组合式托架上三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器

摘要

本发明涉及一种组合式托架上三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器。其结构特征在于原底板制动器废除不用，在车轴内侧卸开防尘板，可拆卸支架通过可缩紧螺栓与制动蹄托架组合体联接结为一体，置于制动托架上，与车轴联接。可拆卸支架与可缩紧螺栓间置有哈夫定位套，制动器防尘罩居于制动托架上。本发明在不解轴情况下更换备用的制动器，及时维修、装配，恢复车辆的制动安全性能，保证长途车辆的安全行驶，解决当时长途运行车辆的应急困难。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆制动鼓内托架装置与配置，具体是指置于在组合式托架上三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器。

背景技术

汽车制动器是随时保持汽车行驶安全的主要设备，它是通过制动设备的摩擦副的摩擦发热功效达到制动停车的目标。正常行驶的车辆都处在道路工况复杂而又处在制动器经常摩损的过程中，对于跑长途的车辆，因所处环境多在野外人烟稀少和车辆没有保养条件的地方，调整重型车辆的制动性能恢复工作要在具备一定设备能力和在一定的场合下进行。拿重型车辆的后轴来说：要调整车辆的制动性能，首先进行轮纲轮胎的解体，卸下外轮纲的8—10个紧固螺栓、卸下外轮纲胎；再卸下内轮纲的8—10个紧固螺栓，卸下内轮纲胎；然后再卸下轴头法兰及半轴的8---12个紧固螺栓和哈夫垫圈抽取半轴；拆解半轴钢管的紧固螺栓，再拆解半轴钢管的定位和止推挡圈；再拆解内轴承的间隙调整螺母；再去拆解轴头法兰带刹车鼓，视刹车鼓的失圆状态，拆解轴头法兰和刹车鼓分解工序，然后拆解制动蹄。铆接刹车布片直致按前述工序反向逐步从后序向前按工序调整完成。工序繁琐复杂，劳动强度大，费工、费时。

发明内容

为了及时解决长途运输车辆在困难环境和制动器制动性能不良不便维修的问题，本发明的目的旨在提供一种组合式托架上三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器，即将原底板制动器废除不用，把备用的与原来结构、尺度、特性不变的制动器配置在托架上，联接车轴而完成。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种组合式托架上三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器，由制动托架、上、下支撑蹄销轴、上、下制动蹄、上、下棘轮联体双工作面凸轮、上、下调位棘爪、上、下定位棘爪、凸轮轴、棘爪弹簧、棘爪弹簧定位罩、上、下调位棘爪销轴、上、下定位棘爪销轴、制动蹄托架组合体、可拆卸支架、哈夫定位套、可缩紧螺栓和制动器防尘罩组成。制动托架的撑孔中固结着上、下支撑蹄销轴，上、下支撑蹄销轴相互对称且分置于制动托架水平轴线的两侧，上、下支撑蹄销轴里装有上、下制动蹄，在上、下制动蹄的上、下撑孔里分别装有上、下棘轮联体双工作面凸轮，上、下棘轮联体双工作面凸轮为不同心，棘轮外形为阿基米德几何曲线与渐开线复合而成曲线型，偏心距为8mm的内外双向工作面偏心凸轮，棘轮的轮齿形状为单向工作的锯齿形，用螺栓拧紧于制动底板上；制动托架水平轴线上置有凸轮轴，上、下支撑蹄销轴与凸轮轴三点构成偏置制动圆心的三角形，其顶角为33.6°；上、下支撑蹄销轴中心竖直线与水平轴线的垂足交汇点到制动圆心的间距与制动圆心到凸轮轴中心的间距比为1：1.5；上、下调位棘爪销轴设置在上、下制动蹄的延伸部，上、下调位棘爪的棘爪置于上、下调位棘爪销轴上，上、下调位棘爪销轴中心到调位棘爪销轴中心竖直线与上、下支撑蹄销轴水平轴线的垂足交汇点的间距与该垂足交汇点到凸轮轴中心的间距比为1：4；棘爪和棘爪弹簧定位罩固定在上、下制动蹄的延伸部位的撑孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩之间置有棘爪弹簧，棘爪与棘轮齿相啮合；上、下定位棘爪轴撑孔设置在靠近上、下支撑蹄销轴撑孔相应位置的制动托架上，上、下定位棘爪置于上、下定位棘爪销轴上，并将棘爪和棘爪弹簧定位罩固定在制动托架的定位销轴的撑孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩之间置有棘爪弹簧，棘爪与棘轮齿相啮合，上调位棘爪与上定位棘爪工作中心的夹角为90°；下调位棘爪与下定位棘爪工作中心的夹角为90°；可拆卸组合式支架通过可缩紧螺栓与制动蹄托架组合体联接，置于制动托架上，与车轴联接，可拆卸支架与可缩紧螺栓间置有哈夫定位套，固定可拆卸支架与制动蹄托架组合体的位置，制动器防尘罩居于制动车轴上。

本发明的优点是：

本发明是将专利号为200710017418.3进行改进。主要针对大型车辆行驶野外，长途运行过程制动器出现故障，存在安全隐患而设计的。本发明设计的三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器，即只要车辆带有备用制动蹄，就可随时在不解轴情况下更换备用的制动蹄，及时维修、装配，保证长途车辆的安全行驶。置换的制动器保持原制动器的技术标准，恢复车辆的制动安全性能，解决当时长途运行车辆的应急困难。

本发明本着三力点制动器刹车鼓不失圆和几何架构的“三力点瞬心制动器”，利用结构几何圆内形、质、重、动四心共心时圆径势差聚心，在法向圆心角中，有一不损力的角度中的“秒弦差”规度秒和角度秒在1%时圆內瞬心平移相应行程的规律及利用圆內三分角的径线三个力点的要素，即“形心、质心、重心” 同心，具有“三力点”的几何结构要素的制动器，将两制动蹄不平行的力作用必汇交於圆心的定理，才能有“瞬心制动”制动的功能。利用车载正压力使制动器力效率达到100%（误差千分之四）。为汽车自由度过多的前后左右分动车轮提供一致的、高力效的制动能力和同轴及四轮力平衡性。独特的“限位补差”间隙自调机构根除汽车制动系统“迁涉降效”机制，是“彻底解除刹车隐患，是一种切实保障驾驶安全”需求的制动设备、装备、车辆的安全高效制动器，“三力点瞬心制动器”结构为不拆解轴头提供了条件。

附图说明

图1为三力点侧置蹄鼓式间隙独立限位自调瞬心制动器示意图。

图2是图1中间隙自动调节器示意图。

图3为本发明结构示意图。

图4是图3中可拆卸支架示意图。

具体实施方式

一种组合式托架上三力点不解轴恢复制动性能瞬心制动器，是由制动托架1、上、下支撑蹄销轴2、2′、上、下制动蹄3、3′、上、下棘轮联体双工作面凸轮4、4′、上、下调位棘爪5、5′、上、下定位棘爪6、6′、凸轮轴7、棘爪弹簧8、棘爪弹簧定位罩9、上、下调位棘爪销轴10、10′、上、下定位棘爪销轴11、11′、制动蹄托架组合体12a、可拆卸支架12b、哈夫定位套13、可缩紧螺栓14和制动器防尘罩15组成。制动托架1的撑孔中固结着上、下支撑蹄销轴2、2′，上、下支撑蹄销轴2、2′相互对称且分置于制动托架1水平轴线的两侧，上、下支撑蹄销轴2、2′里装有上、下制动蹄3、3′，在上、下制动蹄3、3′的上、下撑孔里分别装有上、下棘轮联体双工作面凸轮4、4′，上、下棘轮联体双工作面凸轮4、4′为不同心，棘轮外形为阿基米德几何曲线与渐开线复合而成曲线型，偏心距为8mm的内外双向工作面偏心凸轮，棘轮的轮齿形状为单向工作的锯齿形。用螺栓拧紧于制动托架1上；制动托架1水平轴线上置有凸轮轴7，上、下支撑蹄销轴2、2′与凸轮轴7三点构成偏置制动圆心的三角形，其顶角为33.6°；上、下支撑蹄销轴2、2′中心竖直线与水平轴线的垂足交汇点到制动圆心的间距与制动圆心到凸轮轴7中心的间距比为1：1.5；上、下调位棘爪销轴10、10′设置在上、下制动蹄3、3′的延伸部，上、下调位棘爪5、5′的棘爪置于上、下调位棘爪销轴10、10′上，上、下调位棘爪销轴10、10′中心到调位棘爪销轴中心竖直线与上、下支撑蹄销轴2、2′水平轴线的垂足交汇点的间距与该垂足交汇点到凸轮轴7中心的间距比为1：4；棘爪和棘爪弹簧定位罩9固定在上、下制动蹄3、3′的延伸部位的撑孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩9之间置有棘爪弹簧8，棘爪与棘轮齿相啮合；上、下定位棘爪6、6′轴撑孔设置在靠近上、下支撑蹄销轴2、2′撑孔相应位置的制动托架1上，上、下定位棘爪6、6′置于上、下定位棘爪销轴11、11′上，并将棘爪和棘爪弹簧定位罩9固定在制动托架1的定位销轴10、10′的撑孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩9之间置有棘爪弹簧8，棘爪与棘轮齿相啮合，上调位棘爪5与上定位棘爪6工作中心的夹角为90°；下调位棘爪5′与下定位棘爪6′工作中心的夹角为90°。

实施过程中，原底板制动器废除不用，将原来制动鼓空间边置的制动底板装配的“三力点”结构改为居制动鼓空间的中心位置的可拆卸组合式托架上装配上、下制动蹄。在车桥内侧卸开防尘板，再拆解与车轴联接托架1上制动蹄托架组合体12a，抽出可拆卸支架12b上的可缩紧螺栓14、再拆解哈夫定位套13，然后分解可拆卸支架12b，抽出制动蹄轴肖，即可换取极限磨损的刹车蹄总承，取出刹车鼓内上、下制动蹄，换装备用制动蹄。先在刹车鼓内依次装上、下制动蹄3、3′与凸轮轴7，上、下支撑蹄销轴2、2′、上、下制动蹄3、3′、上、下棘轮联体双工作面凸轮4、4′、上、下调位棘爪5、5′、上、下定位棘爪6、6′、凸轮轴7、棘爪弹簧8、棘爪弹簧定位罩9、上、下调位棘爪销轴10、10′和上、下定位棘爪销轴11、11′，紧固组合制动蹄托架组合体12a和可拆卸支架12b，可拆卸支架12b通过可缩紧螺栓14与制动蹄托架组合体12a联接，置于制动鼓内车桥轴法兰与托架法兰联接。后紧固制动蹄托架组合体12a和可拆卸支架12b，使制动蹄托架组合体12a和可拆卸支架12b结为一体。可拆卸支架12b与可缩紧螺栓14间置有哈夫定位套13，哈夫定位套13固定可拆卸支架12b与制动蹄托架组合体12a的位置。然后进行“三力点”的定位精调，达到“三力点”的定位技术要求，使刹车性能恢复到安全标准。最后，安装制动器防尘罩15，制动器防尘罩15居于制动托架1上。

制动蹄托架组合体12a、可拆卸支架12b和制动器凸轮轴组成“三力点瞬心制动器”结构要素，制动器凸轮轴与可拆卸支架上下偏心凸轮轴肖中心点构成了圆心角120度三均分，在制动器凸轮轴转角顶起时，使制动蹄由圆心角120度三均分的支撑点和上、下制动蹄受力点在制动圆内的支撑点与起始点不脱离法向垂足线的不损失力的摩擦角内，将正压力与地面反作用力偶合在一起、达到良好的制动效果。

三力点和瞬心制动的机理属“结构几何”和“时空质心系”力学范筹，在自然界中一切物体的质能关系由质量及质心和有效界面所确定。所以车轮的滚动圆的“形心、质心、重心、动心”是在具有一定数学几何关系的周长、半径、圆的中心。在圆球形体和三角形四面体“形心、质心、重心” 同心，具有共同相切半径时；形心、质心、重心、动心是一致的一个空间结构几何中心点，用该几何结构要素设计的蹄鼓式三力点制动器允分利用结构几何时空特征和物体的质量重力通过圆心向地面作用和地面反作用力向车轮滚动圆心作用的物理、力学特性，将重力、地面反作用力、制动器制动力共同作用于滚动圆心，利用制动器相应几何支承点支承的制动蹄将制动力定点在静摩擦角作用于圆心，达到的制动角动量与圆心角动量平衡，制止圆心平动的方法叫瞬心制动。由形心关系中制动蹄占据的三个力点完成制动器副面工作半径一致的结构关系是由“形心、质心、重心” 同心三个力点构成，因此叫“三力点”。具有“三力点”的几何结构要素的制动器，才能有“瞬心制动”制动的功能。

本发明本着三力点制动器刹车鼓不失圆和几何架构的“三力点瞬心制动器”，利用结构几何圆内形、质、重、动四心共心时圆径势差聚心，在法向圆心角中，有一不损力的角度中的“秒弦差”规度秒和角度秒在1%时圆內瞬心平移相应行程的规律及利用圆內三分角的径线三个力点的要素，即“形心、质心、重心” 同心，具有“三力点”的几何结构要素的制动器，将两制动蹄不平行的力作用必汇交於圆心的定理。“秒弦差”是“结构几何”的数理性支配的由“物质结构质量形体”静力学条件下，由时间最小单位秒角与“物质结构质量形体”在形体有效界面间势差距离值不损力角值与时间规度不力角值的比值。它含有“物质结构质量形体”质量最小作用量与几何角度最小秒角的比值关系。因此弦含有“物质结构质量形体”中及一切“物质结构质量形体”系统中具有几何”约束的最小力作用量原理。在一定质量的物质结构中，物质有一定的结构形体后就有了一定质量的结构中心和物质质量结构重力中心。它是构成结构形体静力的主要条件。以结构中心和质量中心至结构边界之间有一个在一定半径“圆心角”与“圆心”垂线构成圆半径1%时圆心力弦角3.5度与圆周角1/360度的1%时圆心力弦角3.6度角的几何弦量确定的一个不损失力的弦角，称为“静摩擦弦锥角”内，是一个时间秒度与弦值径量之间的比值。

车辆的制动过程主要解决的是运动质量由速度变化引起的动量，运动状态中的动量实际上是惯性质量，这种惯量的产生是由角动量的加速过程产生。在有心力场中运动的质点始终受到一个通过力心的有心作用，心力与力心同在一点没有径向差距时，角动量守恒。两制动蹄制动力过力心相向时作用力对称守恒，车轴承载的法向力与地面反作用力守恒，这些条件是瞬心制动的主要条件。汽车制动事故多发生在“万一”的瞬间，瞬间的高力值及百分之百的力平衡是保障瞬时制动安全的基本条件，只有“瞬心制动”技术对瞬心的平移运动具有反向力作用，将正压力与地面反作用力偶合在一起、达到良好的制动效果。

三力点瞬心制动器制动工作时两蹄的副面受力点定位，力程线始终过圆心，车轮负载的法向载荷力与地面反作用力保持在圆心“ 静摩擦锥角” 内，阻止了滚动圆心瞬时心的平动。获得了最佳正比正载力的制动能力。在副面直径间隙比千分之一时，其力值误差在千分之四、同轴两制动器的力平衡达到了百分之百，保障行车安全。

“瞬心制动”的主要对象是车轮承载的物体转动的惯量，在车轴上物体的质量集中在车轮的中心，瞬心制动效率最高、副面摩损少、发热量低、不产生噪声。瞬心制动采用角动量守恒原理，达到了重力作用下获得最佳的制动能力和最佳的力平衡效能及正比质量的力矩，得到最高的机械效率，最少的磨耗，节约了原材料的消耗，延长了使用寿命。获得安全保障和经济效益。