一种输出大制动扭矩的紧凑型大磨耗量的基础制动装置的制作方法

本实用新型涉及基础制动技术领域，特别涉及一种输出大制动扭矩的紧凑型大磨耗量的基础制动装置。

背景技术：

悬挂式单轨车辆是一种小载荷、小运量的轨道交通，主要运用于景区等高架运输用，是对轨道交通运营模式的一种补充。现有悬挂式单轨车辆为降低轨道梁的建设成本，缩小轨道梁之间的间距，同时提高车辆载客能力，悬挂式单轨车辆转向架结构的空间布置非常狭小，现有车辆配置的基础制动装置为适应其转向架的狭小空间，结构设计上夹持制动机构长度较短，使得基础制动装置在使用一段时间后，夹持制动机构中因磨损而需要更换，由于基础制动装置应用场合空间的限制，使得基础制动装置的整体结构较小，使得夹持制动机构可用于磨损量的长度有限，造成夹持制动机构的更换周期较短，在更换时不仅需要人力更换和调试设备，同时还需停机操作而影响轨车的正常使用，造成后期维护成本较高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种输出大制动扭矩的紧凑型大磨耗量的基础制动装置，解决了夹持制动机构更换周期短的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种输出大制动扭矩的紧凑型大磨耗量的基础制动装置，包括可拆卸连接的支撑架和制动缸，制动缸上固定连接有与制动缸围成密封缸体的缸盖，缸体内设有与制动缸固定连接的固定座，固定座内固定连接有内花键套，内花键套内滑动连接有外壁设有花键、内部开有内螺纹的外花键螺纹套，外花键螺纹套的端部凸出内花键套的端部且外花键螺纹套的侧壁上固定连接有正对内花键套端部的摩擦件，摩擦件与内花键套端部之间设有夹持间隙，外花键螺纹套内螺纹连接有螺纹杆且外花键螺纹套的端部固定连接有夹持制动机构；螺纹杆上同轴连接有可与螺纹杆端部间歇性卡接的内齿座，制动缸的内壁上设有油压腔，油压腔内滑动连接有与内齿座固定连接的活塞，活塞的内孔壁上设有挂钩部，螺纹杆的侧壁上固定连接有与挂钩部相互正对的挡环，挡环与挂钩部之间设有弹性转动连接单元，活塞与缸盖之间设有第一弹性件。

本实用新型的原理是：在列车行驶过程中，向油压腔内充入液压，液压推动活塞沿着制动缸的内壁向远离夹持制动机构的方向滑动，活塞滑动时带动与活塞固定连接的内齿座滑动，此时螺纹杆的端部和内齿座是啮合在一起的，因此内齿座滑动时将带动螺纹杆同步移动，使得第一弹性件被压缩，由于螺纹杆与外花键螺纹套之间螺纹连接，而外花键螺纹套和内花键套之间滑动连接、内花键套是固定连接在固定座上，固定座的位置始终保持不变，因此内花键套的位置相对固定，当活塞带动螺纹杆滑动时外花键螺纹套只能与内花键套相对滑动而无法相对转动，摩擦件与内花键套之间的夹持间隙为螺纹杆的滑动提供滑动空间，螺纹杆滑动时，利用螺纹杆的移动带动夹持制动机构远离被夹持件，此时夹持制动机构和被夹持件相互脱离而实现列车的缓解功能；当油压腔内液压卸掉时，第一弹性件推动螺纹杆复位而使夹持制动机构重新靠近并抵紧被夹持件，此时基础制动装置实现制动功能。

当列车实现缓解功能后，如果继续充入液压，使得螺纹杆相对于外花键螺纹套继续相对于内花键套滑动，使得摩擦件靠近内花键套的端部并与其端部相抵紧，由于摩擦件与内花键套端部之间的强大的静摩擦力作用，使得外花键螺纹套无法继续向远离夹持制动机构的方向滑动，此时液压继续充入，使得活塞继续向远离夹持制动机构的方向滑动，活塞带动内齿座滑动而使内齿座与螺纹杆的啮合处相互脱离，此时内齿座对于螺纹杆的旋转限制作用消失，螺纹杆在弹性转动连接单元的弹力作用下而受到向远离夹持制动机构方向的推力作用，螺纹杆在该推力作用下与外花键螺纹套发生相对转动，且螺纹杆在弹性转动连接单元的推力作用下会移动到螺纹杆与内齿座重新啮合的位置，使得螺纹杆相对于外花键螺纹套向远离夹持制动机构方向发生一定位移，该位移值等于夹持制动机构的磨损量，而当液压释放后，螺纹杆在第一弹性件的弹性复位力作用下向靠近夹持制动机构方向运动，使螺纹杆推动夹持制动机构重新实现制动功能，在此过程中，由于弹性转动连接单元推动螺纹杆自动与外花键螺纹套发生位移而使夹持制动机构的磨损得到补偿，实现自动补偿的功能。

由于外花键螺纹套外壁设有花键而内部开有内螺纹的特殊结构设置，使得螺纹杆与外花键螺纹套的内螺纹之间的螺纹配合长度值可以等于螺纹杆伸入外花键螺纹套内长度值，而外花键螺纹套与内花键套之间滑动连接，内花键套与外花键螺纹套之间相互滑动的空间与外花键螺纹套与螺纹杆之间相互螺纹连接的空间在空间位置上存在交叠但各自运动互不干涉，避免了将内花键套与外花键螺纹套之间相互滑动的空间与外花键螺纹套与螺纹杆之间相互螺纹连接相互错位设置而造成基础制动装置整体尺寸过长的情况，按照本申请中外花键螺纹套的设置方式，在保证装置功能以及性能的前提下，有效的缩小了基础制动装置中传动结构的空间尺寸，使得夹持制动机构的空间相对之前拥有更大的设置空间，从而使夹持制动机构能够用于磨损的距离增长，延长夹持制动机构的使用寿命，从而延长更换周期，降低后期维护成本。

采用上述方案的优点在于：

1.能够实现自动补偿磨损；如果夹持制动机构出现磨损时，随着液压的不断充入油压腔，最终使得螺纹杆在弹性转动连接单元的弹力作用下自动相对于外花键螺纹套发生转动，从而自动补偿夹持制动单元的磨损量。

2.能够有效减少基础制动装置的尺寸：现有技术中，一般会将螺纹杆的一段设置螺纹而另一段设置花键，即螺纹杆上同时存在螺纹段和花键段，使得螺纹杆的长度整体较长。本申请中外花键螺纹套的外壁设置花键而内部开设内螺纹，利用外花键螺纹套的转接功能，同时实现外花键螺纹套与螺纹杆的螺纹连接以及与内花键套的滑动连接，从而避免将外花键螺纹套与螺纹杆的螺纹连接以及外花键螺纹套与内花键套的滑动连接在空间上错开的情况，因此能够有效减少螺纹杆的整体长度值，从而减少基础制动装置的尺寸，使得基础制动装置能够合理地使用在悬挂式单轨车辆转向架结构空间内。

3.能够有效提升夹持制动机构的使用寿命：根据第2点优点分析可知，本申请中由于利用外花键螺纹套同时与内花键套和螺纹杆连接，在整体上大大地减少了螺纹杆的长度值，在保证装置功能以及性能的前提下，可以适当地增长螺纹杆与外花键螺纹套的配合长度，使得螺纹杆用于补偿夹持制动机构磨耗量的螺纹段长度更长，从而有效提升夹持制动机构的使用寿命，减少后期维护成本。

4.具有制动功能和缓解功能：通过向油压腔内充入或者释放液压，即可实现夹持制动机构的制动或者缓解，操作方便而高效。

进一步，夹持制动机构包括推盘，推盘远离外花键螺纹套的一端连接有右闸片，支撑架上固定连接有与右闸片相互正对的左闸片，右闸片和左闸片之间设有制动盘。

利用螺纹杆带动外花键螺纹套向靠近推盘方向移动时，外花键螺纹套推动推盘移动而使推盘推动右闸片与制动盘接触并夹紧，从而实施制动功能。

进一步，弹性转动连接单元包括设于挡环和挂钩部之间的第二弹性件。

在基础制动装置使用中，在任何状态，第二弹性件均处于压缩状态，在缓解状态时第二弹性件跟随活塞的移动而移动，而在制动时，第一弹性件推动内齿座移动而使内齿座推动第二弹性件移动，无论是在缓解状态还是制动状态，第二弹性件对螺纹杆提供推力而使螺纹杆与内齿座相抵紧而啮合，防止螺纹杆倒退而造成螺纹杆与内齿座无法正常啮合；同时，可以利用第二弹性件推动螺纹杆与外花键螺纹套发生相对转动而实现磨损量的自动补偿。

进一步，挡环上固定连接有内设滚珠的滚珠座，滚珠座位于挡环和第二弹性件之间。

利用滚珠座使滚珠与螺纹杆相接处，避免第二弹性件直接与螺纹杆的挡环相对转动而摩擦，减少第二弹性件的磨损损耗，延长基础制动装置的寿命。

进一步，内齿座和螺纹杆的端部之间设有端面齿，依靠端面齿的啮合与脱离实现内齿座和螺纹杆的连接和脱离。

使用端面齿实现内齿座和螺纹杆的啮合，使得内齿座和螺纹杆的啮合与脱离能够方便地实现。

进一步，摩擦件为矩形弹簧。

相比于使用摩擦块作为摩擦件，需要将摩擦块固定在螺纹杆的外壁上，当摩擦块来回与内花键套相抵并产生静摩擦时，摩擦块与外花键螺纹套之间的连接部分在往复受力过程中容易出现疲劳受损。本方案中，摩擦件为矩形弹簧，一方面，矩形弹簧具有较大的摩擦面积，可与内花键套之间产生较大的摩擦力，从而促使基础制动装置完成磨损的自动补偿，另一方面，矩形弹簧自身具有一定的弹性，而且将矩形弹簧固定在外花键螺纹套上时，可以采用过盈配合的连接方式，固定方便且矩形弹簧不易于外花键螺纹套之间产生相对滑动，从而使矩形弹簧能够起到稳定连接和持续提供稳定摩擦力的作用。

进一步，第一弹性件为碟形弹簧。

第一弹性件为碟形弹簧，碟形弹簧具有较大的弹性回复力，在利用第二弹性件推动螺纹杆复位并使螺纹杆推动右闸片与制动盘发生相对摩擦而制动时，碟形弹簧能够提供稳定的弹力而实现稳定制动。

进一步，缸盖处设有用于转动螺纹杆的调节座。

在缸盖处设置可转动螺纹杆的调节座，当需要更换左闸片或者右闸片时，调节调节座而使螺纹杆转动，使螺纹杆与内齿座相接触的端面齿脱离，从而可以通过手动转动螺纹杆而拉动推盘远离右闸片，从而方便左闸片或者右闸片的更换。

进一步，油压腔内设有密封圈。

在油压腔内设置密封圈，防止油压腔内液压遗漏而进入到内花键套与外花键螺纹套之间的配合间隙中，对内花键套和外花键螺纹套的配合造成影响。

进一步，推盘和制动缸之间设有防尘罩。

防止外界杂质进入到基础制动装置内，防尘罩对基础制动装置内部零件起到保护作用，延长装置的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中一种输出大制动扭矩的紧凑型大磨耗量的基础制动装置的主视图。

图2为图1中沿a-a的剖视图。

图3为实施例二中沿相同于图1中a-a处的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：支撑架1、制动缸2、缸盖3、固定座4、内花键套5、外花键螺纹套6、螺纹杆7、活塞8、大碟形弹簧9、内齿座10、矩形弹簧11、挡环12、挂钩部13、小碟形弹簧14、滚珠座15、推盘16、左闸片17、右闸片18、调节座19、防尘罩20。

实施例一

实施例一基本如图1和图2所示，一种输出大制动扭矩的紧凑型大磨耗量的基础制动装置，包括支撑架1，图2所示支撑架1的右侧通过螺栓固定连接有制动缸2，制动缸2的右端通过螺栓固定连接有缸盖3，制动缸2和缸盖3围成相对密封的缸体。

如图2所示，制动缸2内通过螺纹固定连接有固定座4，固定座4内开有横向贯通的贯通孔，固定座4的贯通孔内通过螺纹固接有横向设置的内花键套5，内花键套5内同轴连接有外花键螺纹套6，外花键螺纹套6的外壁设有花键而内部开有内螺纹，外花键螺纹套6与内花键套5之间花键连接；外花键螺纹套6内螺纹内连接有横向设置的螺纹杆7，螺纹杆7的外壁上开有与外花键螺纹套6内螺纹螺纹配合的三线外螺纹，使得螺纹杆7和外花键螺纹套6之间能够相对转动而发生相对位置的变化。

如图2所示，固定座4和内制动缸2的右端端部之间围成油压腔，油压腔内横向滑动连接有活塞8，油压腔内设有防止液压渗漏的密封圈，通过向油压腔内充入或者释放液压，可以驱使活塞8横向滑动，活塞8的右端与缸盖3之间设有间隙，间隙内设有第一弹性件，本实施例中，第一弹性件包括大碟形弹簧9；同时，螺纹杆7右端端部与活塞8之间设有内齿座10，内齿座10与活塞8之间螺纹固接，且内齿座10与螺纹杆7通过端面齿间歇性啮合，当内齿座10与螺纹杆7通过端面齿啮合时，内齿座10和螺纹杆7之间的位置关系固定而不发生相对位移。

外花键螺纹套6中部外壁上套设摩擦件，本实施例中，摩擦件包括矩形弹簧11，矩形弹簧11通过过盈配合的方式固定连接在外花键螺纹套6的外壁上，矩形弹簧11的右侧与内花键套5的左端相互正对且设有夹持间隙，当外花键螺纹套6向右滑动时，矩形弹簧11跟随外花键螺纹套6向右滑动时，矩形弹簧11的右端可以与内花键套5的左端接触并抵紧，此时，矩形弹簧11与内花键套5之间的静摩擦力使得外花键螺纹套6与内花键套5之间的相对位置固定。

螺纹杆7的外侧壁中部上一体成型有挡环12，活塞8内孔壁中部上一体成型有与挡环12相互正对的挂钩部13，挂钩部13位于挡环12的左侧，且挡环12和挂钩部13之间设有弹性转动连接单元，本实施例中，弹性转动连接单元包括第二弹性件，本实施例中，第二弹性件包括小碟形弹簧14，小碟形弹簧14的右端设有包含滚珠的滚珠座15，滚珠座15位于小碟形弹簧14和挡环12之间，使小碟形弹簧14能够与挡环12发生相对转动，小碟形弹簧14一直处于被压缩状态。

如图2所示，外花键螺纹套6的左端设有夹持制动机构，夹持制动机构包括螺纹固接于外花键螺纹套6左端的推盘16，支撑架1与推盘16之间设有左闸片17和右闸片18，推盘16和右闸片18接触、左闸片17和支撑架1接触，左闸片17和有闸片之间设有制动盘(图中未画出)，通过外花键螺纹套6向左推动推盘16左移，可以使右闸片18和左闸片17与制动盘接触并夹紧，从而实现制动功能。

螺纹杆7的右端端部设有调节座19，调节座19的右端穿过缸盖3并可延伸至缸盖3外，调节座19和螺纹杆7之间通过三线梯形螺纹连接，同时，制动缸2和支撑架1之间设有防尘罩20，防止外界杂质进入缸体内而影响缸体内零件寿命。

具体实施过程如下：

1.缓解操作：

利用基础制动装置进行列车缓解功能时，将油压腔内充入液压，使得活塞8被向右推动，活塞8带动内齿座10向右移动，同时使大碟形弹簧9被压缩而蓄力；挂钩部13推动小碟形弹簧14向右移动而使小碟形弹簧14推动螺纹杆7向右移动，当螺纹杆7向右移动时，首先，在内花键套5的限位作用下，螺纹杆7带动外花键螺纹套6一同向右滑动，外花键螺纹套6向右滑动时带动推盘16向右移动而使推盘16对右闸片18的挤压作用消失，在列车行驶过程中，右闸片18和左闸片17在制动盘转动时被甩开而使制动盘不再受到左闸片17或者右闸片18的制动作用，从而实现缓解操作。

2.制动操作：

当需要进行制动操作时，释放油压腔内的液压，大碟形弹簧9释放压缩蓄力而推动活塞8向左滑动，活塞8带动内齿座10向左滑动，内齿座10推动螺纹杆7向左移动，螺纹杆7带动外花键螺纹套6推动推盘16向左移动，从而使推盘16推动右闸片18与制动盘接触并抵紧，制动盘在与右闸片18和左闸片17接触抵紧过程中停止转动而实现制动操作。

3.自动补偿右闸片18和左闸片17的磨损：

当右闸片18和左闸片17在不断制动而被磨损时，推盘16能被向左推动的距离增大，而在缓解操作时，利用液压推动活塞8、内齿座10、螺纹杆7和外花键螺纹套6向右移动时，当外花键螺纹套6拉动推盘16远离右闸片18后，继续向油压腔内充入液压，活塞8在液压作用下继续向右滑动而带动内齿座10和螺纹杆7向右移动，螺纹杆7上固定连接的矩形弹簧11不断靠近内花键套5，使得矩形弹簧11的右端与内花键套5的左端接触并抵紧，在矩形弹簧11与内花键套5的静摩擦力作用下，使得外花键螺纹套6无法继续向右滑动，而随着液压的继续充入，活塞8继续向右滑动，使得活塞8通过挂钩部13压缩小碟形弹簧14，直至螺纹杆7与内齿座10接触的端面齿相互脱离开，由于小碟形弹簧14的弹力作用在挡环12上，使得螺纹杆7受到向右的弹力作用，而此时螺纹杆7与内齿座10相接触的端面齿已经脱离，端面齿对螺纹杆7转动的限制作用消失，螺纹杆7在小碟形弹簧14的弹力作用下相对于外花键螺纹套6转动，由于外花键螺纹套6在内花键套5的限制作用下无法横向滑动也无法转动，因此只能是螺纹杆7转动且相对于外花键螺纹套6向右移动，此时螺纹杆7连同内齿座10和活塞8同步转动，螺纹杆7与外花键螺纹套6发生相对转动，使得二者相对位置发生改变，而两者发生相对位置的改变值是等于右闸片18和左闸片17的磨损量之和，从而使得左闸片17和右闸片18的磨耗得到补偿，最终实现自动补偿的功能。

4.更换左闸片17和右闸片18：

当左闸片17或者右闸片18磨损坏后，旋转调节座19，使调节座19推动螺纹杆7向左运动，从而使螺纹杆7与内齿座10之间相接触的端面齿脱开，然后手动旋转螺纹杆7，使螺纹杆7带动外花键螺纹套6以及推盘16向右运动而使基础制动装置处于缓解状态，从而方便左闸片17和右闸片18的更换。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于：如图3所示，油压腔内活塞8数量为两个，两个活塞8将油压腔分隔为两个相互独立的腔室，两个相对独立的腔室均单独连接有液压，将靠近右端的腔室作为常用制动腔，将靠近左边的腔室作为缓解腔，右边的腔室充入液压时，仅靠近右端的活塞8右移而实现缓解功能；当右边的腔室发生漏油时，在左侧的缓解腔内充入液压，两个活塞8均右移，从而实现缓解功能，设置两个腔室后，可以进一步提升基础制动装置的实用能力，即使在右侧腔室漏油的情况下，还能从左侧腔室充入液压而实现制动，从而为列车的制动提供一个额外保障。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。