锥面推进式车轮制动器

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1.本实用新型涉及机械领域，具体为锥面推进式车轮制动器。


背景技术：

2.车轮的制动在汽车行驶中尤为重要，性能好的车轮制动器在安全性方面起决定因素，现用的制动器主要有鼓式和盘式两类，它们的共同缺点是：刹车片与制动盘接触面积小且接触点过于集中寿命短、制动盘受到的力不均匀系统不稳定制动效果不佳，结构复杂维修率高。随着车辆性能与行驶速度与日俱增，急需优良稳定性高的制动装置。
3.为了解决上述问题，近阶段只出现了少数的关于提高车轮制动效果的装置，如，专利申请号为201920948108.1的文献中给出了“一种新型鼓式刹车蹄”，包括刹车底盘、连接块、刹车鼓本体、连杆、散热片、制动轮缸、定位杆，刹车底盘连接连接块，连接块的左右两侧均活动连接刹车鼓，两个刹车鼓间连接弹簧和连杆，刹车底盘的内部铺设有散热片及导热管。维护方便且刹车蹄使用寿命更长。此技术只是在鼓式制动器中增加散热片及导热管，没有解决刹车片与制动盘间接触面积及受力均匀结构性问题。专利申请号为201920948029.0的文献中给出了“一种双液压鼓式刹车装置”，包括轮毂，轮毂的正表面连接有内圈，内圈正表面的顶部和底部均连接有定位条及刹车片，刹车片两侧连接限位块，限位块的一侧固定连接液压装置，液压装置与内圈连接，内圈的正表面固定连接有刹车盘，解决了现有的双液压鼓式刹车装置使用寿命短的问题。此技术只是在鼓式制动器中提高两只刹车片与制动盘间接触的均匀性，对于散热、增加接触面积、同步扩大张力问题没有解决。专利申请号为201920137864.6的文献中给出了“盘式制动器”，包括有安装腔的钳体，安装腔中心设有制动间隙自调机构，安装腔内壁处轴向限位有转动的调整轴，钳体外侧设有凹腔，在调整轴上端面设有凸出的联结头和密封件，密封件固定在凹腔内其内侧具有环状弹性密封部，调整轴上固定有与从动轮啮合的调整齿轮。具有操作方便、密封性能好优点。此技术没有解决刹车片与制动盘间接触面积及刹车片更换快问题。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型锥面推进式车轮制动器，包括：刹车盘架、锥面滑道、径向伸缩杆、刹车蹄块、推进机构和制动鼓。刹车盘架圆周上依次设有滑道圆轴管和圆管缸套，锥面滑道和推进机构分别置于滑道圆轴管上，径向伸缩杆置于刹车盘架的圆管缸套上，内端与锥面滑道的锥面直滑道滑动连接，蹄块置于径向伸缩杆外端，制动鼓套在刹车蹄块的外面。
5.进一步技术方案，所述径向伸缩杆包括第一圆杆、第二滑杆和第三圆管，在第一圆杆上端设有棱柱插头，在第一圆杆上部沿杆壁母线方向设有第三凹槽，在第三凹槽内设有滑动连接的第三滑杆，第三滑杆的另一端设有固定的第三圆管，第三滑杆固定在第三圆管上口管壁上，第三圆管套在第一圆杆外滑动连接，在第三圆管下端设有固定的第一弹簧，第一弹簧套在第一圆杆外，第一弹簧外端设有固定的第四圆环盘，第四圆环盘的内圆周固定
在第一圆杆上。在第一圆杆下端设有固定的第三矩形板，在第三矩形板下面设有固定的第二滑杆。
6.进一步技术方案，所述刹车蹄块包括第四圆管、弓形基块、刹车蹄和刹车片，弓形基块的一端设有可调节的的棱柱楔块46，棱柱楔块的外楔面与弓形基块另一端的外楔面平行。在弓形基块的外柱面上设有固定的扇环立板，在扇环立板的外柱面上设有固定的刹车蹄，在刹车蹄的外柱面上设有可拆卸的刹车片，弓形基块的内截面上设有固定的第四圆管，在第四圆管外端设有第二销钉。
7.进一步技术方案，所述推进机构包括第五圆管、第一轴架、带齿螺母和活塞泵，第五圆管的一端设有固定且外置的第五圆环盘，第五圆环盘外设有转动连接的第一轴架，第一轴架的外端圆环盘的内圆周上设有固定的第六圆管，第六圆管外端设有带齿螺母，第五圆管另一端设有固定且外置的第七圆环盘，第七圆环盘外圆环面上分别设有第三弹簧、活塞泵和第二圆孔，第三弹簧的一端固定套在第七圆环盘内圆周外面，活塞泵对称固定在盘面上，活塞泵的单向输出杆外端设有轴向连接的第一撑杆，第二圆孔分布在活塞泵之间的盘面上。第七圆环盘内圆环面上设有固定的第二弹簧，第二弹簧套在第五圆管外，第二弹簧的外端设有固定的第六圆环盘，第六圆环盘套在第五圆管外滑动连接，第六圆环盘与第七圆环盘相对的环面上分别设有接线卡和第二撑杆，第二撑杆的外端滑动穿过第二圆孔且与第一撑杆外端位置相当，接线卡对称固定在盘面上。第五圆管上第六圆环盘和第一轴架间设有第三销钉。
8.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
9.1、本实用新型的锥面推进式车轮制动器制动效果好，多刹车片与制动鼓接触面积大，锥面径向推进受力均匀，刹车片间隙多散热快受损小；
10.2、本实用新型的锥面推进式车轮制动器操作简单适用性强，外形与鼓式制动器相似但具有鼓式和盘式制动器的全部优点，而且克服了不稳定性和维修较高缺点；既能行驶刹车又能驻车刹车，可在多种车轮上使用。
附图说明：
11.附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不对本实用新型的限制。在附图中：
12.图1是本实用新型的分装结构示意图。
13.图2是本实用新型中刹车盘架的结构示意图。
14.图3是本实用新型中锥面滑道的结构示意图。
15.图4是本实用新型中径向伸缩杆的结构示意图。
16.图5是本实用新型中刹车蹄块的结构示意图。
17.图6是本实用新型中推进机构的结构示意图。
18.附图中：1-刹车盘架、11-第一圆环盘、12-第一圆管、13-第二圆管、14-第一滑杆、15-第一螺纹、16-第一圆孔、17-第一销钉、18-第一刻度；2-锥面滑道、21-棱台、22-第一矩形板、23-第二矩形板、24-第二圆环盘、25-第三圆环盘、26-第一凹槽、27-第一圆轴孔、28-第二凹槽、29-防护罩；3-径向伸缩杆、31-第一圆杆、32-第三矩形板、33-第二滑杆、34-第三圆管、35-第四圆环盘、36-第一弹簧、37-第三滑杆、38-第三凹槽；4-刹车蹄块、41-第四圆
管、42-弓形基块、43-刹车蹄、44-刹车片、45-第二销钉、46-棱柱楔块、47-扇环立板；5-推进机构、51-第五圆管、52-第五圆环盘、53-第一轴架、54-第六圆管、55-带齿螺母、56-第六圆环盘、57-第七圆环盘、58-第二弹簧、59-第三弹簧、510-活塞泵、511-第一撑杆、512-第二圆孔、513-接线卡、514-第二撑杆、515-第三销钉；6-制动鼓。
具体实施方式：
19.如图1至图6所示，锥面推进式车轮制动器，包括：刹车盘架1、锥面滑道2、径向伸缩杆3、刹车蹄块4、推进机构5和制动鼓6。刹车盘架1是在一个圆环盘的内外圆周上依次设有滑道圆轴管和圆管缸套，锥面滑道2和推进机构5分别置于滑道圆轴管上，不止一个径向伸缩杆3置于刹车盘架1的圆管缸套上，它们的内端与锥面滑道2的锥面直滑道滑动连接，不止一个刹车蹄块4置于径向伸缩杆3外端，制动鼓6套在刹车蹄块4的外面。
20.如图2所示，刹车盘架1包括第一圆环盘11、第一圆管12、第二圆管13和第一滑杆14，第一圆环盘11的外圆周上设有可拆卸的第一圆管12，在第一圆管12的管壁上设有第一圆孔16，至少四个第一圆孔16距位于同一截圆上。在第一圆环盘11的内圆周上设有可拆卸的第二圆管13，第二圆管13比第一圆管12长，在第二圆管13外管壁上分别设有第一滑杆14、第一刻度18、第一螺纹15和第一销钉17，横截面为矩形的第一滑杆14在第二圆管13与第一圆环盘11相接的一端，不止一条的第一滑杆14固定在第二圆管13的母线上，与第一滑杆14平行的第一刻度18在中部，第一螺纹15和第一销钉17在外端。
21.如图3所示，锥面滑道2包括棱台21、第一矩形板22、第二圆环盘24，棱台21是正n棱锥形成的棱台，棱台21下底面正n边形外接圆半径小于第一圆管12内圆半径，棱台21梯形侧面与底面的夹角为α，在棱台21的梯形侧面上分别设有第一凹槽26、第一矩形板22和第二矩形板23，截面是矩形的第一凹槽26位于梯形中线处，第一矩形板22和第二矩形板23分别平行固定在第一凹槽26上口边沿，第一矩形板22和第二矩形板23内边棱间形成距离小于第一凹槽26开口宽度的槽沟，所述槽沟与第一凹槽26形成截面为汉字“凸”形凹槽，在周向均匀排列的至少四个梯形侧面上设有“凸”形凹槽。在棱台21的底面中心设有第一圆轴孔27，在与棱台21轴线相同的第一圆轴孔27的孔壁上沿母线方向设有第二凹槽28。在棱台21下底面上设有固定的第二圆环盘24，第二圆环盘24内圆孔半径介于第一圆轴孔27和所在正n边形内切圆半径之间，第二圆环盘24外圆周半径介于第一圆管12和所在正n边形内切圆半径之间。在第二圆环盘24外圆周上设有弹性或可折叠的圆筒式防护罩29。在棱台21上底面上设有可拆卸的第三圆环盘25，第三圆环盘25外圆周半径大于所在正n边形外接圆半径。
22.如图4所示，径向伸缩杆3包括第一圆杆31、第二滑杆33、第三圆管34，在第一圆杆31上端设有棱柱插头39，在第一圆杆31上部沿杆壁母线方向设有第三凹槽38，在第三凹槽38内设有滑动连接的第三滑杆37，第三滑杆37的另一端设有固定的第三圆管34，第三滑杆37固定在第三圆管34上口管壁上，第三圆管34套在第一圆杆31外滑动连接，在第三圆管34下端设有固定的第一弹簧36，螺旋式的第一弹簧36套在第一圆杆31外，在第一弹簧36外端设有固定的第四圆环盘35，第四圆环盘35的内圆周固定在第一圆杆31上。在第一圆杆31下端设有固定的第三矩形板32，第三矩形板32前后厚度小于第一矩形板22和第二矩形板23间槽沟宽度，在第三矩形板32下面设有固定的第二滑杆33，第二滑杆33是长方体形滑块，第二滑杆33下底面与第一圆杆31轴线间夹角为α。
23.如图5所示，刹车蹄块4包括第四圆管41、弓形基块42、刹车蹄43、刹车片44，弓形基块42是将一个截面为圆扇形的楔块去掉三角形楔角形成的近似于圆弧弓形，在弓形基块42的一端设有可调节的的棱柱楔块46，棱柱楔块46的外楔面与弓形基块42另一端的外楔面平行。在弓形基块42的外柱面上设有固定的扇环立板47，在扇环立板47的外柱面上设有固定的刹车蹄43，在刹车蹄43的外柱面上设有可拆卸的刹车片44，刹车片44是外圆半径与制动鼓6内圆半径相同的圆环片。在弓形基块42的内截面上设有固定的第四圆管41，在第四圆管41外端设有第二销钉45。
24.如图6所示，推进机构5包括第五圆管51、第一轴架53、带齿螺母55、活塞泵510，在第五圆管51的一端设有固定且外置的第五圆环盘52，在第五圆环盘52外设有转动连接的第一轴架53，第一轴架53是在一段圆管两端分别固定一个圆环盘形成的，在第一轴架53的外端圆环盘的内圆周上设有固定的第六圆管54，在第六圆管54外端设有带齿螺母55，带齿螺母55是在圆管螺母外壁固定一齿轮。在第五圆管51另一端设有固定且外置的第七圆环盘57，在第七圆环盘57外圆环面上分别设有第三弹簧59、活塞泵510、第二圆孔512，螺旋式第三弹簧59的一端固定套在第七圆环盘57内圆周外面，至少两个活塞泵510对称固定在盘面上，在流体式活塞泵510的单向输出杆外端设有轴向连接的第一撑杆511，不止一个第二圆孔512分布在活塞泵510之间的盘面上。在第七圆环盘57内圆环面上设有固定的第二弹簧58，螺旋式第二弹簧58套在第五圆管51外，在第二弹簧58的外端设有固定的第六圆环盘56，第六圆环盘56套在第五圆管51外滑动连接，在第六圆环盘56与第七圆环盘57相对的环面上分别设有接线卡513和第二撑杆514，至少两个第二撑杆514对称固定在盘面上，第二撑杆514的外端滑动穿过第二圆孔512且与第一撑杆511外端位置相当，至少两个接线卡513对称固定在盘面上。在第五圆管51上第六圆环盘56和第一轴架53间设有第三销钉515。
25.本实用新型的锥面推进式车轮制动器的工作原理是：根据正棱锥体各侧面与底面夹角相同，横截面正多边形的内切圆半径随轴线位置不同而连续变化，通过锥面槽沟的正交推进达到横截圆半径同时长连续收缩变化，实现刹车片所在离散圆弧与定圆制动鼓圆周的有间隙的大面积接触，提高刹车效果、稳定性和关键部件使用寿命。
26.本实用新型的锥面推进式车轮制动器，具有行车或驻车刹车功能，操作步骤是：
27.刹车器组装：1]卸下刹车盘架1上的第一圆管12及具有n个第一圆孔16的第二圆管13。2]把推进机构5置于第一圆管12上暂用第三销钉515固定。3]把第一圆管12置于刹车轮的轴上暂用第一销钉17固定，将车辆主力压泵和驻车连索分别与活塞泵510和接线卡513相连。4]卸下锥面滑道2(α＝45
°
)上的第三圆环盘25，把棱台21置于第一圆管12上，将第三弹簧59与棱台21其相连。5]将n个径向伸缩杆3分别置于第二圆管13上。6]把装有径向伸缩杆3的第二圆管13置于棱台21上滑动连接，将第三圆环盘25置于锥面滑道2上成为挡板。7]把第一圆环盘11置于第一圆管12和第二圆管13上，将防护罩29与第二圆管13连接。8]选取n个刹车蹄块4分别置于径向伸缩杆3上，相邻的弓形基块42两端相接能形成圆环盘。9]将制动鼓6套在刹车蹄块4外并固定在车轮上。
28.二、符号设置及条件假设：1]制动鼓6内圆半径为r1。2]设所有弓形基块42在最接近位置时两端相接形成圆环盘的外半径为r2。3]所有刹车片44的外圆弧都在同一个圆上，这个变圆的半径为r，当弓形基块42外径长于r2时r＝r0。4]制动鼓6和缸套底盘1的轴线相同。5]第一弹簧36是外弹的，主要帮助刹车片44回位及消声定向作用。6]第三弹簧59是内
拉，主要帮助锥面滑道2回位及定向作用。7]第二弹簧58是外弹的，主要帮助驻车刹车连索回位。
29.三、系统参数调整：1]解锁第一销钉17移动刹车盘架1使刹车蹄块4处于制动鼓6内合适位置后重新销定。2]解锁第三销钉515，转动带齿螺母55使推进机构5与锥面滑道2处于合适距离后销定，此时r≥r0，刹车片44与制动鼓6内侧的间隙距离为r1-r，第七圆环盘57距离和第二圆环盘24外侧面分别处在第一刻度18的刻度值a和b0处，第一撑杆511和第二撑杆514都与锥面滑道2紧密接触且刹车踏板和驻车刹杆都处于无压力状态。3]调整刹车踏板和驻车刹杆的压力参数使它们在施加部分压力时就能将锥面滑道2往前推进距离为r1-r。
30.四、工作过程：1]刹车踏板刹车：刹车踏板和驻车刹杆都处于空位，锥面滑道2处在第一刻度18的刻度值b0处，刹车片44与制动鼓6完全脱离接触，当踩下刹车踏板时，第二撑杆514不动，活塞泵510推动第一撑杆511向外运动，第一撑杆511推动锥面滑道2前移，第三弹簧59被拉伸，棱台21的各个侧面同时向外推动径向伸缩杆3及刹车蹄块4同步外伸，第一弹簧36被压缩，n个刹车片44与制动鼓6内侧同时接触产生摩擦(r＝r1)，制动鼓6受阻力减速，随刹车踏板上的力加大，n个刹车片44上向外的正压力增大，制动鼓6受到的阻力迅速增大并被阻停。减轻刹车踏板上的压力，刹车片44上压力减小，制动鼓6受到的阻力也减小，在刹车踏板上的压力小到一定程度时，棱台21受第二弹簧58的向内弹力压迫及第三弹簧59的辅助拉动下后移，刹车片44脱离制动鼓6内侧，制动鼓6自包括，在刹车踏板回到空位时，锥面滑道2和刹车片44都回到原位。在制动鼓6高速转动时刹车，n个刹车片44与制动鼓6接触面积大受力均匀，刹车效果好，刹车片44受损小寿命长，刹车片44间空隙多散热快，制动鼓6温度变化小制动力衰减慢寿命长；2]驻车刹车：刹车踏板和驻车刹杆都处于空位，锥面滑道2处在第一刻度18的刻度值b0处，刹车片44与制动鼓6完全脱离接触，当拉起驻车刹杆时，第一撑杆511不动，第六圆环盘56推动第二撑杆514向外运动，第二弹簧58被压缩，第二撑杆514推动锥面滑道2前移，锥面滑道2径向伸缩杆3及刹车蹄块4的工作与1]刹车踏板刹车的相同，当落下驻车刹杆时，第六圆环盘56锥面滑道2和刹车片44都回到原位。
31.本实用新型锥面推进式车轮制动器的经济价值和应用前景：随着经济和技术发展车辆性能行驶速度安全性都在提高，越来越需刹车效果好稳定性高的装备提高车辆安全功能，急需一种操作简单使用方便的锥面推进式车轮制动器，仅国内公路汽车保有量庞大，还有其他轮转设备及国外车辆，数量相当可观，其市场前景非常广阔，具有良好的经济收益和社会效益。
32.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括包括以上技术特征同替换所组成的技术方案。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。