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专利名称：一种卡轨车安全制动器及其控制系统和方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211002125.9

专利申请（专利权）人：中平能化集团天工机械制造有限公司
权利人地址：河南省平顶山市矿工东路11号院内

专利发明（设计）人：张俊浩,冯博,薛新顺,李金涌,李梦苇,余春江,李晗,张晓燕,陈晓雨,高翔

专利摘要：本发明涉及一种卡轨车安全制动器，包括内缸套和外缸套，内缸套的腔体内设有活塞，外缸套滑动套设在内缸套的开口端，活塞与内缸套围合构成液压腔，活塞的活塞杆套设有碟簧，活塞杆的端部与外缸套固定连接；内缸套的开口端设有用于支撑碟簧的挡环，内缸套和外缸套的外壁设有相对的闸靴，所述挡环滑动设置在活塞杆上，挡环的外侧设有驱动机构，驱动机构用于驱动挡环沿活塞杆轴向移动，驱动机构为液压驱动；驱动机构与内缸套固定连接。本发明在保证制动器制动力的前提下，可以延长制动器的使用寿命。

主权利要求：
1.一种卡轨车安全制动器控制系统的控制方法，控制系统包括液压站和制动器，制动器包括内缸套和外缸套，内缸套的腔体内设有活塞，外缸套滑动套设在内缸套的开口端，活塞与内缸套围合构成液压腔，活塞的活塞杆套设有碟簧，活塞杆的端部与外缸套固定连接；
内缸套的开口端设有用于支撑碟簧的挡环，内缸套和外缸套的外壁设有相对的闸靴，其特征在于：所述挡环滑动设置在活塞杆上，挡环的外侧设有驱动机构，驱动机构用于驱动挡环沿活塞杆轴向移动，驱动机构为液压驱动；驱动机构与内缸套固定连接；
所述闸靴通过剪叉杆与内缸套或外缸套连接；
液压站设有主油路和副油路，主油路与制动器连接，副油路与驱动机构连接；副油路的油泵压力小于主油路的油泵压力；
所述驱动机构为液压杆，液压杆的一端与挡环连接，另一端与内缸套内壁固定连接；
卡轨车启动时，副油路先启动，液压杆伸展，挡环对碟簧预压紧，再启动主油路，活塞后移，压缩碟簧，解除制动；制动时，液压杆保压，主油路卸压，碟簧伸展，实现制动；卡轨车停运时，主油路和副油路均卸压，碟簧进一步伸展。
2.一种卡轨车安全制动器控制系统的控制方法，控制系统包括液压站和制动器，制动器包括内缸套和外缸套，内缸套的腔体内设有活塞，外缸套滑动套设在内缸套的开口端，活塞与内缸套围合构成液压腔，活塞的活塞杆套设有碟簧，活塞杆的端部与外缸套固定连接；
内缸套的开口端设有用于支撑碟簧的挡环，内缸套和外缸套的外壁设有相对的闸靴，其特征在于：所述挡环滑动设置在活塞杆上，挡环的外侧设有驱动机构，驱动机构用于驱动挡环沿活塞杆轴向移动，驱动机构为液压驱动；驱动机构与内缸套固定连接；
所述闸靴通过剪叉杆与内缸套或外缸套连接；
液压站设有主油路和副油路，主油路与制动器连接，副油路与驱动机构连接；副油路的油泵压力小于主油路的油泵压力；
所述驱动机构为丝杠，丝杠与挡环转动连接，丝杠的端部设有联轴器，联轴器与丝杠滑动连接，联轴器连接有液压马达，液压马达设于外缸套上；内缸套内壁设有支撑环，丝杠与支撑环螺纹连接；所述液压马达为双向马达；
卡轨车启动时，副油路先启动，液压马达正转，丝杠推动挡环对碟簧预压紧，再启动主油路，活塞后移，压缩碟簧，解除制动；制动时，主油路卸压，碟簧伸展，实现制动；卡轨车停运时，主油路卸压，副油路启动，液压马达反转，丝杠带动挡环后移，碟簧进一步伸展。 说明书 : 一种卡轨车安全制动器及其控制系统和方法技术领域[0001] 本发明涉及一种卡轨车安全制动器及其控制系统和方法，属于煤矿井下卡轨车设备技术领域。背景技术[0002] 卡轨车是现代化煤矿井下工作重要的辅运设备，卡轨车制动系统的安全性是保证卡轨车正常工作的关键。[0003] 目前，卡轨车的制动器一般采用钳式制动器，如专利CN93237906.0普通轨卡轨车用制动车公开的制动缸结构。其制动力是依靠多组碟簧的弹性力提供。在该专利中，为了保证制动力，一个车体安装四个制动缸。在非制动状态时，液压油路进油，制动缸的活塞将碟簧压缩，使闸靴张开；制动时活塞卸压，碟簧恢复形变使闸靴闭合，碟簧的弹力提供制动力。根据胡克定律，碟簧的弹力大小与形变量相关。为了获得足够大的制动力，在活塞卸压以后，碟簧仍然需要保持较大的弹性形变。碟簧长期承受较大载荷，可能导致材料疲劳，部分弹性形变转化为塑性形变，从而导致碟簧提供的制动力逐渐变。褂檬倜醵。发明内容[0004] 针对上述问题，本发明提供了一种卡轨车安全制动器，具体方案为：[0005] 一种卡轨车安全制动器，包括内缸套和外缸套，内缸套的腔体内设有活塞，外缸套滑动套设在内缸套的开口端，活塞与内缸套围合构成液压腔，活塞的活塞杆套设有碟簧，活塞杆的端部与外缸套固定连接；内缸套的开口端设有用于支撑碟簧的挡环，内缸套和外缸套的外壁设有相对的闸靴，所述挡环滑动设置在活塞杆上，挡环的外侧设有驱动机构，驱动机构用于驱动挡环沿活塞杆轴向移动，驱动机构为液压驱动；驱动机构与内缸套固定连接。[0006] 进一步的，所述闸靴通过剪叉杆与内缸套或外缸套连接。[0007] 本发明的卡轨车安全制动器的控制系统，包括液压站和制动器，液压站设有主油路和副油路，主油路与制动器连接，副油路与驱动机构连接；副油路的油泵压力小于主油路的油泵压力。[0008] 根据本发明的卡轨车安全制动器控制系统，第一种优选方案，所述驱动机构为液压杆，液压杆的一端与挡环连接，另一端与内缸套内壁固定连接。[0009] 第二种优选方案，所述驱动机构为丝杠，丝杠与挡环转动连接，丝杠的端部设有联轴器，联轴器与丝杠滑动连接，联轴器连接有液压马达，液压马达设于外缸套上；内缸套内壁设有支撑环，丝杠与支撑环螺纹连接；所述液压马达为双向马达。[0010] 第一种优选的卡轨车安全制动器控制系统，其控制方法是，卡轨车启动时，副油路先启动，液压杆伸展，挡环对碟簧预压紧，再启动主油路，活塞后移，压缩碟簧，解除制动；制动时，液压杆保压，主油路卸压，碟簧伸展，实现制动；卡轨车停运时，主油路和副油路均卸压，碟簧进一步伸展。[0011] 第一种优选的卡轨车安全制动器控制系统，其控制方法是，卡轨车启动时，副油路先启动，液压马达正转，丝杠推动挡环对碟簧预压紧，再启动主油路，活塞后移，压缩碟簧，解除制动；制动时，主油路卸压，碟簧伸展，实现制动；卡轨车停运时，主油路卸压，副油路启动，液压马达反转，丝杠带动挡环后移，碟簧进一步伸展。[0012] 本发明对现有卡轨车制动器的结构进行改进，将支撑碟簧的挡环设置为活动结构，并采用驱动机构对挡环的位置进行调整。在卡轨车停运时，挡环后退，碟簧伸展，减小停运状态时碟簧的弹性形变量，避免碟簧长期承受大载荷，而逐渐失效。因此，本发明在保证制动器制动力的前提下，可以延长制动器的使用寿命。附图说明[0013] 图1为制动器的结构示意图；[0014] 图2为图1的k?k截面示意图；[0015] 图3为一种驱动机构的结构示意图；[0016] 图4为另一种驱动机构的结构示意图。具体实施方式[0017] 下面结合具体实例，详细说明本发明专利的方案。[0018] 实施例1[0019] 如图1至图4，本实施例的一种卡轨车安全制动器，包括内缸套1和外缸套2，内缸套的腔体内设有活塞3，外缸套滑动套设在内缸套的开口端，活塞与内缸套围合构成液压腔，活塞的活塞杆套设有碟簧4，活塞杆的端部与外缸套固定连接；内缸套的开口端设有用于支撑碟簧的挡环5，内缸套和外缸套的外壁设有相对的闸靴6，挡环滑动设置在活塞杆上，挡环的外侧设有驱动机构7，驱动机构用于驱动挡环沿活塞杆轴向移动，驱动机构为液压驱动；驱动机构与内缸套固定连接。[0020] 驱动机构可以调节挡环的轴向位置，也就是调节碟簧的压紧程度。挡环前移时，碟簧的压缩量增加，挡环后移时，碟簧的压缩量减少。[0021] 闸靴通过剪叉杆8与内缸套或外缸套连接。采用剪叉杆连接，闸靴受力时力臂较短，而且不容易产生错位。[0022] 卡轨车安全制动器的控制系统包括液压站和制动器，液压站设有主油路和副油路，主油路与制动器连接，副油路与驱动机构连接；副油路的油泵压力小于主油路的油泵压力。主油路和副油路的组成包括油泵、单向阀、卸压阀，主油路用于向制动器的活塞腔供油，当活塞腔进油时，活塞推开，碟簧压缩，制动靴张开。活塞腔回油时，活塞缩回，碟簧伸展，制动靴闭合。副油路用于带动驱动机构，驱动机构控制挡环的移动。[0023] 在一个实施例中，驱动机构为液压杆9，液压杆的一端与挡环连接，另一端与内缸套内壁固定连接。液压杆进油时，挡环前移，碟簧压缩；液压杆回油时，挡环后移，碟簧伸展。采用液压杆驱动时，挡环的位置调整迅速，且操作简单。[0024] 该方案的控制方法是，卡轨车启动时，副油路先启动，液压杆伸展，挡环对碟簧预压紧，再启动主油路，活塞后移，压缩碟簧，解除制动；制动时，液压杆保压，主油路卸压，碟簧伸展，实现制动；卡轨车停运时，主油路和副油路均卸压，碟簧进一步伸展。[0025] 在另一个实施例中，驱动机构为丝杠10，丝杠与挡环转动连接，丝杠的端部设有联轴器11，联轴器与丝杠滑动连接。联轴器连接有液压马达12，液压马达设于外缸套上；内缸套内壁设有支撑环13，丝杠10与支撑环14螺纹连接；液压马达为双向马达。联轴器为空心轴，空腔设有轴向滑槽，丝杆端部设有滑块，滑块嵌设在滑槽内，联轴器可以带动丝杠转动，丝杠正转时相对于支撑环前移，带动挡环前移，丝杠反转时相对于支撑环后移，带动挡环后移。采用丝杠驱动时，挡环调整稳定可靠，便于精确控制碟簧的压缩量。[0026] 该方案的控制方法是，卡轨车启动时，副油路先启动，液压马达正转，丝杠推动挡环对碟簧预压紧，再启动主油路，活塞后移，压缩碟簧，解除制动；制动时，主油路卸压，碟簧伸展，实现制动；卡轨车停运时，主油路卸压，副油路启动，液压马达反转，丝杠带动挡环后移，碟簧进一步伸展。[0027] 以一组十个碟簧为例，在制动时，单个碟簧的弹性形变量为2mm，十个碟簧的弹性形变量为20mm，采用传统的制动器，在卡轨车停运时，碟簧仍然承受20mm形变量的载荷。而采用本发明的方案，在停运时，挡环可以后移5～10mm的距离，碟簧相应可以减少5～10mm形变量的载荷，减少长期承受大载荷引起的疲劳效应，延长制动器使用寿命。停运状态时，卡轨车速度为零，需要的制动力。虼送Ｔ俗刺跎俚商峁┑闹贫τ跋旖闲。而在卡轨车运行时，挡环前移5～10mm的距离，碟簧提供正常制动力。

专利地区：河南

专利申请日期：2022-08-21

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN115416717B