铁路货车锁紧式密封制动缸.pdf

本发明公开了一种铁路货车锁紧式密封制动缸，包括缸体和前盖组成，缸体内设有活塞及活塞杆，活塞外壁设有密封圈和润滑套，活塞底部与前盖组成之间设有缓解弹簧，活塞杆伸出前盖组成。前盖组成集成活塞杆锁紧装置，所述前盖组成由薄膜式气缸、螺杆偏心轮、手动拉杆、手动杠杆、复位弹簧等零部件组成，所述薄膜式气缸由薄膜、托盘、推杆、弹簧和接头组成，所述螺杆偏心轮由偏心轮、螺杆、轴承和支座组成，所述手动拉杆由手动拉杆、手动杠杆、锁紧弹簧和垫板组成；本发明可在恶劣运行环境下替代手制动机的驻车制动功能，使铁路货车长时间停车时自动的保持制动力。

权利要求书1.  一种铁路货车锁紧式密封制动缸，它包括缸体(1)、与缸体 (1)端部连接的缸盖(7)、设置在缸体(1)内的活塞(2)、前端 与活塞(2)固定连接的活塞杆(4)、套在活塞杆(4)外的缓解弹 簧(3)、设置在缸盖(7)内的支承梁(10)、固定在支承梁(10) 上的弹簧垫板(6)，所述缓解弹簧(3)的一端与活塞(2)连接， 缓解弹簧(3)的另一端与弹簧垫板(6)连接，所述活塞杆(4)的 后端穿过支承梁(10)和弹簧垫板(6)并穿出缸盖(7)，其特征在 于：它还包括均衡杆(22)、设置在缸盖(7)一侧的膜片缸体(26)、 设置在膜片缸体(26)一端的膜片缸盖(11)、设置在膜片缸体(26) 另一端的支撑块(27)、设置在膜片缸体(26)一端与膜片缸盖(11) 之间的薄膜(12)、与薄膜(12)端面结合的托板(13)、套在托板 (13)外的膜片缸弹簧(21)、设置在膜片缸体(26)内且一端与托 板(13)固定连接的推杆(14)、固定在支承梁(10)上的支座(18)， 通过轴承(16)设置在支座(18)上的第一偏心轮(17)、通过轴承 (16)设置在支座(18)上的第二偏心轮(28)、与第一偏心轮(17) 的内圈螺纹连接的第一螺杆(15)、与第二偏心轮(28)的内圈螺纹 连接的第二螺杆(29)，其中，所述膜片缸盖(11)上设有接头(25)， 所述推杆(14)的另一端穿过支撑块(27)并穿出膜片缸体(26) 的另一端进入缸盖(7)内，所述膜片缸弹簧(21)的一端与托板(13) 连接，膜片缸弹簧(21)的另一端与支撑块(27)连接，推杆(14) 的另一端与均衡杆(22)的中部铰接，均衡杆(22)一侧的端面设 有与第一螺杆(15)对应的第一压台(30)，均衡杆(22)另一侧的 端面设有与第二螺杆(29)对应的第二压台(31)，所述活塞杆(4) 位于第一偏心轮(17)和第二偏心轮(28)之间。 2.  根据权利要求1所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述活塞杆(4)的前半部分外套接有锥套(4.1)。 3.  根据权利要求1所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：它还包括设置在缸盖(7)另一侧的拉杆安装座(32)、能在 拉杆安装座(32)的内圈来回滑动的手动拉杆(20)、两端分别与第 一螺杆(15)和第二螺杆(29)铰接的手动杠杆(19)，其中，所述 手动拉杆(20)的一端设有长条通孔(33)，所述手动杠杆(19)的 中部固定有能在上述长条通孔(33)内滑动的滑杆(34)，所述手动 杠杆(19)面向拉杆安装座(32)的端面固定有垫板(23)，手动拉 杆(20)穿过垫板(23)，所述拉杆安装座(32)内端面与垫板(23) 之间设置有锁紧弹簧(24)。 4.  根据权利要求3所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述手动拉杆(20)上设有与拉杆安装座(32)外端面配合 的限位台阶(35)。 5.  根据权利要求1所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述第一螺杆(15)与第一偏心轮(17)的内圈通过非自锁 梯形螺纹连接，第二螺杆(29)与第二偏心轮(28)的内圈也通过 非自锁梯形螺纹连接。 6.  根据权利要求1所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述缸体(1)固定在缸座(5)上。 7.  根据权利要求1所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述活塞(2)上设有与缸体(1)配合的密封圈(8)和润滑 套(9)。 8.  根据权利要求2所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述锥套(4.1)相对于活塞杆(4)轴心线的锥度为1°。 9.  根据权利要求1所述的铁路货车锁紧式密封制动缸，其特征 在于：所述第一偏心轮(17)和第二偏心轮(28)的偏心距相等， 该偏心距的范围为2mm～5mm。

说明书铁路货车锁紧式密封制动缸
技术领域
本发明涉及铁路货车制动设备技术领域，具体地指一种铁路货 车锁紧式密封制动缸。
背景技术
铁路货车制动系统的原理是通过压缩空气充入制动缸，使制动 缸活塞杆向外推出，变空气压力为机械推力，从而推动车辆基础制 动装置动作，使闸瓦压紧车轮，产生制动作用。
目前，铁路货车制动缸的活塞在制动缓解作用过程中是直线推 动的，没有活塞杆锁紧装置，不能提供使活塞杆在设定位置锁紧保 持相应状态的功能。这样，无法通过铁路货车制动缸使铁路货车长 时间停车时保持制动力。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种铁路货车锁紧式密封制动缸，在 不影响列车正常行车制动缓解功能的同时，制动缸的集成锁紧装置 可在设定条件下使制动缸活塞杆在设定位置被锁紧并保持相应工作 状态，提供驻车自动制动功能，可在恶劣运行环境下替代手制动机 的驻车制动功能，使铁路货车长时间停车时自动的保持制动力。
为实现此目的，本发明所设计的铁路货车锁紧式密封制动缸， 它包括缸体、与缸体端部连接的缸盖、设置在缸体内的活塞、前端 与活塞固定连接的活塞杆、套在活塞杆外的缓解弹簧、设置在缸盖 内的支承梁、固定在支承梁上的弹簧垫板，所述缓解弹簧的一端与 活塞连接，缓解弹簧的另一端与弹簧垫板连接，所述活塞杆的后端 穿过支承梁和弹簧垫板并穿出缸盖，它还包括均衡杆、设置在缸盖 一侧的膜片缸体、设置在膜片缸体一端的膜片缸盖、设置在膜片缸 体另一端的支撑块、设置在膜片缸体一端与膜片缸盖之间的薄膜、 与薄膜端面结合的托板、套在托板外的膜片缸弹簧、设置在膜片缸 体内且一端与托板固定连接的推杆、固定在支承梁上的支座，通过 轴承设置在支座上的第一偏心轮、通过轴承设置在支座上的第二偏 心轮、与第一偏心轮的内圈螺纹连接的第一螺杆、与第二偏心轮的 内圈螺纹连接的第二螺杆，其中，所述膜片缸盖上设有接头，所述 推杆的另一端穿过支撑块并穿出膜片缸体的另一端进入缸盖内，所 述膜片缸弹簧的一端与托板连接，膜片缸弹簧的另一端与支撑块连 接，推杆的另一端与均衡杆的中部铰接，均衡杆一侧的端面设有与 第一螺杆对应的第一压台，均衡杆另一侧的端面设有与第二螺杆对 应的第二压台，所述活塞杆位于第一偏心轮和第二偏心轮之间。
进一步地，所述活塞杆的前半部分外套接有锥套。
进一步地，它还包括设置在缸盖另一侧的拉杆安装座、能在拉 杆安装座的内圈来回滑动的手动拉杆、两端分别与第一螺杆和第二 螺杆铰接的手动杠杆，其中，所述手动拉杆的一端设有长条通孔， 所述手动杠杆的中部固定有能在上述长条通孔内滑动的滑杆，所述 手动杠杆面向拉杆安装座的端面固定有垫板，手动拉杆穿过垫板， 所述拉杆安装座内端面与垫板之间设置有锁紧弹簧。
进一步地，所述手动拉杆上设有与拉杆安装座外端面配合的限 位台阶。
进一步地，所述第一螺杆与第一偏心轮的内圈通过非自锁梯形 螺纹连接，第二螺杆与第二偏心轮的内圈也通过非自锁梯形螺纹连 接。
进一步地，所述缸体固定在缸座上。
进一步地，所述活塞上设有与缸体配合的密封圈和润滑套。
进一步地，所述锥套相对于活塞杆轴心线的锥度为1°。
更进一步地，所述第一偏心轮和第二偏心轮的偏心距相等，该 偏心距的范围为2mm～5mm。
本发明的工作原理为：车辆常用制动时，缸体内的活塞带动活 塞杆直线推出，不受前盖组成新增部件的影响，与现有铁路货车制 动缸的作用无任何区别。车辆紧急制动，当制动主管压力低于驻车 制动控制阀的设定锁紧启动压力后，薄膜式气缸中的压力空气排出， 锁紧复位弹簧带动手动杠杆推动偏心轮螺杆移动，使偏心轮摆动压 紧活塞杆锥套，从而锁紧活塞杆。车辆充风缓解后，当制动主管压 力高于驻车制动控制阀的设定解锁启动压力后，制动主管压力空气 进入薄膜式气缸，气缸活塞伸出，带动均衡杆推动偏心轮螺杆移动， 使偏心轮摆动不再压紧活塞杆锥套，从而不再锁紧活塞杆，偏心轮 摆动回到初始位置。此外，还可以拉动手动拉杆，带动手动杠杆拉 动螺杆移动，使偏心轮摆动不再压紧活塞杆锥套，从而不再锁紧活 塞杆。
本发明的有益效果如下：通过在制动缸前盖组成内增设活塞杆 锁紧机构和操纵机构，可以迫使活塞杆在设定位置锁紧保持相应工 作状态，提供驻车自动制动功能。同时，本发明结构简单，改造工 作量小，不影响车辆原有制动装置的基本性能，可满足铁路货车制 动缸作用性能稳定的需要，提高列车运行安全性。而且，本发明可 在恶劣运行环境下替代手制动机的驻车制动功能，使铁路货车长时 间停车时自动的保持制动力。使用本发明后可以取消手制动机，提 高驻车制动的自动化水平。
附图说明
图1为本发明的铁路货车锁紧式密封制动缸在缓解状态解锁工 况的结构示意图。
图2为图1中A-A剖面的结构示意图。
图3为本发明的铁路货车锁紧式密封制动缸在制动状态锁紧工 况的结构示意图。
图4为图3中B-B剖面的结构示意图。
图5为本发明的铁路货车锁紧式密封制动缸在制动状态解锁工 况的结构示意图。
图6为图5中C-C剖面的气动解锁结构示意图。
图7为图5中C-C剖面的手动解锁结构示意图。
图8为图2中D-D剖面的结构示意图。
其中：1—缸体、2—活塞、3—缓解弹簧、4—活塞杆、4.1—锥 套、5—缸座、6—弹簧垫板、7—缸盖、8—密封圈、9—润滑套、10 —支承梁、11—膜片缸盖、12—薄膜、13—托板、14—推杆、15— 第一螺杆、16—轴承、17—第一偏心轮、18—支座、19—手动杠杆、 20—手动拉杆、21—膜片缸弹簧、22—均衡杆、23—垫板、24—锁 紧弹簧、25—接头、26—膜片缸体、27—支撑块、28—第二偏心轮、 29—第二螺杆、30—第一压台、31—第二压台、32—拉杆安装座、 33—长条通孔、34—滑杆、35—限位台阶。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1～8所示的铁路货车锁紧式密封制动缸，它包括缸体1、与 缸体1端部连接的缸盖7、设置在缸体1内的活塞2、前端与活塞2 固定连接的活塞杆4、套在活塞杆4外的缓解弹簧3、设置在缸盖7 内的支承梁10、固定在支承梁10上的弹簧垫板6，所述缓解弹簧3 的一端与活塞2连接，缓解弹簧3的另一端与弹簧垫板6连接，所 述活塞杆4的后端穿过支承梁10和弹簧垫板6并穿出缸盖7，它还 包括均衡杆22、设置在缸盖7一侧的膜片缸体26、设置在膜片缸体 26一端的膜片缸盖11、设置在膜片缸体26另一端的支撑块27、设 置在膜片缸体26一端与膜片缸盖11之间的薄膜12、与薄膜12端面 结合的托板13、套在托板13外的膜片缸弹簧21、设置在膜片缸体 26内且一端与托板13固定连接的推杆14、固定在支承梁10上的支 座18，通过轴承16设置在支座18上的第一偏心轮17、通过轴承16 设置在支座18上的第二偏心轮28、与第一偏心轮17的内圈螺纹连 接的第一螺杆15、与第二偏心轮28的内圈螺纹连接的第二螺杆29， 其中，所述膜片缸盖11上设有接头25，所述推杆14的另一端穿过 支撑块27并穿出膜片缸体26的另一端进入缸盖7内，所述膜片缸 弹簧21的一端与托板13连接，膜片缸弹簧21的另一端与支撑块27 连接，推杆14的另一端与均衡杆22的中部铰接，均衡杆22一侧的 端面设有与第一螺杆15对应的第一压台30，均衡杆22另一侧的端 面设有与第二螺杆29对应的第二压台31，所述活塞杆4位于第一偏 心轮17和第二偏心轮28之间。
上述技术方案中，所述活塞杆4的前半部分外套接有锥套4.1。 所述偏心轮压紧锥套4.1，这样，两者可形成更稳定、可靠的锁紧关 系。所述锥套4.1相对于活塞杆4轴心线的锥度为1°。可以确保螺 杆偏心轮具有适当的偏心距。
上述技术方案中，它还包括设置在缸盖7另一侧的拉杆安装座 32、能在拉杆安装座32的内圈来回滑动的手动拉杆20、两端分别与 第一螺杆15和第二螺杆29铰接的手动杠杆19，其中，所述手动拉 杆20的一端设有长条通孔33，所述手动杠杆19的中部固定有能在 上述长条通孔33内滑动的滑杆34，所述手动杠杆19面向拉杆安装 座32的端面固定有垫板23，手动拉杆20穿过垫板23，所述拉杆安 装座32内端面与垫板23之间设置有锁紧弹簧24。
上述技术方案中，所述手动拉杆20上设有与拉杆安装座32外 端面配合的限位台阶35。
上述技术方案中，所述第一螺杆15与第一偏心轮17的内圈通 过非自锁梯形螺纹连接，第二螺杆29与第二偏心轮28的内圈也通 过非自锁梯形螺纹连接。
上述技术方案中，所述缸体1固定在缸座5上。
上述技术方案中，所述活塞2上设有与缸体1配合的密封圈8 和润滑套9。
上述技术方案中，所述第一偏心轮17和第二偏心轮28的偏心 距相等，该偏心距的范围为2mm～5mm。这样，可以确保偏心轮与活 塞杆自锁稳定可靠。
上述技术方案中，所述偏心轮和活塞杆4的锥套4.1上均对应设 置有摩擦片。这样，可以增加偏心轮与活塞杆之间的锁紧摩擦力。
本发明在现有制动缸基础上新增的零部件与原来的零部件可以 组成以下三种作用机构，如图1和图2所示：
其一，薄膜式气缸机构主要包括膜片缸盖11、薄膜12、托盘13、 推杆14、膜片缸弹簧21和接头25，主要提供解锁推力，当薄膜式 气缸充风后，推杆14可推动均衡杆22带动螺杆15移动，使上述两 个偏心轮摆动处于解锁位，此时活塞杆4没有被锁紧，锁紧式制动 缸作用工况与通用制动缸完全相同。
其二，螺杆偏心轮机构主要包括第一螺杆15、第二螺杆29、轴 承16、第一偏心轮17、第二偏心轮28和支座18，主要提供锁紧活 塞杆的功能，偏心轮与对应的螺杆之间通过非自锁梯形螺纹连接， 螺杆轴向移动可导致对应的偏心轮摆动，当偏心轮摆动压紧活塞杆4 锥套4.1后，可锁紧活塞杆4，使制动缸制动力持续保持。
其三，手动拉杆机构主要包括手动杠杆19、手动拉杆20、垫板 23和锁紧弹簧24，主要提供手动解锁功能，当车辆在无风源的工况 下，可拉动手动拉杆20，通过手动杠杆19带动第一螺杆15和第二 螺杆29移动，使第一偏心轮17和第二偏心轮28摆动解锁，活塞2 带动活塞杆4回退到缸体1底部，制动缸制动后完全缓解。
再如图3～7所示，本发明的铁路货车锁紧式密封制动缸的具体 工作过程如下：
当锁紧工况时：
车辆紧急制动后，当制动主管压力低于驻车制动控制阀的设定 锁紧启动压力后，薄膜式气缸中的压力空气排出，锁紧弹簧24带 动手动杠杆19推动第一螺杆15和第二螺杆29移动，使第一偏心轮 17和第二偏心轮28摆动压紧活塞杆4的锥套4.1，从而锁紧活塞杆 4。
当气动解锁工况时：
车辆充风缓解后，当制动主管压力高于驻车制动控制阀的设定 解锁启动压力后，制动主管压力空气进入薄膜式气缸，推杆14伸出， 带动均衡杆22推动第一螺杆15和第二螺杆29移动，使第一偏心轮 17和第二偏心轮28摆动不再压紧活塞杆4的锥套4.1，从而解锁活 塞杆4。
当手动解锁工况时：
第一偏心轮17和第二偏心轮28锁紧活塞杆4后，也可以拉动 手动拉杆20，带动手动杠杆19拉动第一螺杆15和第二螺杆29移动， 使第一偏心轮17和第二偏心轮28摆动不再压紧活塞杆4的锥套4.1， 从而解锁活塞杆4。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的 现有技术。
最后应该说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技 术方案而非对其限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说 明，但本领域普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行简 单修改或者等同替换，例如根据制动缸实际设计需要，也可采用在 所述活塞杆4的前半部分取消外套的锥套4.1，仍然可以达到一定的 锁紧效果；或者，采用在支座18设计螺杆导向套和增加轴承，可以 达到增加第一螺杆15和第二螺杆29移动性能的效果。这些均不会 脱离本发明技术方案的精神和范围，且均应涵盖在本发明权利要求 的保护范围之中。