煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置的制作方法

本发明涉及一种煤矿用防爆电机车技术领域，尤其涉及一种煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置。

背景技术：

在煤矿运输设备中，防爆蓄电池电机车是目前我国煤矿运输的主要设备，主要用于牵引矿车组、运输矿物、器材及人员。在煤矿环境中，工作环境复杂，空气潮湿，巷道空间小，机车运行轨道窄，致使电机车外形尺寸小，要将机车必需的防爆电气控制部分、走行驱动部分、刹车制动部分、撒沙部分等零部件装在空间有限的箱体内，机车内比较拥挤，驾驶操作不舒适，维修保养不方便，在现有机车内拥挤的状况下，要改进和提高电机车的刹车制动性能就十分困难。

目前，煤矿用防爆电机车中常用的制动方式大致分为三种：机械制动、电气制动、空气制动。这三种制动方式虽然各有优点，但在实际使用中，也存在许多弊端。

机械制动是通过手轮旋转带动分力臂、连杆、传动杆、调整螺丝等把制动力传递到制动块上，使制动块压紧摩擦车轮达到制动效果。这种制动方式：1.传动零部件较多，结构复杂笨重，相应的故障点多；2.空行程距离大，手轮需要转动2-3圈才能制动，制动反应迟钝，制动距离长，制动效率低；3.人工操作劳动强度大，工作费力，且制动力过软致使制动力矩小；4.机械传动同步性差，两侧对应的制动块需要反复调整，不然摩擦不均匀，刹车不平衡，制动效果和可靠性差，会出现摩擦颤抖和摩擦噪音等现象；5.需在驾驶室内设有制动手轮，占据驾驶室空间，驾驶舒适性降低；6.只能在机车低速行驶中使用，且无法满足机车紧急制动要求。此种方式在实际使用中可靠性低，存在重大安全隐患。

电气制动是通过电动机的电气控制产生制动力来进行制动。这种方式需要连接电源，只能在机车运行中作为正常制动使用，而在紧急制动时需要有其它制动方式配合使用，不然紧急制动效果差，对电动机有较大的损坏；在电机车运行中出现电气故障时，电气制动会失效；在停车时由于无电源则不能提供驻车制动。

空气制动是由专门的电动机带动空压机为气缸供气，气缸带动制动块与车轮进行摩擦制动。这种方式噪声大，成本高，体积大，装配要求高；使用中容易损坏，需要经常维护和保养，浪费大量人力物力；制动不平稳，制动力矩不可控，在一般情况下根本不能正常使用。

由于受电机车内空间结构和电气控制方面的限制，液压制动在矿用电机车特别是煤矿电机车中使用较少，现有煤矿机车中使用的液压制动有：1.用手动或脚踏增压泵带动摩擦片包夹电机轴或机车轮轴，这种结构采用手动或脚踏方式，操作费力，且没有充足的制动油液，制动力小，制动速度慢，只能适用在2.5t等小吨位电机车上；2.利用液压缸带动摩擦片夹持组装在机车轮轴上的制动盘，这种结构仅存在现有理论技术中，实际使用中由于受电机车内空间和位置的限制，制动盘和液压缸安装空间狭小，这种方式基本处于无法实现状态。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本专利公开了一种煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置，该装置制动平稳，制动力矩大、速度快、效果好。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置，包括机车箱体1、轮对2、轴承座3、液压缸4、制动件5，所述轴承座3组装在所述轮对2的轮轴两端部，所述轮对2和所述轴承座3装配后一起装到所述机车箱体1上，其特征在于：所述液压缸4组装在所述机车箱体1上，所述制动件5与所述液压缸4连接，所述液压缸4通过伸缩动作直接带动所述制动件5对所述轮对2的车轮进行压紧制动或解除制动。

上述的煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置，其进一步特征在于：所述液压缸4为压力液体驱动结构，当液压缸内各腔液体压力不同时，压力液体驱动液压缸伸缩动作，液压缸带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动或解除制动。

上述的煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置，其进一步特征在于：所述液压缸4为弹簧释放回缩结构，弹簧设置在液压缸有杆腔内，当压力液体输送到液压缸无杆腔内时，液压缸活塞杆伸出，有杆腔内的弹簧被压缩，液压缸带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动；当液压缸无杆腔内液体压力卸载时，有杆腔内被压缩的弹簧释放弹性力使液压缸活塞杆缩回，液压缸带动制动件与轮对的车轮分离解除制动。

上述的煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置，其进一步特征在于：所述液压缸4为弹簧释放伸出结构，弹簧设置在液压缸无杆腔内或液压缸体外的活塞杆上，当压力液体输送到液压缸有杆腔内时，液压缸的活塞杆回缩，无杆腔内的弹簧或缸体外活塞杆上的弹簧被压缩，液压缸带动制动件与轮对的车轮分离解除制动；当液压缸有杆腔内液体压力卸载时，无杆腔内或缸体外活塞杆上被压缩的弹簧释放弹性力使液压缸活塞杆伸出，液压缸带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动。

有益效果：

1.本发明为液压缸直接带动制动件动作，结构简单，体积小，组装和维修方便，可省去现有机械手轮制动机构，操作强度低，驾驶舒适性高。

2.该装置制动件与车轮的空行程距离小，液压制动反应速度快，制动力矩大，制动距离短，可靠性高，可实现行车时的紧急制动，降低了因制动不可靠造成的工伤事故率及带来的安全隐患。

3.该装置中液压缸能够实现车轮制动的自行平衡和同步制动，制动力量平均，不会造成偏刹现象。

4.该装置可通过液压缸保持恒定的液体压力驱使制动件对轮对的车轮始终压紧制动，实现机车的驻车制动；也可通过弹簧释放的弹性力驱使制动件对轮对的车轮始终压紧制动以实现机车停车时的驻车制动，安全和可靠性高。

附图说明

图1为煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置的结构示意图(双活塞杆缸结构)。

图2为煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置的结构示意图(单活塞杆缸结构：图2.1中间反向直推制动结构；图2.2同向直推制动结构；图2.3两侧反向直推制动结构)。

图3是液压缸结构示意图(其中：图3.1为弹簧内置的双活塞杆缸；图3.2为弹簧外置的双活塞杆缸；图3.3为弹簧内置的单活塞杆缸；图3.4为弹簧外置的单活塞杆缸)。

图中，1为机车箱体；2为轮对；3为轴承座；4为液压缸；5为制动件。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。

如图1所示。本煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置的结构示意图(双活塞杆缸结构)。本实施例的煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置，包括机车箱体1、轮对2、轴承座3、液压缸4、制动件5，轴承座3组装在轮对2的轮轴两端部，轮对2和轴承座6装配后一起装到机车箱体7上，液压缸4为双活塞杆液压缸，其组装在机车箱体7上，液压缸4的双活塞杆两端连接有两制动件5，制动件5位置和轮对2的车轮相对应，液压缸4通过其活塞杆的伸缩动作直接带动制动件5对轮对2的车轮进行压紧制动或解除制动。

如图2所示。本煤矿防爆蓄电池电机车用液压直推制动装置的结构示意图(单活塞杆缸结构)。轴承座6组装在轮对2的轮轴两端部，轮对2和轴承座6装配后一起装到机车箱体1上，液压缸4为两个并排的单活塞杆液压缸，其组装在所述机车箱体1上，液压缸4的活塞杆端部连接有制动件5，制动件5位置和轮对2的车轮相对应，两个并排的液压缸4通过其活塞杆的同步伸缩动作直接带动制动件5对轮对2的车轮同时进行压紧制动或解除制动。

其中：图2.1为液压缸连接制动件布置在两轮对之间的机车箱体上，两液压缸带动制动件反向对轮对的车轮进行压紧制动；图2.2为液压缸连接制动件布置在两轮对同侧的机车箱体上，两液压缸带动制动件同向对轮对的车轮进行压紧制动；图2.3为液压缸连接制动件布置在两轮对两侧的机车箱体上，两液压缸带动制动件反向对轮对的车轮进行压紧制动。

本实施例的制动装置内的液压缸可以利用以下几种方式带动制动件实现制动的功能：

方式1为压力液体驱动结构，当液压缸内各腔进出的液体压力不同时，压力液体驱动液压缸活塞杆伸缩动作，液压缸活塞杆带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动或解除制动。

方式2为弹簧释放回缩结构，弹簧设置在液压缸有杆腔内，当压力液体输送到液压缸无杆腔内时，液压缸活塞杆伸出，有杆腔内的弹簧被压缩，液压缸活塞杆带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动，走行装置停止运行；当液压缸无杆腔内液体压力卸载时，有杆腔内被压缩的弹簧释放弹性力使液压缸活塞杆缩回，液压缸活塞杆带动制动件与轮对的车轮分离解除制动，走行装置可以运行。

方式3为弹簧释放伸出结构，弹簧设置在液压缸无杆腔内或液压缸体外的活塞杆上，当压力液体输送到液压缸有杆腔内时，液压缸的活塞杆回缩，无杆腔内的弹簧或缸体外活塞杆上的弹簧被压缩，液压缸活塞杆带动制动件与轮对的车轮分离解除制动，走行装置可以运行；当液压缸有杆腔内液体压力卸载时，无杆腔内或缸体外活塞杆上被压缩的弹簧释放弹性力使液压缸活塞杆伸出，液压缸活塞杆带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动，走行装置停止运行。

其中方式3为本实施例的液压缸的优选方案，如图3.1为弹簧内置的双活塞杆缸结构；图3.2为弹簧外置的双活塞杆缸结构；图3.3为弹簧内置的单活塞杆缸结构；图3.4为弹簧外置的单活塞杆缸结构。

同样原理，液压缸也可设置有拉簧的结构，同样可以实现弹簧释放回缩的功能和弹簧释放伸出的功能，液压缸活塞杆可带动制动件对轮对的车轮进行压紧制动或解除制动。

本实施例的驻车制动方式可通过液压缸保持恒定的液体压力驱使制动件对轮对的车轮始终压紧制动，实现机车的驻车制动；也可通过液压缸内部或外部的弹簧释放的弹性力驱使制动件对轮对的车轮始终压紧制动，实现机车停车时的驻车制动，这种采用弹簧释放的机械制动方式，安全和可靠性更高。

以上所述仅为本发明之较佳实施例而已，并非以此限制本发明的实施范围，凡熟悉此项技术者，运用本发明的原则及技术特征，所作的各种变更及装饰，皆应涵盖于本权利要求书所界定的保护范畴之内。

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