一种基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构的制作方法

1.本发明是关于轨道车辆制动技术领域，尤其涉及一种基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构。


背景技术：

2.制动技术是轨道交通的核心技术之一，目前铁道机车车辆普遍使用的带停放功能的空气制动夹钳单元，包括常用制动缸、带有弹簧的停放制动缸以及夹钳，利用常用制动缸来推动配套夹钳实现夹钳单元的常用制动和常用缓解功能，利用该停放制动缸配合常用制动缸来推动配套夹钳实现夹钳单元的停放制动和停放缓解功能。当列车停放在坡道上时，需要将预先充满在停放制动缸内的压缩空气排空，释放预先压缩的弹簧力，实现停放功能；相反的，缓解时，需要通过压缩空气将内部停放弹簧预先压紧至缓解位置，才能常用制动功能。但是，目前实现停放功能的停放制动缸结构复杂，重量、尺寸均普遍偏大。
3.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构，利用电磁制动器能方便实现停放功能，且结构简单、体积小。
5.本发明的目的是这样实现的，一种基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构，包括制动缸壳体；在制动缸壳体内能周向转动并轴向固定地设有转动轴套，在转动轴套的第一端外壁能轴向滑动并周向固定地套设有调节轴套，并在调节轴套上间隔套设有环形的电磁制动器转子和环形的电磁制动器定子；电磁制动器转子与调节轴套固接，电磁制动器定子与制动缸壳体固接。
6.在本发明的一较佳实施方式中，调节轴套和制动缸壳体靠近转动轴套第一端的端部分别作为各自的第一端，电磁制动器转子与调节轴套的第二端固接，电磁制动器定子固设在制动缸壳体的第一端端面上。
7.在本发明的一较佳实施方式中，在制动缸壳体第一端的端面并正对转动轴套第一端的位置开设有调节孔。
8.在本发明的一较佳实施方式中，在转动轴套的中部外壁朝向其第二端的方向形成外径扩大的第一限位台阶，在调节轴套的第二端内壁朝向其第一端的方向形成内径缩小的第二限位台阶；在转动轴套上套设有压缩弹簧，且压缩弹簧的两端分别顶抵在第二限位台阶和第一限位台阶上；在转动轴套的第一端端部套设有调节螺母，调节螺母抵靠在调节轴套的第一端端面上。
9.在本发明的一较佳实施方式中，在制动缸壳体上且对应电磁制动器定子与电磁制动器转子之间能吸合的位置设有观察口。
10.在本发明的一较佳实施方式中，在调节孔中能拆卸地固定有盖堵。
11.在本发明的一较佳实施方式中，调节轴套的内壁通过平键与转动轴套的外壁连接；在调节轴套的第二端外壁凸设有凸缘，电磁制动器转子与凸缘固接。
12.在本发明的一较佳实施方式中，调节轴套的第一端外壁通过轴承与制动缸壳体连接，且轴承与制动缸壳体轴向固定。
13.在本发明的一较佳实施方式中，电磁制动器定子靠近转动轴套第一端的端部作为其第一端，在电磁制动器定子的第一端内壁开设有贯穿其第一端端面且内径扩大的第一阶梯孔；在调节孔的孔壁内侧开设有贯穿制动缸壳体第一端的内端面且内径扩大的第二阶梯孔，第一阶梯孔和第二阶梯孔的孔径相同且两者围合构成一环形槽，轴承嵌设在环形槽内，且轴承的两端分别顶抵在第一阶梯孔和第二阶梯孔的孔肩上。
14.在本发明的一较佳实施方式中，制动缸壳体包括自其第一端向其第二端顺序连接的盖体和缸体，转动轴套和调节轴套均设在缸体内，电磁制动器定子与盖体固接，调节孔开设在盖体上。
15.由上所述，本发明中的机构基于电磁制动器，通过通电和断电的方式便可以方便实现夹钳单元的停放功能，相较于现有技术中利用带弹簧的停放制动缸来实现停放功能的结构而言，本发明的机构显著简化，达到了减重、减小结构尺寸的效果；而且该机构既可以安装在停放制动缸内，也可以直接安装在常用制动缸内，既可以应用于气动制动夹钳单元中，也可以应用于液压制动夹钳单元或者电动制动夹钳单元中，通用性更强，且可靠性更强。
附图说明
16.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
17.图1：为本发明提供的基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构的剖视图。
18.图2：为本发明提供的转动轴套的剖视图。
19.图3：为本发明提供的调节轴套的剖视图。
20.图4：为图1中压缩弹簧处的局部放大图。
21.图5：为图1中轴承处的局部放大图。
22.附图标号说明：
23.1、制动缸壳体；11、缸体；111、观察口；12、盖体；121、调节孔；122、第二阶梯孔；
24.2、转动轴套；21、第一限位台阶；
25.3、调节轴套；31、平键；32、凸缘；33、第二限位台阶；
26.4、电磁制动器转子；
27.5、电磁制动器定子；51、第一阶梯孔；
28.6、压缩弹簧；
29.7、调节螺母；
30.8、轴承。
具体实施方式
31.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发
明的具体实施方式。
32.如图1至图5所示，本实施例提供一种基于电磁制动器实现轨道机车车辆停放功能的机构，包括制动缸壳体1，在制动缸壳体1内能周向转动并轴向固定地设有转动轴套2，在转动轴套2的第一端外壁能轴向滑动并周向固定地套设有调节轴套3，并在调节轴套3上间隔套设有环形的电磁制动器转子4和环形的电磁制动器定子5。电磁制动器转子4与调节轴套3固接，电磁制动器定子5与制动缸壳体1固接。
33.其中，该电磁制动器转子4为永磁体，电磁制动器定子5和电磁制动器转子4构成电磁制动器(现有技术)。该电磁制动器为断电吸合式，电磁制动器失电时，在永磁体的磁力作用下电磁制动器定子5和电磁制动器转子4之间吸合，此时电磁制动器定子5与电磁制动器转子4之间通过磁力和摩擦力保持固定；电磁制动器得电时，产生的磁场使得电磁制动器定子5和电磁制动器转子4相互排斥，两者之间产生间隙不再吸合。实际使用时该机构会配备相应的控制系统，电磁制动器的得电和失电均由该控制系统控制。
34.利用该机构配合传统制动缸主体结构可以实现整个夹钳单元(该夹钳单元包括制动缸和夹钳)的停放制动功能和停放缓解功能，具体如下：
35.停放制动功能：传统制动缸中的转动轴(或者称为丝杠)与转动轴套2可通过平键或花键等方式配合进行周向固定，可同步转动。需要转动轴套2转动时，给电磁制动器通电，电磁制动器定子5与电磁制动器转子4之间的磁力消失，产生间隙，转动轴套2可随传统制动缸中的转动轴同步旋转。根据工况要求转动至相应停放力要求的位置(也即指定制动位置)后，将电磁制动器断电，此时电磁制动器定子5与电磁制动器转子4之间通过磁力吸合，间隙消失，产生持续摩擦扭矩，使得转动轴套2以及传统制动缸中的转动轴无法自由旋转，以达到轴向限位固定的作用，配合传统制动机构中的转动轴，完成停放制动功能。
36.停放缓解功能：先给电磁制动器通电，使得电磁制动器定子5与电磁制动器转子4之间产生间隙，两者可以相对转动。转动轴套2可随传统制动缸中的转动轴同步反向旋转，根据工况要求转动至相应缓解位置时，电磁制动器断电，此时电磁制动器定子5与电磁制动器转子4之间通过磁力吸合，使得转动轴套2以及传统制动缸中转动轴无法自由旋转，从而完成停放缓解功能。
37.由于在进行制动过程中，当配套夹钳到达指定制动位置时，也即配套夹钳抱紧制动盘时，制动盘也会对配套夹钳产生一个反向作用力，该反向作用力会迫使配套夹钳反向移动。因此，通过该机构的设置，能够保证配套夹钳到达指定制动位置时始终保持在当前位置状态，性能更加可靠。当配套夹钳到达指定缓解位置后，车辆运行过程都需要一直保持在该缓解位置，才能保证车辆正常行驶。通过该电磁制动器的设置，能够保证配套夹钳到缓解位置后始终保持在当前位置状态，使用更加安全可靠。
38.需要说明的是，本实施例中的机构既可以应用于气动制动夹钳单元中，也可以应用于液压制动夹钳单元中，也可以应用于电动制动夹钳单元中，无论何种类型的制动夹钳单元，其常用制动缸内均存在用于推动配套夹钳以实现制动或缓解功能的转动轴(或者称为丝杠)，使用时只要将该机构中的转动轴套2与转动轴周向固定即可方便实现停放功能。而且，该机构既可以单独安装在停放制动缸内，再将转动轴套2与常用制动缸内的转动轴连接；也可以直接安装在常用制动缸内，以省去停放制动缸，体积更小，在常用制动缸内将转动轴套2与转动轴连接。
39.由此，本实施例中的机构基于电磁制动器，通过通电和断电的方式便可以方便实现夹钳单元的停放功能，相较于现有技术中利用带弹簧的停放制动缸来实现停放功能的结构而言，本实施例的机构显著简化，达到了减重、减小结构尺寸的效果；而且该机构既可以安装在停放制动缸内，也可以直接安装在常用制动缸内，既可以应用于气动制动夹钳单元中，也可以应用于液压制动夹钳单元或者电动制动夹钳单元中，通用性更强，且可靠性更强。
40.一般为了便于安装，如图1所示，调节轴套3和制动缸壳体1靠近转动轴套2第一端的端部分别作为各自的第一端，电磁制动器转子4与调节轴套3的第二端固接，电磁制动器定子5固设在制动缸壳体1的第一端端面上。
41.在具体实现方式中，在整个夹钳单元完成制动后，若系统出现故障造成常用制动缸内的转动轴无法正常转动而无法实现缓解动作时，为了夹钳单元能实现紧急缓解功能，如图1所示，在制动缸壳体1第一端的端面并正对转动轴套2第一端的位置开设有调节孔121。
42.更具体地，此时若电磁制动器仍可以供电，可以利用控制系统给电磁制动器通电，电磁制动器得电后电磁制动器定子5和电磁制动器转子4之间产生间隙；之后使用相关工具扭转转动轴套2的第一端端部，即可扭转转动轴套2，从而带动转动轴转动，以推动配套夹钳完成缓解功能。根据需要，当推动配套夹钳到达指定缓解位置还可以控制电磁制动器失电，使得电磁制动器定子5与电磁制动器转子4通过磁性连接吸合，以使配套夹钳保持在当前位置状态。
43.假若此时电磁制动器无法供电，为了实现紧急缓解功能，如图1至图4所示，在转动轴套2的中部外壁朝向其第二端的方向形成外径扩大的第一限位台阶21，在调节轴套3的第二端内壁朝向其第一端的方向形成内径缩小的第二限位台阶33。在转动轴套2上套设有压缩弹簧6，且压缩弹簧6的两端分别顶抵在第二限位台阶33和第一限位台阶21上。在转动轴套2的第一端端部套设有调节螺母7，调节螺母7抵靠在调节轴套3的第一端端面上。
44.其中，调节螺母7与转动轴套2上的齿牙配合，通过扭转调节螺母7可以改变调节轴套3和电磁制动器转子4与电磁制动器定子5之间的相对位置；调节轴套3和电磁制动器转子4通过压缩弹簧6能向电磁制动器定子5提供持续输出力，并将调节轴套3和电磁制动器转子4保持在该位置，进而达到手动调节电磁制动器定子5和电磁制动器转子4之间间隙的功能。如此，先使用相关工具扭转调节螺母7，推动调节轴套3，使得电磁制动器定子5与电磁制动器转子4产生间隙后，再使用相关工具扭转转动轴套2的第一端端部，即可扭转转动轴套2，从而带动转动轴转动，以推动配套夹钳完成缓解功能。
45.一般在制动缸壳体1上且对应电磁制动器定子5与电磁制动器转子4之间能吸合的位置设有观察口111，以在手动调节时方便观察间隙大小或吸合状态，并根据实际情况调节间隙大小。另外，一般在调节孔121中能拆卸地固定有盖堵，以起到防尘的作用。
46.进一步地，为了便于调节轴套3与转动轴套2之间的轴向固定，调节轴套3的内壁通过平键31与转动轴套2的外壁连接。为了便于电磁制动器转子4与调节轴套3之间的固定，在调节轴套3的第二端外壁凸设有凸缘32，电磁制动器转子4与凸缘32固接。可以理解，电磁制动器转子4的端面与该凸缘32的端面正对设置，两者可以通过螺栓连接。当然，电磁制动器转子4与调节轴套3之间也可以采用其他方式固定，本实施例仅为举例说明。
47.进一步地，为了使得调节轴套3的转动更加稳定，调节轴套3的第一端外壁通过轴承8与制动缸壳体1连接，且轴承8与制动缸壳体1轴向固定。
48.一般为了便于对轴承8进行轴向固定，电磁制动器定子5靠近转动轴套2第一端的端部作为其第一端，在电磁制动器定子5的第一端内壁开设有贯穿其第一端端面且内径扩大的第一阶梯孔51。在调节孔121的孔壁内侧开设有贯穿制动缸壳体1第一端的内端面且内径扩大的第二阶梯孔122，第一阶梯孔51和第二阶梯孔122的孔径相同且两者围合构成一环形槽，轴承8嵌设在环形槽内，且轴承8的两端分别顶抵在第一阶梯孔51和第二阶梯孔122的孔肩上。当然，该轴承8也可以采用其他的方式进行轴向固定，本实施例仅为举例说明。
49.进一步地，为了便于加工和安装，制动缸壳体1包括自其第一端向其第二端顺序连接的盖体12和缸体11(例如相互之间通过螺栓连接)，转动轴套2和调节轴套3均设在缸体11内，电磁制动器定子5与盖体12固接，调节孔121开设在盖体12上。上述的观察口111开设在缸体11上。可以理解，该机构若单独安装在停放制动缸内，则上述的制动缸壳体1对应为停放制动缸的壳体；该机构若直接安装在常用制动缸内，则上述的制动缸壳体1对应为常用制动缸的壳体。
50.综上，本实施例中的机构基于电磁制动器，电磁制动器在一般工业中已有成熟应用经验，但在铁路机车车辆领域暂无实际应用，传统应用于一般工业的电磁制动器不具备适应于轨道交通机车车辆实际运用需求间隙调整及紧急缓解功能。本实施例可将成熟的一般工业产品引入铁路机车车辆领域，简化机械结构的同时实现停放功能。具体是利用该机构可以配合制动缸主体完成停放制动功能和停放缓解功能，同时还具有间隙调整功能、检测功能(可以根据电磁制动器的通断电来判断夹钳单元是否处于停放状态)以及紧急缓解功能。而且紧急缓解功能中，根据供电系统的故障情况(即电磁制动器是否能正常供电)，可以有两种方式来实现紧急缓解功能，以保证车辆能够继续行驶。相比于现有技术中带弹簧的停放制动缸，可以显著的简化现有结构，达到减重效果；相比于一般工业使用的电磁制动器，该机构可以满足铁道机车车辆使用的实际工况使用要求。
51.以上仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。