對制動器進行液壓控制的系統的製作方法

2023-05-24 12:35:01

專利名稱：對制動器進行液壓控制的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓控制制動器系統。
背景技術：
在翻車機系統中，推車機、定位車設備的電磁製動器經常無法正常工作，甚至發生 頻繁燒毀的情況，從而導致系統中的設備經常處於無制動器狀態，很可能由此導致安全事 故。現有技術中的制動器的電路板受電壓以及諧波影響嚴重，如果現場工況極不滿足 其電源質量的要求，則電路板燒毀率甚至達到100%。經常出現剛更換新電路板就立即燒毀 或短時間內燒毀的情況。現有技術中還使用一種電液制動器，也存在運轉穩定性問題，而且其內部的電機 軸承無法承受長時間的較大軸向力，導致轉子後移，磨損葉輪，進而使得制動器無法建立制 動力。而且此類產品與當前在翻車機系統中的現有制動器的執行機構不能匹配。同時此類 產品成本較高，供貨期較長，對設備進行整體更換所需成本極高，甚至達到150萬元。

發明內容
本發明通過提供一種液壓控制制動器系統，克服了現有技術中的上述缺陷。本發明提供一種對制動器進行液壓控制的系統，包括油箱，其中包含油液；一個或多個液壓缸，每個液壓缸包括活塞，活塞的活塞杆上設置有動力彈簧；主泵；蓄能器，主泵從油箱向蓄能器供油，當主泵供油而使蓄能器高於第一預設壓力值 時，蓄能器將油液提供給所述液壓缸，主泵停止工作，當蓄能器中的壓力小於或等於第二預 設壓力值時，主泵被再次啟動，向蓄能器供油；電磁閥，電磁閥得電後，油液從蓄能器流向液壓缸，從而推動活塞，進而壓縮動力 彈簧，從而打開制動器，並產生制動器打開信號。優選地，所述系統進一步包括先導卸荷溢流閥，當所述系統中的油液壓力大於或 等於卸荷壓力時，先導閥導通，油液就通過主閥流回油箱。更優選地，油液通過先導卸荷溢流閥流回油箱後，電磁閥一直得電，液壓缸內的油 液壓力由蓄能器維持。更優選地，在電磁閥失電的情況下，液壓缸中的油液在動力彈簧的壓迫下回至油 箱，從而使制動器關閉。優選地，所述油箱包括空氣清潔器，用於對油箱內的空氣進行過濾；溫度控制器，用於監控油箱的溫度；液位控制器，用於監控油箱內油液的液位。
優選地，所述制動器包括制動盤；夾緊機構，該夾緊機構夾緊制動盤；槓桿機構，槓桿結構包括一支點，所述槓桿結構的一端連接到夾緊機構，另一端連 接到動力彈簧，所述動力彈簧在壓縮狀態下通過槓桿機構相對於支點帶動夾緊機構，從而 對夾緊機構所夾緊的制動盤施加制動力矩，進而啟動制動器。優選地，所述主泵為齒輪泵。本發明所提供的上述液壓控制制動器系統不受電壓和諧波影響，因此總體結構壽 命更長，節能更多，維修也較為方便快捷，成本相比之下較為低廉，且系統運行較為平穩。


圖1示出本發明一種實施方式中液壓控制制動器系統的原理圖；圖2示出本發明一種實施方式中制動器的制動盤與液壓缸內的動力彈簧之間的 關係的結構示意圖。
具體實施例方式在下文中，相同的附圖標記指代相同的元件。如上文所述，現有技術中制動器受現場電壓波動及變頻諧波的影響較大，經常導 致制動器電路板受損。而與此形成對照的是，本發明採用一種液壓機構來控制制動器的運 行，因此受電壓波動和變頻諧波影響較小。圖1示出液壓控制制動器系統100的結構圖。液壓控制制動器系統100主要包括 油箱101、電磁閥117、主泵120、蓄能器113、液壓缸118、先導式卸荷溢流閥112。主泵120可向蓄能器113供油，本發明採用的主泵優選為齒輪泵，其性能可靠工作 壽命長，工作條件範圍大，適合複雜地理環境及工況要求。如圖1所示，當外圍設備(例如推車機定位車)工作時，電磁閥117得電，主泵120 即從油箱101向蓄能器113供油，當主泵120供油而使蓄能器113達到一特定預設壓力值 時，蓄能器113就將來自油箱101的油液提供給液壓缸118，也就是說，蓄能器113為系統供 油，油液流向液壓缸118，此時主泵120即停止工作。需要注意的是，液壓缸(118)的數目不 限，可以根據實際情況進行限定，例如圖1中示出有6個液壓缸。油液流進液壓缸118的上 部，從而逐漸填充液壓缸118的上部，進而將液壓缸118中的活塞121向下壓。如圖1可以 看出，活塞121的活塞杆上相應設置有制動器執行機構的動力彈簧122。因此，當活塞121 向下壓時，就會在液壓缸118內產生一定的壓力，動力彈簧122壓縮，當該壓力達到預定壓 力時，隨之將制動器打開(動力彈簧122與制動器的連接關係將在下文中描述)，產生制動 器打開信號。需要注意的是，當蓄能器113中的壓力小於或等於一特定低壓預設值時，主泵120 即被再次啟動，向蓄能器113供油。在產生制動器打開信號之後，諸如推車機定位車的外圍設備即可執行作業，液壓 缸118內的系統壓力將一直持續地由蓄能器113來維持。需要注意的是，本系統可以選擇兩 種工作模式一，系統完全由蓄能器113提供動力，主泵120隻(例如在壓力繼電器114的控制下)為蓄能器供油；二，主泵120—直運轉，系統壓力由先導卸荷溢流閥112控制，當達 到先導卸荷溢流閥112的預調整好的卸荷壓力Pl時，先導閥就將其中的主閥芯完全打開， 系統卸荷，即，油液通過先導卸荷溢流閥112流回油箱101。當系統壓力小於卸荷壓力pi並 達到卸荷壓力Pl的一定比例(例如83%)時，先導閥關閉，從而主閥芯閉合，系統升壓，即， 油箱101中的油液再次流向蓄能器113及液壓缸118，此時液壓缸118的動作由主泵120和 蓄能器113同時供油。第一種工作模式適合制動器一次打開很長時間不關閉的工況，而第 二種工作模式適合制動器頻繁打開關閉的工況。當整體系統出現故障而需要關閉制動器時，電磁閥117失電，原先一直保持壓縮 狀態的動力彈簧122將釋放。這樣，液壓缸118中的油液就在動力彈簧122的彈簧力的壓 迫下通過電磁閥117回至油箱101，從而實現制動器關閉。當正常停止作業時，控制器發出 指令將電磁閥117關閉，從而關閉制動器。如圖1所示，還可以看出油箱101上還配備有空氣過濾器104、溫度控制器105、液 位控制器106。空氣過濾器104用於對油箱101由於容積的變化而出入的空氣進行過濾，從 而保證油箱內清潔；溫度控制器105監控油箱101內的溫度，從而進一步控制加熱器的工作 與否；而液位控制器106監控油箱101內油液的液位，從而保護系統不能低於所要求的最低 液位。上文提到，制動器的開啟受動力彈簧122的控制。圖2示出制動器的制動盤與液 壓缸118內的動力彈簧122之間的關係。如圖2所示，液壓缸118延伸出一槓桿機構，支點為203。支點203的一端由液壓 缸118的動力彈簧122控制，另一端由一夾緊機構202控制，夾緊機構202夾緊制動盤201。 這樣，如果動力彈簧122壓縮，就會通過上述槓桿相對於支點203帶動夾緊機構202，由此對 被夾緊機構202夾緊的制動盤201施加制動力矩，實現制動。舉例而言，例如制動盤201制動力矩為M = 500-1000匪，制動盤半徑為r = 0. 25m， 則作用在制動盤202上的力為Fmax = Mmax/r = 1000/0. 25 = 4000NFmin = Mmin/r = 500/0. 25 = 2000N進一步假設夾緊機構202距支點203的距離為52cm，而彈簧122距支點204的距 離為165cm，則根據槓桿原理計算得出彈簧應有的彈力(即彈簧載荷)為fmax = Fmax X 52/165 = 1261. 8Nfmin = Fmin X 52/165 = 630. 9N進一步假設液壓缸118的內徑為50mm，槓桿半徑為20mm，液壓缸118內活塞121 的行程為13mm，則橫截面積差為s = 3. 14 X (50X50-20X20) = 16. 485cm2 ；多個液壓缸118(如圖1所示為6個)同時動作時需要的油液體積為ν = 16. 485X6X13 = 0. 1286L克服彈簧最大彈力所需的壓力為P = fmax/s = 1261. 8/16. 485 ^ IMPa ；即，系統壓力Pmin > IMPa0也就是說，此時，當系統壓力保持在IMPa以上時，即可開啟制動器。
如上文所述可知，上述液壓控制制動器系統100採用液壓制動力的方式工作，設 計緊湊，結構特殊，故障率低，從而節約了成本。並且，液壓缸118的下腔通過管路與油箱101相通，且液壓缸118下腔和管路預充 液，從而避免油缸與大氣相通造成的內部鏽蝕而損壞系統中的各元件，例如密封圈。如圖2的實施例所述，本發明採用機械強制打開制動器，操作上安全快捷，大大提 高了工作效率。另外，系統可以完全由蓄能器113提供動力，主泵120隻在壓力繼電器114的控制 下為蓄能器充液，大大節約了能源。而且，相對於「背景技術」中所提到的以電壓和諧波啟動地電液制動器而言，本發 明的液壓控制制動器系統不受電壓和諧波影響，因此總體結構壽命更長，節能更多，維修也 較為方便快捷，成本相比之下較為低廉，且系統運行較為平穩。本領域技術人員可以理解的是，本發明並不限於上述具體實施例，所有與上述實 施例等同的技術方案均落在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種對制動器進行液壓控制的系統，其特徵在於，包括油箱(101)，其中包含油液； 一個或多個液壓缸(118)，每個液壓缸(118)包括活塞(121)，活塞(121)的活塞杆上設置有動力彈簧(122)； 主泵(120)；蓄能器(113)，主泵(120)從油箱(101)向蓄能器(113)供油，當主泵(120)供油而使 蓄能器(11 高於第一預設壓力值時，主泵(120)停止工作，蓄能器(11 將油液提供給所 述液壓缸(118)；當蓄能器中的壓力小於或等於第二預設壓力值時，主泵(120)啟動，向蓄 能器(113)供油；電磁閥(117)，電磁閥(117)得電後，油液從蓄能器(113)流向液壓缸(118)，從而推動 活塞(121)，進而壓縮動力彈簧(122)，從而打開制動器，並產生制動器打開信號。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述液壓控制制動器系統進一步包括先 導卸荷溢流閥(112)，其中，當所述系統中的油液壓力大於或等於卸荷壓力時，先導卸荷溢 流閥(11 導通，油液通過先導卸荷溢流閥(11 流回油箱(101)。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，油液通過先導卸荷溢流閥(112)流回油箱 (101)後，電磁閥(117) —直得電，液壓缸(118)內的油液壓力由蓄能器(113)維持。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，在電磁閥失電的情況下，液壓缸(118)中 的油液在動力彈簧(12 的壓迫下回至油箱(101)，從而使制動器關閉。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述油箱(101)包括 空氣清潔器(104)，用於對油箱(101)內的空氣進行過濾；溫度控制器(105)，用於監控油箱(101)的溫度； 液位控制器(106)，用於監控油箱(101)內油液的液位。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述制動器包括 制動盤(201)；夾緊機構(202)，該夾緊機構(202)夾緊制動盤(201)；槓桿機構，槓桿結構包括一支點003)，所述槓桿結構的一端連接到夾緊機構002)， 另一端連接到動力彈簧(122)，所述動力彈簧(12 在壓縮狀態下通過槓桿機構相對於支 點(203)帶動夾緊機構002)，從而對夾緊機構(202)所夾緊的制動盤O01)施加制動力 矩，進而啟動制動器。
7.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述主泵(120)為齒輪泵。
全文摘要
本發明提供一種對制動器進行液壓控制的系統，包括油箱，其中包含油液；一個或多個液壓缸，每個液壓缸包括活塞，活塞的活塞杆上設置有動力彈簧；主泵；蓄能器，主泵從油箱向蓄能器供油，當主泵供油而使蓄能器高於第一預設壓力值時，蓄能器將油液提供給所述液壓缸，主泵停止工作，當蓄能器中的壓力小於或等於第二預設壓力值時，主泵被再次啟動，向蓄能器供油；電磁閥，電磁閥得電後，油液從蓄能器流向液壓缸，從而推動活塞，進而壓縮動力彈簧，從而打開制動器，並產生制動器打開信號。本發明所提供的上述系統不受電壓和諧波影響，因此總體結構壽命更長，節能更多，維修也較為方便快捷，成本相比之下較為低廉，且系統運行較為平穩。
文檔編號B60T11/10GK102114833SQ20091026183
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者師偉, 時百巨, 李彥彬, 穆霄剛 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華黃驊港務有限責任公司