全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置的制作方法

本实用新型涉及一种机械式刹车装置技术，具体是一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置。该装置用以对刹车片与刹车盘之间的磨损间隙进行自动而且较为精密地调节，调节功能在边运行中边调节，保证原刹车装置的有效性和安全性，安装尺寸可同原件相同互换，适用于各种盘式刹车装置。

背景技术：

盘式刹车装置在机械设备中应用非常广泛，盘式刹车装置的制动可靠性直接影响着整个作业机器和现场人员的安全。盘式刹车装置在执行刹车过程中，刹车片与刹车盘之间产生摩擦，刹车片磨损较快，刹车片磨损后，刹车片与刹车盘之间的间隙增加。刹车片执行刹车任务的行程加大，刹车时间延长，直接影响了刹车功能的有效性和设备的安全性。如何及时补偿盘式刹车装置的刹车片与刹车盘之间的间隙，成为一个必须克服的非常重要的难点。

目前有两种常用的方案实现补偿石油钻机盘式刹车的刹车片与刹车盘之间的间隙。第一种方案采用螺杆弹簧式调节器，采用手动调节螺杆上的螺母，补偿刹车片与刹车盘之间的间隙。但是这种方法存在比较大的局限性：一是需要手动调节，劳动强度较大，不安全因素多；二是在快速起下钻施工时刹车片快速磨损，刹车片与刹车盘之间间隙快速增大，需要及时调整补偿间隙。人工手动调整补偿间隙明显滞后；三是需要经常性的调节，现场的操作人员可能存在疏忽，调节不及时，造成延误调整间隙的时机。

第二种方案是中国专利申请号为cn00226833，名称为间隙自动补偿制动缸，提供了一种间隙自动补偿制动缸，采用双液缸形式。结构是：有大、小活塞和一个由两个不同缸径的缸体组合为一体的变径缸体。大活塞和限位隔套依次置于变径缸体的大缸径内；小活塞与大活塞相对且紧贴，装于变径缸体的小缸径内。同时大活塞的底面与变径缸内台的垂直距离和大活塞的上面与限位隔套端面的垂直距离为等值。优点是保持原制动灵敏，安全可靠。但是，这种结构存在的问题表现在：一、是改变几何尺寸造成同原件不能互换,重新布局也困难；二、是由于两缸径不同造成两端制动力不同；三这种液缸结构复杂，维修困难，比原件使用寿命会缩短；四是小缸轴不工作时是悬浮着不稳定，工作可靠性低。

关于盘式刹车装置的专利、新技术和新产品很多，大多都有一些改进的结构和功能，但大多是适用于某一种设备，在通用性、自动性和精密性方面仍需更多的创新。因此，需要提出一种结构更为简捷，运行更为安全可靠，自动性能和调节磨损间隙更及时更精密的盘式刹车装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，该装置采用全机械式结构，液压油缸和活塞为动力，用棘齿棘爪组合结构进行精密控制，具有结构新颖，设计简捷合理，能实现自动精密调节刹车磨损间隙，效果好，运行安全便捷的优点。

本实用新型为了实现上述目的，采用以下技术方案：

全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，设有刹车盘、位于该刹车盘两边的刹车片：左刹车片和右刹车片、油缸、油缸内的活塞和活塞轴，其特征是：所述油缸为密封筒状，右端设有进出油口，左端设有呼吸阀；所述活塞置于活塞轴后部，活塞轴左端穿过油缸左端的开口伸出油缸，油缸开口与活塞轴之间设有密封圈；活塞轴上套有复位弹簧，活塞轴伸出油缸的左端头与左刹车片之间设有左杠杆，该左杠杆一端与活塞轴左端头通过活动轴活动连接，该左杠杆的另一端与左刹车片固定连接，该左杠杆的中间部位设有活动的左支撑轴；在油缸的右端中间部位设有突出的右端头，该右端头与右刹车片之间以相同结构设有右杠杆，该右杠杆一端与油缸的右端头通过活动轴活动连接，该右杠杆的另一端与右刹车片固定连接，该右杠杆的中间部位设有活动的右支撑轴，该右支撑轴和所述左支撑轴均固定在该调节装置所在的机架上；该右杠杆和左杠杆结构相同且布设位置相互对称；每个支撑轴两侧为：靠活塞轴一侧为内侧，靠刹车片一侧为外侧；在所述油缸的外表面上，以活塞轴为中心，两侧表面分别设有相互对称的至少一行轴向棘齿条；另外设有一个由上框、左框和下框构成的ㄈ形框形的棘爪总成，该棘爪总成套在所述油缸的外周上、左、下三面，其左框位于油缸左壁与左杠杆之间；在该棘爪总成的左框中间部位套在活塞轴上，并且与活塞轴活动连接；该棘爪总成的上框和下框与所述油缸外周面上轴向棘齿条接触的位置设有棘爪和将该棘爪压合在所述棘齿上的棘爪轴和扭簧；该棘爪、棘爪轴和扭簧组成的棘爪组合设有数个，油缸外周的棘爪总成上框和下框上设置的棘爪组合的数量相同、位置是以活塞轴为中心相互对称的；所述油缸上的棘齿的形状为：竖直面在棘齿的左面，倾斜面在棘齿的右面。

本实用新型的刹车装置进一步完善和实施的优化方案是：

所述棘齿条为油缸的上面和下面各一个，上、下棘齿条对应的棘爪总成为一个，棘爪总成的上、下框上分别设置的棘爪组合的数量即棘爪组数设为n,n取值为1至8。

在所述刹车盘和两刹车片之间，分别设有一个初始最小间距，设为b1，该b1为1-5mm。

在所述活塞轴与棘爪总成套接的部位设有比前后活塞轴的部位细的脖颈，该脖颈在棘爪总成的套接口外设有外限位头，该脖颈在棘爪总成的套接口内设有内限位头，该内限位头的端面与棘爪总成左框的内侧面之间设有预设初始间距设为c，该初始间距为(b1×l1’/l2’)×2,其中l1’和l2’,分别是内臂l1和外臂l2的有效臂长,l1’/l2’为1-2。

所述棘齿的宽度即齿距设为h，h为一个限位基数，该限位基数为复位弹簧为抵销磨损间隙，通过棘齿和棘爪限制油缸复位的一个设定的基数，h为1-10mm，刹车装置每次调节磨损间隙的最小磨损量设为h，h为h的n倍，即h＝h/n。

在所述棘爪总成的最右边的棘爪下面设有一个触点，该触点设置在棘齿条上位于棘爪总成最右边的棘爪组合右边的一个棘齿槽中，该棘齿槽与棘爪总成最右边的一个棘爪之间的距离为该刹车装置更换部件或报废的标准，即刹车盘与刹车片磨损到允许的最大间隙，该距离为5-8mm。当最右边的棘爪移动到该棘齿槽中并触发该触点时，也就是到磨损允许的最大间隙时，启动报警部件发出警示信号，及时提醒操作人员更换刹车装置的相关部件。

本实用新型全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置的工作原理：

在未刹车的条件下，刹车盘与刹车片间留有一个设定的初始间隙为b1。该初始间隙b1通过杠杆传递，在活塞轴脖颈处形成一个活塞轴运行前的初始间隙c，即初始运行克服最小间距，使刹车片与刹车盘接触。刹车装置工作时，刹车盘由主机带动旋转，刹车盘失去动力后的制动由油缸工作，活塞轴推动杠杆带动刹车片制动刹车盘，使用中刹车盘与刹车片间因磨损间隙会逐渐增大。

随着刹车盘和刹车片之间的磨损逐渐增大，当本调节装置开始工作，活塞和活塞轴由油缸内注入的加压油的推动向前移动，油缸则向反方向即向后移动，而刺爪座总成4上的刺爪5在棘齿条的棘齿上相对向前移动。由于棘齿条上的棘爪总成的n个棘爪组合依序设置在每个h/n的更小距离的位置上，所以在每形成一个h厚度的间隙磨损时，棘爪组合在棘齿条上向前移动过程中，必有一个，也只能有一个棘爪组合的棘爪落在棘齿中，当复位弹簧拉动活塞轴、杠杆和刹车片复位时，由于棘爪只能在棘齿条上向前一个方向移动，复位时棘爪组合和棘齿就阻止活塞轴和杠杆减少一个h宽度的复位，由于杠杆的作用，而刹车片就增加一个h宽度的复位，使刹车片与刹车盘之间减少一个h厚度的间隙，从而实现刹车片与刹车盘因磨损而增加的h厚度的间隙得到及时调整。由于油缸和活塞的相向等距移动，所以左右两端的杠杆和刹车片产生相同的移位变化，对刹车盘左右两侧的间隙进行相同的同步调节补偿。

由于把每一个棘齿移动的宽度h，分由n个刺爪组合进行控制，每形成h＝h/n宽度的磨损间隙，就有一个棘爪落入棘齿，进行复位控制，而不是等到形成一个棘齿宽即h宽的磨损再控制调节间隙。这样就大大精细化了磨损间隙的调节精度。实际设计中，可根据设备的需要，把棘齿宽度h设计得更小，棘爪组合的数量n设计得更多，即h值越小，n值越大，就能使磨损间隙的调节更加精密，从而满足各种设备对刹车精度的需要。

本实用新型全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置的有益效果：

1、全机械结构设计，制作容易，制作成本低；操作简便，运行稳定，运行成本低；便于维护，维护成本低。

2、设计思路新颖，结构简捷，控制灵活，刹车效果好。

3、适用于各种不同类型的设备，适应性，实用性强，能实现各种不同精密程度的间隙调节要求，具有很好的经济价值。

附图说明

图1为本实用新型的设计原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行说明：实施例1：参见附图，全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装置，设有刹车盘18、位于该刹车盘两边的刹车片：左刹车片19和右刹车片17、油缸3、油缸内的活塞10和活塞轴1，其特征是：所述油缸为密封筒状，右端设有进出油口11，左端设有呼吸阀2，表述中的左右只是为清楚理解部件的空间相互位置关系；所述活塞置于活塞轴后部，活塞轴左端穿过油缸左端的开口伸出油缸，油缸开口与活塞轴之间设有密封圈；活塞与油缸左端内壁之间的活塞轴上套有复位弹簧6；活塞轴伸出油缸的左端头与左刹车片之间设有左杠杆，该左杠杆一端与活塞轴左端头22通过活动轴21活动连接，该左杠杆的另一端与左刹车片固定连接，该左杠杆的中间部位设有活动的左支撑轴20，该支撑轴固定在刹车装置所在的机架上；油缸的右端的中间部位设有突出的右端头12，该右端头与右刹车片之间以相同结构设有右杠杆，该右杠杆一端与油缸的右端头通过活动轴活动连接，该右杠杆的另一端与右刹车片固定连接，该右杠杆的中间部位设有活动的右支撑轴，该右支撑轴和所述左支撑轴均固定在该调节装置所在的机架上；该右杠杆和左杠杆结构相同且布设位置相互对称；每个支撑轴两侧为：靠活塞轴一侧为内侧l1，有效臂长l1’为200mm，靠刹车片一侧为外侧l2’，有效臂长l2’为180mm；在所述油缸的外表面上，以活塞轴为中心，两侧表面分别设有相互对称的一行轴向棘齿条9；另外设有一个由上框、左框和下框构成的ㄈ形框形的棘爪总成4，该棘爪总成套在所述油缸的外周上、左、下三面，其左框位于油缸左壁与左杠杆之间；在该棘爪总成的左框中间部位套在活塞轴上，并且与活塞轴活动连接；该棘爪总成的上框和下框与所述油缸体外周面上轴向棘齿条接触的位置，设有棘爪5和将该棘爪压合在所述棘齿上8的棘爪轴和扭簧7；该棘爪、棘爪轴和扭簧组成的棘爪组合设有4个，油缸外周的棘爪总成的上框和下框上设置的棘爪组合的数量、位置是以活塞轴为中心相互对称的；所述油缸上的棘齿的形状为：竖直面在棘齿的左面，倾斜面在棘齿的右面。

棘齿条在油缸的上表面和下表面各设一个，上、下棘齿条对应的棘爪总成为一个，所述棘爪组合的上框和下框的棘爪组数均为n＝4，棘齿的齿距为h＝4mm，在所述刹车盘和两刹车片之间，分别设有一个初始最小间距为b1＝0.9mm。在所述活塞轴与棘爪总成套接的部位设有比前后活塞轴的部位细的脖颈23，该脖颈在棘爪总成的套接口外设有外限位头24，该脖颈在棘爪总成的套接口内设有内限位头25，该内限位头的端面与棘爪总成左框的内侧面之间设有预设初始间距为c＝2mm。所述棘齿的宽度即齿距为h＝4mm，通过棘齿和棘爪限制油缸复位的一个设定的基数。

实施例2：全机械式盘式刹车自动精密间隙调节装，在所述棘爪总成的最右边的棘爪下面设有一个触点，该触点设置在棘齿条上位于棘爪总成最右边的棘爪组合右边的一个棘齿槽中，该棘齿槽与棘爪总成最右边的一个棘爪之间的距离为该刹车装置更换部件或报废的标准，即刹车盘与刹车片磨损到允许的最大间隙，设为8mm；当最右边的棘爪移动到该棘齿槽中并触发该触点时，也就是到磨损允许的最大间隙时，启动报警部件发出警示信号，及时提醒操作人员更换刹车装置的相关部件。其他结构与实施例1相同，不再赘述。

上述实施例经试用取得了较好的效果：制作成本比同类型的传统刹车装置降低30％；运行成本和维护成本明显降低。操作简单，控制灵活，刹车效果好。实现了多种不同精密程度的间隙调节的要求，明显改善了刹车装置的性能，获得了很好的经济价值。

应当指出，在本实用新型基本结构的基础上，还可以做出一些大同小异的变化和改进的技术方案，但都应在本专利的保护范围之中，其产品应视为侵权产品。