236、237会受定位件13的 挡止，以限制调整挡铁232的移动距离；所述调整挡铁232与调整螺母231之间设有一个有 离合作用的第一啮合斜面238和第二啮合斜面239，使得当第一、二啮合斜面238、239结合 (相当于离合器闭合状态)时，调整螺母231不能旋转，当第一、二啮合斜面238、239分开 (相当于离合器打开状态)时，调整螺母231能旋转；所述调整轴承232固定在所述调整螺 母231的外侧的一端部；所述调整弹簧234位于所述调整螺母231的外侧，其两端分别顶抵 于所述调整挡铁232和调整轴承233之间。 所述单元制动远离所述膜片12的一端，在其丝杠21头部设有支承18，所述支承与 所述缸体16之间连接有波纹管19 (例如由橡胶材料制成)，其用于在需要时可伸縮长度，以 保护内部零部件的清洁。 所述活塞杆15上远离所述膜片12的一端设有用于挡止所述调整螺母231的止动 铁24。 下面描述本实用新型的运动过程 1、正常间隙制动过程，即闸片与制动盘正常间隙时，配合图3所示 压力空气从空气管道11进入膜片12的左侧，向右推动膜片12，膜片12的移动距 离为A(单元制动缸的标准间隙值为A)，进而推动活塞板14、活塞杆15向右移动，弹簧17 被压縮；活塞杆15的右移带动引导挡铁222向右移动，引导挡铁222与引导螺母221配合，
7并推动引导螺母221向右移动，且由于第一、二倾斜面226、227结合，使得引导螺母221不 能旋转，因此，引导螺母221的右移带动丝杠21—起向右移动，丝杠21的移动距离亦为A， 从而实现闸片与制动盘接触实施制动作用。丝杠21右移则会带动调整螺母装配组件23向 右移动，并使调整挡铁232的第一挡块236与定位件13接触，即第一挡块236与定位件13 之间的距离为0，同时调整螺母231与止动铁24接触。在此过程中，间隙调整器不发生调整 作用。 2、正常间隙缓解过程，配合图4所示 制动机缓解，膜片12左侧的压力空气从空气管道11中排出，膜片12向左移动距 离A而恢复初始状态；在弹簧17的作用下，活塞板14和活塞杆15向左移动，同时带动引导 挡铁222向左移动，且与活塞杆15结合的止动铁24推动调整螺母装配组件23向左移动距 离A，此时第二挡块237被定位件13阻挡，第一、二啮合斜面238、239结合，即调整螺母231 和丝杠21不能旋转，调整螺母231的左移带动丝杠21左移，丝杠21左移带动引导螺母221 左移，此时引导螺母221与引导挡铁222结合，到达正常间隙缓解位，缓解过程完成。 3、过大间隙制动过程，配合图5所示 压力空气从空气管道11进入膜片12的左侧，向右推动膜片12，膜片12的移动距 离为A+f (单元制动缸的标准间隙值为A，设闸片与制动盘磨耗后活塞杆15等零部件增加的 移动距离为f)，进而带动活塞板14、活塞杆15、引导挡铁222、引导螺母221和丝杠21均向 右移动距离A+f ;丝杠21的右移带动调整螺母231向右移动距离A+f ，而调整挡铁232向右 移动距离A后，其第一挡块236被定位件13阻挡而不能继续右移，使得调整挡铁232与调 整螺母231分离，此时调整弹簧234被压縮；在调整弹簧234的张力作用下，通过调整轴承 233推动调整螺母231在非自锁螺纹的丝杠21上旋转，进而很快地使调整螺母231左移而 与调整挡铁232重新结合，并使调整螺母231与止动铁24之间形成间隙距离f ，从而到达过 大间隙制动位，其中丝杠21向右移动了距离A+f时闸片与制动盘接触实施制动作用。4、过大间隙缓解过程，其分为两个阶段完成 配合图6所示，膜片12左侧的压力空气从空气管道11中排出，膜片12向左移动； 在弹簧17的张力作用下，活塞板14、活塞杆15、引导挡铁222和止动铁24亦向左移动，此 时由于第一、二啮合斜面238、239结合，调整螺母231和丝杠21不能转动，因此，引导挡铁 222的左移则压縮引导弹簧224，并在引导弹簧224的张力作用下，通过引导轴承223带动 引导螺母221和丝杠21向左移动；丝杠21左移带动调整螺母231和调整挡铁232向左移 动，当调整挡铁232向左移动距离A时，其第二挡块237会被定位件13阻挡而不能继续左 移，如此使得在此过程中的上述各零部件的左移距离仅为A，膜片12与外侧缸盖163之间还 存在距离f，此时缓解过程的第一阶段完成。 配合图7所示，膜片12左侧的压力空气继续从空气管道11中排出，膜片12、活塞 板14、活塞杆15、引导挡铁222和止动铁24继续左移，而由于调整挡铁232的第二挡块237 被定位件13所阻挡，因此调整螺母装配组件23、丝杠21和引导螺母221停止左移，此时引 导螺母221和引导挡铁222分离，引导弹簧224被压縮；在引导弹簧224的张力作用下，通 过引导轴承223带动引导螺母221在非自锁螺纹的丝杠21上旋转，使引导螺母221与引导 挡铁222重新结合，此时调整螺母装配组件23和丝杠21没有移动，膜片12及引导螺母221 等零部件又向左移动距离f，而由于活塞杆15的左移使得调整螺母231与止动铁24之间的
8间距f消失；此时缓解过程的第二阶段完成。 也就是说，通过上述两个阶段的缓解完成了因闸片和制动盘磨耗所增加的间隙的 调整，即间隙调整器对超出标准间隙值A的f值进行了调整，使闸片间隙恢复到了标准值。 以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开地 可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
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权利要求一种膜板式单元制动缸，其包括制动缸和间隙调整器，所述间隙调整器能横向移动地设置在所述制动缸内；其特征在于，所述制动缸的一端设有空气管道，所述制动缸内部安装有密封设置的膜片，所述空气管道位于所述膜片的一侧，所述膜片的另一侧与所述间隙调整器相连接。
2. 根据权利要求1所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述制动缸包括活塞组件 和缸体组件，所述活塞组件位于所述缸体组件内，所述活塞组件与所述膜片相连接，所述活 塞组件和缸体组件上连接有纵向设置的定位件。
3. 根据权利要求2所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述活塞组件包括固定连 接并能横向移动的活塞板和活塞杆，所述活塞板纵向设置，并连接于所述膜片与所述活塞 杆之间；所述活塞杆对应所述定位件的位置设有一对长槽，所述定位件的一端固定在所述 缸体组件上，另一端设入所述长槽而与所述间隙调整器相配合。
4. 根据权利要求3所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述缸体组件包括缸体、内 侧缸盖和外侧缸盖，所述内侧缸盖连接于所述外侧缸盖与缸体之间；所述膜片的外边缘夹 设于所述内、外侧缸盖之间。
5. 根据权利要求4所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述缸体在靠近所述活塞 板的一端设有一个空腔，所述活塞杆外侧对应所述空腔的位置设有弹簧，所述弹簧的两端 分别抵顶于所述活塞板和缸体。
6. 根据权利要求3-5任一项所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述间隙调整器 包括非自锁螺纹的丝杠，其连接于所述活塞杆内；引导螺母装配组件，其能转动与移动地连接在所述丝杠与所述活塞杆之间； 调整螺母装配组件，其能转动与移动地、并受所述定位件挡止地连接在所述丝杠与所 述活塞杆之间；所述丝杠通过所述活塞组件、引导螺母装配组件和调整螺母装配组件三者的相互作用 而进行左右移动设置。
7. 根据权利要求6所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述引导螺母装配组件包括引导螺母，其配合连接在所述丝杠上；引导挡铁，其外侧端固定在所述活塞杆上，内侧端连接在所述引导螺母的外侧，所述引 导挡铁与引导螺母之间分别具有一个有离合作用的第一倾斜面和第二倾斜面； 弓I导轴承，其固定在所述弓I导螺母的外侧的一端部；引导弹簧，其位于所述引导螺母的外侧，所述引导弹簧的两端分别顶抵于所述引导挡 铁和引导轴承之间。
8. 根据权利要求6所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述调整螺母装配组件包括调整螺母，其配合连接在所述丝杠上；调整挡铁，其外侧设有至少一对的槽口 ，所述定位件的另一端设置在所述槽口内，所述 调整挡铁能移动并受所述定位件挡止地连接在所述活塞杆与调整螺母之间，所述调整挡铁 与调整螺母之间分别设有一个有离合作用的第一啮合斜面和第二啮合斜面；调整轴承，其固定在所述调整螺母的外侧的一端部；调整弹簧，其位于所述调整螺母的外侧，所述调整弹簧的两端分别顶抵于所述调整挡 铁和调整轴承之间。
9. 根据权利要求6所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述单元制动缸远离所述 膜片的一端，在所述丝杠头部设有支承，所述支承与所述缸体之间连接有波纹管。
10. 根据权利要求8所述的膜板式单元制动缸，其特征在于，所述活塞杆上远离所述膜 片的一端设有用于挡止所述调整螺母的止动铁。
专利摘要本实用新型公开了一种膜板式单元制动缸，其包括制动缸和间隙调整器，所述间隙调整器能横向移动地设置在所述制动缸内；所述制动缸的一端设有空气管道，所述制动缸内部安装有密封设置的膜片，所述空气管道位于所述膜片的一侧，所述膜片的另一侧与所述间隙调整器相连接。本实用新型由于膜片的外边缘被内侧缸盖和外侧缸盖夹固，因此，膜片相对于内、外侧缸盖没有相对滑动，而且通过在膜片的一侧输送或释放压力空气以带动间隙调整器向左或向右移动，即膜板的折叠无需润滑就能实现；进而本实用新型具有检修周期和寿命增加一倍的优点。
文档编号F16D65/28GK201461805SQ200920108690
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者吕换小, 孙新海 申请人:北京纵横机电技术开发公司