專利名稱：鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路車輛制動裝置，具體地指一種鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器。
技術(shù)背景
在鐵路列車運輸行業(yè)，當車輛因出現(xiàn)故障、脫軌、需要停駐在軌道上、貨場或者檢 修車間時，為保證工作人員安全，必須在一定數(shù)量的車輛上實施停車制動。停車制動是鐵路 車輛的一種輔助備用制動技術(shù)，用于在空氣制動力消除后，使車輛繼續(xù)保持制動力，防止車 輛在軌道上移動而引起的安全事故。國內(nèi)貨車主要采用FSW型和NSW型手制動機，國外則 以采用AAR標準的手制動機為代表，主要用于調(diào)車等作業(yè)時使車輛產(chǎn)生制動作用，防止停 車車輛意外溜走，其制動性能的好壞直接關(guān)系到車輛停放和調(diào)車作業(yè)的安全。
目前，國內(nèi)外鐵路車輛上的行車制動和停車制動各采用一套制動裝置，兩套制動 裝置分別安裝。并且，大多數(shù)鐵路車輛停車制動使用的是手工制動裝置，此類手工制動裝置 通常安裝在車廂的端墻外壁上，它具有帶手輪的鏈條盤，鏈條盤上卷繞有制動鏈條，制動鏈 條的另一端通過杠桿或其它部件連接到裝有制動閘瓦的制動梁上。當需要制動力時，操作 者必須轉(zhuǎn)動手輪至少一定角度，才能使制動鏈條收緊，再通過杠桿等部件施加張力，從而拉 動制動梁，帶動其上的閘瓦對車輪施加預(yù)定的制動力。其存在如下幾方面的缺陷
一、兩套制動裝置獨立設(shè)計，既占據(jù)了車輛上有限的空間，又增加了車輛的自重。
二、兩套制動裝置分開安裝，不利于車輛上其它零部件的布置，影響車輛整體結(jié)構(gòu) 優(yōu)化。
三、操作者施加在各個車輛手輪上的力量大小不可能一樣，導(dǎo)致整列車輛的制動 力不一致。
四、對操作者依賴程度高，若車輛運行前忘記緩解制動，輪瓦間就不能脫開，車輛 運行時容易造成車輪踏面擦傷或安全事故。
五、對于整列車輛而言，需要逐一進行制動停車或者制動緩解，費時費力，效率低 下。
近年來，隨著鐵路貨運線路的快速發(fā)展，車輛運輸時出現(xiàn)坡度的線路大幅增加?；?于線路坡度易造成的安全隱患、以及整列車輛停止后要逐車實施手制動，將耗費很大的人 力成本和時間成本，且部分線路區(qū)域氣溫高達4(T50°C，采用人工逐輛實施停車制動基本上 是不可行的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種可自行啟動停車制動、并保持制動力直到需要才啟 動制動緩解的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器。其將車輛的行車制動裝置和停車制動裝置 整合為一體，可優(yōu)化車輛整體布局、減少停車制動時間、降低操作者勞動強度、提高車輛運 用周轉(zhuǎn)率。而且可確保制動力均勻一致、延長制動裝置使用壽命。同時停車制動的狀態(tài)也 容易被操作者發(fā)現(xiàn)，不會出現(xiàn)誤操作，可確保運行安全。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，主要由制動 缸組成和機械鎖緊機構(gòu)組合而成；所述制動缸組成包括缸體，所述缸體內(nèi)設(shè)置有活塞，所述 活塞的工作端面嵌套有膜片，所述活塞的裙部中央與活塞桿的一端相連，所述活塞桿上套 裝有緩解彈簧，所述缸體的底部設(shè)置有與車輛制動管路連接的進出氣法蘭接頭；其特殊之 處在于
所述機械鎖緊機構(gòu)包括兼作缸蓋的鎖緊座，所述活塞桿的另一端伸出鎖緊座與車 輛制動裝置的調(diào)整軸相連；
所述鎖緊座位于缸體內(nèi)部的腔體中設(shè)置有可沿活塞桿周向旋轉(zhuǎn)的鎖緊螺母，所述 鎖緊座位于缸體外部的腔體中設(shè)置有可沿活塞桿軸向移動的鎖緊軸套，所述鎖緊軸套與活 塞桿之間設(shè)置有復(fù)位彈簧，所述復(fù)位彈簧可使鎖緊軸套的端面與鎖緊螺母的端面抵接配 合，所述鎖緊螺母的端面與鎖緊軸套的端面結(jié)合處形成有摩擦副嚙合面；
所述鎖緊座的側(cè)壁上設(shè)置有與車輛主風管路連接的壓縮空氣法蘭接口，所述壓縮 空氣法蘭接口與鎖緊軸套鄰近鎖緊螺母的一側(cè)相連通。
作為優(yōu)選方案，它還包括手動操作機構(gòu)，所述手動操作機構(gòu)具有設(shè)置在鎖緊座側(cè) 壁上的螺桿座，所述螺桿座內(nèi)安裝有穿過鎖緊座的手動緩解螺桿，所述手動緩解螺桿的尾 端設(shè)置有凸輪，所述凸輪伸入到鎖緊軸套外壁上的凹槽中與其撥動配合。
進一步地，所述鎖緊座位于缸體內(nèi)部的腔體端面設(shè)置有密封座板；所述鎖緊座位 于缸體外部的腔體端面設(shè)置有密封組件。
更進一步地，所述鎖緊螺母與鎖緊座之間通過軸承周向旋轉(zhuǎn)配合；所述鎖緊軸套 與活塞桿之間通過定位鍵可軸向移動配合。
再進一步地，所述復(fù)位彈簧的一端抵接在鎖緊座的內(nèi)壁止口上，所述復(fù)位彈簧的 另一端抵接在鎖緊軸套的內(nèi)壁環(huán)臺上。
本發(fā)明的工作原理是這樣的
在列車運行過程中需要行車制動時，車輛制動管路中的壓縮空氣通過進出氣法蘭 接頭充入到缸體底部，推動活塞沿缸體運動，活塞壓縮緩解彈簧并帶動活塞桿向外伸出，活 塞桿再推動車輛制動裝置的調(diào)整軸，實現(xiàn)車輛制動或者階段制動。緩解制動時，壓縮空氣經(jīng) 過進出氣法蘭接頭排出，在緩解彈簧的彈力作用下，活塞和活塞桿縮回原來的位置，調(diào)整軸 松開，車輛緩解。在上述過程中，車輛主風管路中的壓力風通過壓縮空氣法蘭接口充入到鎖 緊軸套鄰近鎖緊螺母的一側(cè)，并保持一定的風壓，迫使鎖緊軸套和鎖緊螺母結(jié)合處的摩擦 副嚙合面分開，鎖緊螺母脫離鎖緊軸套的限制，可繞活塞桿自由旋轉(zhuǎn)，機械鎖緊機構(gòu)處于制 動緩解狀態(tài)，不發(fā)生任何作用。
當列車需要停車時，車輛制動管路中的壓縮空氣通過進出氣法蘭接頭充入到缸體 底部，推動活塞沿缸體運動，活塞壓縮緩解彈簧并帶動活塞桿向外伸出，活塞桿再推動車輛 制動裝置的調(diào)整軸，實現(xiàn)車輛制動停車。車輛停車后，鎖緊軸套鄰近鎖緊螺母一側(cè)的風壓降 低到設(shè)計規(guī)定的數(shù)值，在復(fù)位彈簧的軸向推力作用下，鎖緊軸套和鎖緊螺母結(jié)合處的摩擦 副嚙合面咬合在一起，鎖緊螺母不能繞活塞桿旋轉(zhuǎn)，從而將已伸出的活塞桿鎖住，達到車輛 停車后的保持制動力的目的。并且，在缸體內(nèi)壓縮空氣的壓力下降或完全排出時，仍能保持 一定的制動力。
當列車脫離車輛制動管路中的壓縮空氣、且車輛仍處于停車制動狀態(tài)時，可以通過人工任意方向旋轉(zhuǎn)手動緩解螺桿，通過設(shè)置在其尾端的凸輪撥動鎖緊軸套，從而對停車制動器施行制動緩解。
本發(fā)明的優(yōu)點主要體現(xiàn)在如下幾方面
其一，行車制動和停車制動裝置合二為一，結(jié)構(gòu)緊湊合理，可有效降低車輛自重。
其二，行車制動和停車制動共用一部分零件，可有效減少占用空間，方便車輛上其它零件布置，優(yōu)化車輛整體結(jié)構(gòu)。
其三，制動管路和主風管路中的壓縮空氣統(tǒng)一調(diào)配，可使全列車停車制動力一致； 在停車制動狀態(tài)，即使制動管路有泄漏存在，機械鎖緊機構(gòu)仍能保持一定的制動力。
其四，無須依賴操作者的記憶，能有效防止車輛誤操作，避免因車輛未緩解就行車而造成的車輪踏面擦傷。
其五，編組列車長時間停車時，不依賴手工逐輛制動，可大幅降低人力成本、縮短操作時間、提高車輛的安全可靠性，是替代手工制動裝置的最佳選擇。


圖1為一種鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1所示停車制動器在緩解狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖1所示停車制動器在制動狀態(tài)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為鎖緊螺母與鎖緊軸套在鎖定狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為鎖緊螺母與鎖緊軸套在解鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
圖中所示的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，主要由制動缸組成I和機械鎖緊機構(gòu)2組成，兩者通過螺栓組件4連為一體。
上述制動缸組成I具有缸體1. 1，缸體1.1內(nèi)安裝有活塞1. 3，活塞1. 3的工作端面嵌套有膜片1. 2，活塞1. 3的裙部中央通過螺釘1. 9與活塞桿1. 5的一端相連，活塞桿1.5上套裝有緩解彈簧1. 4，缸體1.1的底部設(shè)置有與車輛制動管路連接的進出氣法蘭接頭1. 10。
上述機械鎖緊機構(gòu)2具有兼作缸蓋的鎖緊座2.1，鎖緊座2.1通過上述螺栓組件4 與缸體1.1密封固定連接。上述活塞桿1. 5的另一端伸出鎖緊座2.1、并通過銷軸1. 6與車輛制動裝置的調(diào)整軸1. 7相連。
在鎖緊座2.1位于缸體1.1內(nèi)部的腔體中安裝有軸承2. 6，軸承2. 6上安裝有鎖緊螺母2. 2，鎖緊螺母2. 2與活塞桿1. 5螺紋配合、可自由地在活塞桿1. 5上周向旋轉(zhuǎn)。在鎖緊座2.1位于缸體1.1外部的腔體中安裝有鎖緊軸套2. 3，鎖緊軸套2. 3套裝在活塞桿1. 5 上、并可通過定位鍵2. 5在活塞桿1. 5上軸向移動。
在鎖緊軸套2. 3與活塞桿1. 5之間安裝有復(fù)位彈簧2. 4，復(fù)位彈簧2. 4的一端抵接在鎖緊座2.1的內(nèi)壁止口上，復(fù)位彈簧2. 4的另一端抵接在鎖緊軸套2. 3的內(nèi)壁環(huán)臺上，可使鎖緊軸套2. 3的端面與鎖緊螺母2. 2的端面抵接配合。在鎖緊螺母2. 2的端面與鎖緊軸套2. 3的端面結(jié)合處形成有可分離或結(jié)合的摩擦副嚙合面M。
在鎖緊座2.1位于缸體1.1內(nèi)部的腔體端面安裝有密封座板2. 7，在鎖緊座2.1位 于缸體1.1外部的腔體端面安裝有密封組件1. 8，從而使鎖緊座2.1內(nèi)部形成密封的腔體。
在鎖緊座2.1的側(cè)壁上安裝有與車輛主風管路連接的壓縮空氣法蘭接口 2. 8，壓 縮空氣法蘭接口 2. 8通過開設(shè)在鎖緊座2.1側(cè)壁上的氣道與鎖緊軸套2. 3鄰近鎖緊螺母 2. 2的一側(cè)相連通。
在機械鎖緊機構(gòu)2上安裝有手動操作機構(gòu)3，手動操作機構(gòu)3具有安裝在鎖緊座2.1側(cè)壁上的螺桿座3. 1，所述螺桿座3.1內(nèi)安裝有穿過鎖緊座2.1的手動緩解螺桿3. 2， 手動緩解螺桿3. 2的尾端設(shè)置有凸輪3. 3，凸輪3. 3伸入到鎖緊軸套2. 3外壁上的凹槽2. 9 中。任意方向旋轉(zhuǎn)手動緩解螺桿3. 2，即可通過凸輪3. 3撥動鎖緊軸套2. 3進行軸向移動。
上述鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器可替代現(xiàn)有的手工制動裝置，應(yīng)用于各種類 型的鐵路車輛上。其工作過程如下
在列車正常運行時，車輛主風管路中設(shè)定壓力值的壓力風通過壓縮空氣法蘭接口2.8、鎖緊座2.1側(cè)壁上的氣道進入到鎖緊軸套2. 3右側(cè)，通過鎖緊軸套2. 3壓縮復(fù)位彈簧2.4，由于定位鍵2. 5嵌入在鎖緊軸套2. 3和活塞桿1. 5之間，鎖緊軸套2. 3不能繞活塞桿1. 5轉(zhuǎn)動，故鎖緊軸套2. 3沿活塞桿1. 5左移，使鎖緊軸套2. 3與鎖緊螺母2. 2端面結(jié)合處 形成的摩擦副嚙合面M脫開，鎖緊螺母2. 2可以在活塞桿1. 5上自由轉(zhuǎn)動，此時活塞1. 3和 活塞桿1.5可以同步自由伸縮。需要制動時，車輛制動管路中的壓縮空氣通過進出氣法蘭 接頭1. 10進入缸體1.1底部，作用在膜片1. 2上，緩解彈簧1. 4被壓縮，活塞1. 3和活塞桿1. 5同步推出，并通過銷軸1. 6帶動車輛制動裝置的調(diào)整軸1. 7推出，實現(xiàn)車輛制動。緩解 制動時，缸體I底部壓縮空氣消除，在緩解彈簧1. 4的作用下，活塞1. 3和活塞桿1. 5同步 退回到缸體I底部，車輛緩解。在上述過程中，機械鎖緊機構(gòu)2處于制動緩解狀態(tài)，不發(fā)生 任何作用。
當列車普通制動停車或緊急停放制動時，車輛制動管路中的壓縮空氣通過進出氣 法蘭接頭1. 10進入缸體1.1底部，作用在膜片1. 2上，緩解彈簧1. 4被壓縮，活塞1. 3和活 塞桿1. 5同步推出，并通過銷軸1. 6帶動車輛制動裝置的調(diào)整軸1. 7推出，實現(xiàn)車輛制動。 車輛停車后，當車輛主風管路中的風壓下降到設(shè)計的壓力值，在復(fù)位彈簧2. 4的推力作用 下，鎖緊軸套2. 3沿活塞桿1. 5右移，使鎖緊軸套2. 3與鎖緊螺母2. 2端面結(jié)合處形成的摩 擦副嚙合面M保持嚙合，限制鎖緊螺母2. 2在活塞桿1. 5上自由轉(zhuǎn)動，此時活塞1. 3和活塞 桿1. 5不能伸縮，從而將已伸出的活塞桿1. 5鎖住，以保持車輛制動裝置的閘瓦壓力，實現(xiàn) 停車制動。在缸體1.1內(nèi)壓縮空氣的壓力下降或完全消除后，普通制動停車或緊急制動停 放產(chǎn)生的制動力將繼續(xù)保持。直到給車輛主風管路充風到一定的壓力時，鎖緊軸套2. 3壓 縮復(fù)位彈簧2. 4左移，鎖緊軸套2. 3與鎖緊螺母2. 2端面結(jié)合處形成的摩擦副嚙合面M重 新脫開，活塞1. 3和活塞桿1. 5在緩解彈簧1. 4的作用下，回到缸體1.1底部，車輛的停車 制動力才能完全消除。
當車輛制動管路中的壓縮空氣消除、且車輛仍處于停車制動狀態(tài)時，可以采用人 工任意方向旋轉(zhuǎn)手動緩解螺桿3. 2，使設(shè)置在其尾端的凸輪3. 3撥動鎖緊軸套2. 3外壁上 的凹槽2. 9，從而推動鎖緊軸套2. 3克服復(fù)位彈簧2. 4的阻力左移，使鎖緊軸套2. 3與鎖緊 螺母2. 2端面結(jié)合處形成的摩擦副嚙合面M脫開，此時活塞1. 3和活塞桿1. 5在緩解彈簧1. 4的作用下，回到缸體1.1底部，停車制動緩解。當車輛制動管路中的壓縮空氣重新施加 到缸體1.1中時，停車制動力可以手動重新施加；當缸體1.1內(nèi)無壓力時，停車制動力不能 手動重新施加。
權(quán)利要求
1.一種鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，主要由制動缸組成(I)和機械鎖緊機構(gòu)(2) 組合而成；所述制動缸組成(I)包括缸體(1. 1)，所述缸體(1. O內(nèi)設(shè)置有活塞(1. 3)，所述活塞(1.3)的工作端面嵌套有膜片(1. 2)，所述活塞(1.3)的裙部中央與活塞桿(1.5)的一端相連，所述活塞桿(1.5)上套裝有緩解彈簧(1.4)，所述缸體(1.1)的底部設(shè)置有與車輛制動管路連接的進出氣法蘭接頭(1. 10);其特征在于所述機械鎖緊機構(gòu)(2)包括兼作缸蓋的鎖緊座(2.1 )，所述活塞桿(1.5)的另一端伸出鎖緊座(2.1)與車輛制動裝置的調(diào)整軸(1. 7)相連；所述鎖緊座(2.1)位于缸體(1.1)內(nèi)部的腔體中設(shè)置有可沿活塞桿(1. 5)周向旋轉(zhuǎn)的鎖緊螺母(2. 2)，所述鎖緊座(2.1)位于缸體(1.1)外部的腔體中設(shè)置有可沿活塞桿(1. 5) 軸向移動的鎖緊軸套(2. 3)，所述鎖緊軸套(2. 3)與活塞桿(1. 5)之間設(shè)置有復(fù)位彈簧 (2. 4)，所述復(fù)位彈簧(2. 4)可使鎖緊軸套(2. 3)的端面與鎖緊螺母(2. 2)的端面抵接配合， 所述鎖緊螺母(2. 2)的端面與鎖緊軸套(2. 3)的端面結(jié)合處形成有摩擦副嚙合面(M)；所述鎖緊座(2.1)的側(cè)壁上設(shè)置有與車輛主風管路連接的壓縮空氣法蘭接口(2. 8)， 所述壓縮空氣法蘭接口(2. 8)與鎖緊軸套(2. 3)鄰近鎖緊螺母(2. 2)的一側(cè)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于它還包括手動操作機構(gòu)(3)，所述手動操作機構(gòu)(3)具有設(shè)置在鎖緊座(2.1)側(cè)壁上的螺桿座(3.1), 所述螺桿座(3.1)內(nèi)安裝有穿過鎖緊座(2.1)的手動緩解螺桿(3. 2)，所述手動緩解螺桿 (3. 2)的尾端設(shè)置有凸輪(3. 3)，所述凸輪(3. 3)伸入到鎖緊軸套(2. 3)外壁上的凹槽(2. 9) 中與其撥動配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述鎖緊座(2.1)位于缸體(1.1)內(nèi)部的腔體端面設(shè)置有密封座板(2. 7);所述鎖緊座(2.1)位于缸體(1.1)外部的腔體端面設(shè)置有密封組件(1. 8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述鎖緊螺母(2.2)與鎖緊座(2.1)之間通過軸承(2. 6 )周向旋轉(zhuǎn)配合；所述鎖緊軸套(2. 3 )與活塞桿(1. 5)之間通過定位鍵(2. 5)可軸向移動配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述鎖緊螺母(2. 2)與鎖緊座(2.1)之間通過軸承(2. 6)周向旋轉(zhuǎn)配合；所述鎖緊軸套(2. 3)與活塞桿(1.5)之間通過定位鍵(2. 5)可軸向移動配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述復(fù)位彈簧(2. 4)的一端抵接在鎖緊座(2.1)的內(nèi)壁止口上，所述復(fù)位彈簧(2. 4)的另一端抵接在鎖緊軸套(2. 3)的內(nèi)壁環(huán)臺上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述復(fù)位彈簧(2. 4)的一端抵接在鎖緊座(2.1)的內(nèi)壁止口上，所述復(fù)位彈簧(2. 4)的另一端抵接在鎖緊軸套(2. 3)的內(nèi)壁環(huán)臺上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述復(fù)位彈簧(2. 4)的一端抵接在鎖緊座(2.1)的內(nèi)壁止口上，所述復(fù)位彈簧(2. 4)的另一端抵接在鎖緊軸套(2. 3)的內(nèi)壁環(huán)臺上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，其特征在于所述復(fù)位彈簧(2. 4)的一端抵接在鎖緊座(2.1)的內(nèi)壁止口上，所述復(fù)位彈簧(2. 4)的另一端抵接在鎖緊軸套 (2. 3)的內(nèi)壁環(huán)臺上。
全文摘要
一種鐵路車輛機械鎖緊式停車制動器，包括制動缸組成和機械鎖緊機構(gòu)，制動缸組成包括缸體、活塞、活塞桿及緩解彈簧，機械鎖緊機構(gòu)包括兼作缸蓋的鎖緊座，活塞桿伸出鎖緊座與車輛制動裝置的調(diào)整軸相連；鎖緊座中設(shè)有沿活塞桿周向旋轉(zhuǎn)的鎖緊螺母和沿活塞桿軸向移動的鎖緊軸套，鎖緊軸套與活塞桿之間設(shè)有可使兩者端面相抵接的復(fù)位彈簧，兩者端面結(jié)合處形成有摩擦副嚙合面；鎖緊座側(cè)壁上設(shè)有與車輛主風管路連接的壓縮空氣法蘭接口，壓縮空氣法蘭接口與鎖緊軸套鄰近鎖緊螺母的一側(cè)相連通。其將車輛的行車制動和停車制動合為一體，可自行啟動停車制動、并保持制動力直到需要才啟動制動緩解，具有制動力均勻一致、停車制動時間少、車輛運行安全等特點。
文檔編號F16D121/04GK102996690SQ20121055170
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者王高, 劉鳳偉, 王寶磊, 姜瑞金, 任志望, 馬馳 申請人:南車長江車輛有限公司