Тормозное устройство Советский патент 1981 года по МПК F16D61/00 F16D57/00 

(54) ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тормозящим устройствам, оснащенным средствами утилизирующими поглощаемую энергию торможения.

Известен рекуперативный тормоз, содержащий аккумулирующее устройство, кинематически связанное с дифференциальным редуктором с сателлитами одним входным и двумя выходными валами, один из которых выполнен в виде водила 1.

Недостатками этого тормоза являются низкий КПД, объясняемый наличием приводных фрикционных кинематических пар, и невозможность быстрого останова.

Цель изобретения - повыщение надежности и КПДтормозного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что тормозное устройство, содержащее тормозной элемент, аккумулирующее устройство, кинематически связанное с дифференциальным редуктором с сателлитами одним входным и двумя выходными валами, один из которых выполнен в виде водила, снабжено дополнительными тормозным элементом и аккумулирующим устройством с управляющим клапаном, при этом один из тормозных элементов расположен на одном из

выходных валов и кинематически связан со вторым выходным валом, а на водиле размещен дополнительный тормозной элемент. Тормозные элементы могут быть ленточными, дисковыми, или один ленточный, другой дисковый, или выполнены в виде обгонных муфт, заклинивающие элементы которых расположены между входными валами .дифференциального редуктора или между коаксиальными поверхностями сателлитов дифференциального редуктора и их осей, или тормозной элемент, расположенный на одном выходном валу и кинематически связанный с другим выходным валом, выполнен в виде храпового колеса с собачкой.

На фиг. 1 показано устройство, общий 5 вид в разрезе; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (вариант с ленточными тормозами); на фиг. 3 - элемент тормоза; на фиг. 4 - вид А на фиг. 1 (с обгонными муфтами); на фиг. 5 - вариант схемы устройства с обгонными муфтами; на фиг. 6 - вид Б на 20 фиг. 5.

Тормозное устройство содержит дифференциальный редуктор с центральной щестерней 1, установленной на рабочем

валу 2 машины (входном валу), водило 3 (один из выходных валов), в щеках которого на осях 4 укреплены сателлиты 5, находящиеся в зацеплении с щестерней 1 и кольцевым зубчатым -колесом 6 (второй выходной вал), размещенным в корпусе 7, жестко связанном с фланцем 8 и упорным диском 9, диски 10 и 11, установленные на водиле 3, -размещенные в этих дисках фрикционные вставки 12 (лента на фиг. 2), взаимодействующие с упорными дисками 9 и 13 и нажимными дисками 14 и 15, однн из которых, например 14, связан с пневмопорщнем 16, размещенным в крыщке 17, укрепленной на фланце 8, образующем с крыщкой 17 герметичную полость 18, а другой 15 жестко связан с пневмопорщнем 19, размещенным в крыщке 20 и образующем с ней герметичную полость 21. Крыщка 20 закреплена на фланце 22, жестко связанном со станиной 23 мащины. Сжатие фрикционных вставок 12 и создание необходимых тормозных моментов обеспечиваются пружинами 24. На корпус 7 напрессовано зубчатое колесо 25 (второй выходной вал), находящееся в зацеплении с рейками 26, взаимодействующими с поршнями гидроцилидров 27. Полости последних сообщены с гидропневматическим аккумулятором 28 посредством магистрали 29, в которую встроен управляемый нормально закрытый клапан 30.

Устройство (один из его вариантов) может быть выполнено с обгонными муфтами 31, встроенными в сателлиты 5, заклинивающие элементы 32 которых расположены между коаксиальными поверхностями осей 4 и расточек в сателлитах 5 (фиг. 3 и 4) или другой (вариант) с одной обгонной муфтой, заклинивающие элементы 31 которой расположены между коаксиальными поверхностями водила 3 и кольцевого зубчатого колеса 6 (фиг. 3, позиции указаны в скобках).

Вместо обгонных муфт можно использовать храповой механизм, собачка 33 которого укреплена на водиле 3 и входит в зацепление с зубьями 34, выполненными на кольцевом зубчатом колесе 6 (фиг. 5 и 6). Во всех случаях, как с муфтами обгона, так и с храповым механизмом,требуется установка одного тормоза 35, замыкающего водило 3 на станину 23 машины.

При любом исполнении тормоза-рекуператора в нем могут использоваться как дисковые (фиг. 1), так и ленточные (фиг. 2 и 5) тормоза и их комбинации.

Тормоз работает следующим образом.

В исходном положении полости 18 и 21 находятся под давлением рабочей среды, нажимные диски 14 и 15 не взаимодействуют с фрикционными вставками 12 (элементы дифференциального редуктора не заторможены), вал 2, шестерня 1, водило 3 и сателлиты 5 свободно вращаются, а зубчатое колесо 6 неподвижно, порщни гидроцилиндров

27находятся в крайних выдвинутых положениях, гидропневматический аккумулятор

28заряжен до необходимого давления, а клапан 30 закрыт.

Для останова машины отключают ее муфту сцепления (не показано), стравливают рабочую среду из полости 21 и одновременно открывают клапан 30. Пружины 24 смещают поршень 19 и связанный с ним нажимной диск 15 в осевом направлении, прижимая вставки 12 к упорному диску 13. Усилием трения, возникающим между поверхностями вставок 12 и дисков 13 и 15, диск 11 и водило 3 затормаживаются. Под действием сил инерции подвижных элементов машины вал 2 продолжает вращаться и через сателлиты 5 передает вращение корпусу 7 и зубчатым колесам 6 и 25. Последние сообщают поступательное движение рейкам 26, которые смещают поршни гидроцилиндров 27, вытесняя жидкость в аккумулятор 28. Тормозной момент на валу 2 определяется давлением в аккумуляторе 28 и передаточными отношениями зубчатых зацеплений дифференциального редуктора, зубчатого колеса 25 и реек 26. При торможении вал 2 и зубчатое колесо 6 вращаются в разные стороны. При полном переходе кинетической энергии подвижных элементов машины в потенциальную энергию аккумулятора 28 вал 2 остановится и в этот момент (практически несколько раньше, т. е. до полного останова вала 2, что необходимо для его стабильного останова) стравливается рабочая среда из полости 18 и закрывается клапан 30. Под действием пружин 24 поршень 16 и нажимной диск 14 сместятся в осевом направлении и прижмут вставки 12 к упорному диску 9. Усилием трения вставок 12 о диски 9 и 14 диск 10 будет заторможен и фланец 8 вместе с корпусом 7 и зубчатыми колесами 6 и 25 прекратят вращение. В этом положении тормоз находится до момента следующего пуска машины.

Для осуществления пуска машины воздух (жидкость) подводится под давлением в полость 21 и одновременно открывается клапан 30. Поршень 19 и нажимной диск 15 сместятся в осевом направлении, сжимая пружины 24 и освобождая вставки 12, а значит и диск 11 с водилом 3. Как только водило 3 окажется расторможенным, усилие гидроцилиндров 27 через рейки 26, зубчатые колеса 6 и 25, корпус 7, сателлиты 5 и шестерню 1 будет передаваться на вал 2 и начинается разгон подвижных элементов машины вплоть до совершения поршнями гидроцилиндров 27 полного хода до крайних выдвинутых положений, в результате чего происходит полный переход потенциальной энергии аккумулятора 28 в кинетическую энергию подвижных элементов машины. В этот момент (или с некоторым опережением) подводят давление в полость 18 и

элементы дифференциального редуктора растормаживаются. Дальнейший разгон элементов машины и вала 2 осуществляется силовым приводом (не показан), т. е. включением муфты сцепления машины. Эта муфта может включаться одновременно с началом подачи давления в полость 21 или в период разгона вала 2 аккумулятором 28.

При следуюш.ем останове машины цикл повторяется.

Тормоза-рекуператоры, выполненные с муфтами обгона 31, встроенными в сателлиты 5 (фиг. 3 и 4), с храповым механизмом (фиг. 5 и 6) или муфтой обгона, встроенной между водилом и кольцевым зубчатым колесом 6 работают аналогичным образом. Только в этом случае роль тормоза, фиксирующего водило 3 относительно колеса 6 при разрядке аккумулятора 28 (при пуске машины), автоматически выполняют либо обгонные муфты, либо храповой механизм. При этом торможение начинается с отключения муфты сцепления машины, открытия клапана 30 и затормаживания водила 3. После гашения кинетической энергии подвижных элементов машины и остановки вала 2 закрывается клапан 30, препятствуя перетеканию жесткости и передаче крутящего момента на вал 2. По завершении передачи энергии от аккумулятора 28 на вал 2 вышеуказанные элементы самостоятельно расклиниваются и не препятствуют свободному вращению элементов дифференциального редуктора.

Аварийное торможение (без аккумулирования энергии) осуществляется путем стравливания воздуха (жидкости) из полостей 18 и 21 для тормоза (фиг. 1 и 2) или включением тормоза водила с одновременным закрытием клапана 30 для тормозов по схемам на фиг. 3-6.

Формула изобретения

дисковым, а другой ленточным.

5 валом, выполнен в виде храпового колеса с собачкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .- 1. Авторское свидетельство СССР № 552446, кл. F 16 D 61/00, 1975.

J

18

S 3 2

Фиг Л