一种具有密封间隙调节功能的湿盘制动器的制作方法

1.本发明涉及制动器技术领域，尤其涉及一种具有密封间隙调节功能的湿盘制动器。


背景技术：

2.目前国内的工程机械车辆，如装载机、叉装机、叉车和自卸车，其不仅本身质量和负载很大，而且通常是在路面条件差的环境下工作，对制动器要求比较严格。过去车辆上广泛采用鼓式制动器或钳盘式制动器，但由于鼓式结构磨损严重且在制动过程中会聚集大量的热量，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降，而钳盘式制动器摩擦面积小，单位压力高，工作温度高，散热条件差，且制动钳外露，容易锈蚀而导致制动不灵活，在很多情况下容易失去制动性，安全系数低，存在巨大的安全隐患。因此逐渐被湿盘制动器所取代。
3.由于工程机械车辆的运行环境非常恶劣，行驶路况也很复杂，需要湿盘制动器必须具有较好的防护性能。为此，越来越多的湿盘制动器采用浮动密封座，以保护制动器内部结构和避免漏油。但是由于湿盘制动器组装过程中或将湿盘制动器与机架和轮毂组装过程中，与浮动密封座的相配合的零件或浮动固定座等对设计和加工要求比较高，在组装完成后，无法调节浮动密封座的间距值，如果组装后发现有泄漏，制动器就无法使用而导致报废。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种具有密封间隙调节功能的湿盘制动器，保证浮动密封间距符合设计要求，降低了产品加工和组装难度，提高产品合格率。
5.实现本发明目的技术方案是：一种具有密封间隙调节功能的湿盘制动器，包括沿轴向依次固定连接的前端盖、内齿圈、后端盖和支架，所述前端盖固定安装在机架上，并与内齿圈和后端盖之间形成第一腔体，所述第一腔体内设有制动活塞和摩擦组件，所述摩擦组件的内圈同轴安装有轮毂齿圈，所述制动活塞适于推动摩擦组件沿着轮毂齿圈移动实现车辆制动；所述轮毂齿圈远离制动活塞的一侧固定连接有轮毂连接架，所述轮毂连接架与后端盖之间设有第一浮动密封座和密封件托架，所述密封件托架的左端与第一浮动密封座相抵接，右端与轮毂连接架之间沿轴向可调节连接；所述轮毂连接架与机架之间设有第二浮动密封座和浮动固定座，所述浮动固定座与第二浮动密封座相配合并安装在机架上，所述轮毂连接架的外侧设有延伸至浮动固定座上方的凸缘。
6.进一步地，所述轮毂连接架与密封件托架之间沿周向均匀插设有多个导向销，所述导向销的轴线与轮毂连接架的轴线相平行；所述轮毂连接架上螺纹安装有调隙螺栓，所述调隙螺栓的另一端与密封件托架的右端面相抵接。
7.进一步地，所述密封件托架的右端面上固定安装有支撑架，所述支撑架与轮毂连接架之间通过螺栓连接并设有轴向间隙，所述轴向间隙内插设有多个调整垫片。
8.进一步地，所述密封件托架的外圈与后端盖之间以及浮动固定座与凸缘之间均设有径向间隙，所述径向间隙内安装有骨架油封；所述密封件托架的内圈设有台阶，所述轮毂连接架与密封件托架的结构相适配且与台阶的两个水平端面之间分别过盈安装有第一密封圈。
9.进一步地，所述密封件托架上沿径向开设有放气孔，所述放气孔的入口位于两个第一密封圈之间，出口安装有螺堵。
10.进一步地，所述前端盖的端面上部左右角上分别开设有连通第一腔体的冷却油进油通道和冷却油出油通道；所述轮毂齿圈和轮毂连接架的周向均开设有多个沿径向贯穿本体的过油孔，所述轮毂齿圈、轮毂连接架、第二浮动密封座和机架之间形成连通第一腔体的第二腔体，所述过油孔连通第二腔体。
11.进一步地，所述冷却油进油通道包括开设在前端盖上的进油口以及弧形油道或多孔油道，所述弧形油道连通进油口和第一腔体并开设在前端盖内壁右端且侧对摩擦组件外周面；所述多孔油道包括开设在内齿圈上且相互连通的第一油道和多个通油孔，所述第一油道连通进油口，所述通油孔连通第一腔体并正对摩擦组件的外周面。
12.进一步地，所述轮毂连接架的内圈右端设有连通第二腔体的环形冷却油储腔。
13.进一步地，所述前端盖的端面下部开设有连通第一腔体的放油通道。
14.进一步地，所述冷却油出油通道包括相互连通且垂直设置的出油口和第二油道，所述第二油道连通第一腔体。
15.进一步地，所述前端盖的右端外圈沿周向均匀设有弧形散热凸台，所述后端盖的外端面沿周向均匀设有散热凸棱，从而增大散热面积，形成外部空气散热系统。
16.进一步地，所述密封件托架上安装有测速齿圈，所述后端盖或内齿圈上安装有支座，所述支座上固定安装有与测速齿圈相适配的测速传感器，实现车辆实际转速的测量，通过外部转化，得到车辆的实时车速。
17.进一步地，所述制动活塞靠近摩擦组件的一侧端面沿周向均匀分布有多个凹槽，所述凹槽内设有自动回位机构，当制动解除时能拉动制动活塞复位，避免摩擦组件存在拖磨。所述自动回位机构包括沿轴向贯穿制动活塞并拧紧在前端盖上的导向螺栓，以及套设在导向螺栓上的弹簧，所述导向螺栓远离前端盖的一侧设有环形凸台，所述弹簧的两端分别与凹槽靠近前端盖的一侧端面以及环形凸台相接触，从而实现限位。
18.进一步地，所述制动活塞的外圈设有两个环形槽，两个所述环形槽内均设有与前端盖密封接触的组合密封结构，从而形成制动油腔，所述组合密封结构包括由内之外依次同轴安装在环形槽内的且截面为矩形的第二密封圈和耐磨支撑环，一方面密封接触面积大，接触压力更加均匀，密封效果更好，并且需要的初始压缩率更小、老化速度慢、尺寸稳定性好。另一方面，耐磨支撑环的设置使得整体强度和硬度更高，在高压下，不容易损坏，既能保证密封，又能支撑起几百公斤的制动活塞，稳定性密封性更好。
19.进一步地，所述摩擦组件包括阻尼片以及多个间隔交替设置的摩擦片和中间片，所述阻尼片和中间片间隙套设在轮毂齿圈上且与内齿圈齿连接，从而限制阻尼片和中间片的转动，使其只能沿轮毂齿圈轴向移动；所述摩擦片与内齿圈之间间隙配合并与轮毂齿圈
之间齿连接，从而实现既能跟随轮箍齿圈转动又能沿轮毂齿圈轴向移动。
20.进一步地，所述阻尼片包括与内齿圈相连的阻尼钢层以及粘贴在阻尼钢层外侧的复合材料层，阻尼钢层保证了整体结构强度，复合材料层起到缓冲降噪的作用。
21.进一步地，所述摩擦片包括与轮毂齿圈相连的中间刚层以及粘贴在中间刚层两侧的纸基摩擦材料层，保证整体结构强度的提供较高的摩擦力。
22.进一步地，所述轮毂齿圈的内圈右端与轮毂连接架的内圈之间设有相互配合的圆柱面止口，从而实现定位，相较于圆柱销等定位结构，配合面积更大，方便组装。
23.采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明通过设置两个浮动密封座，当密封件托架、轮毂连接架和轮毂齿圈等随着轮箍和车轮一起转动时，能与固定安装在机架上的由前端盖、内齿圈和后端盖组成的固定件保持良好的旋转密封效果，同时设有可调节的密封件托架，从而压紧/释放第一浮动密封座，在制动器组装完成后仍可以进行第一浮动密封座的间距调节；通过设置凸缘，作为参照，通过调节支架与轮毂连接架之间的距离，并测量凸缘端面与浮动固定座的端面的距离，间接反映第二浮动密封座的间距，方便第二浮动密封座的间距调节；整体结构设计简洁，实现了制动器组装过程中以及安装到机架上的浮动密封间距调节，保证浮动密封间距符合设计要求，降低了产品加工和组装难度，提高产品合格率。
24.（2）本发明通过设置导向销，用于轮毂连接架与密封件托架的径向限位，并承受扭矩；通过调隙螺栓的调节实现密封件托架的轴向移动，从而调节第一浮动密封座的间距。
25.（3）本发明通过支撑架和螺栓实现密封件托架和轮毂连接架的连接，并在支撑架与轮毂连接架的间隙内插设调整垫片，起到很好的支撑作用，使得密封件托架和轮毂连接架的轴向间距得以保持稳定，确保第一浮动密封座的间距稳定，同时轴向尺寸较小，特别适用于空间受限，而又对制动力矩有很高要求的场合。
26.（4）本发明通过设置骨架油封，防止外界粉尘、颗粒等进入制动器内部而影响浮动密封，使得浮动密封座在长期恶劣工况下仍能保持较好的密封效果，延长使用寿命；通过设置两个第一密封圈，实现密封件托架和轮毂连接架的径向静密封，极大地提高密封件托架的稳定性和密封性，进一步保证不漏油。
27.（5）本发明设有放气孔和螺堵，避免在两个密封圈之间形成真空腔体，便于密封件托架的调节。
28.（6）本发明的冷却油通过冷却油进油通道进入第一腔体，从而对摩擦组件进行降温，并通过过油孔和第二腔体流经第一浮动密封座和第二浮动密封座，从而对浮动密封座进行降温，避免过热引起结构老化而导致密封失效。
29.（7）本发明进油通道设有两种结构，满足不同的使用需求，当采用弧形油道时，成本低，当采用多孔油道时，使冷却油直接对生热最多的摩擦组件进行冷却，而不需要从其他地方漫延过去，进一步提高散热效果。
30.（8）本发明通过设置环形冷却油储腔，使得冷却油的存储量大大提高，进一步提高散热效果。
31.（9）本发明还设有放油通道，便于定期冲出摩擦组件的磨削产生的杂质。
32.（10）本发明冷却油出油通道设有相互垂直的出油口和第二油道，从而形成迂回油道，使得冷却油能够与各发热零件充分接触，进一步提高散热效果。
附图说明
33.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：图1为实施例1与机架组装后的机构示意图；图2为实施例1制动器的内部结构示意图；图3为实施例1浮动密封测量调隙方案示意图；图4为实施例1第一浮动密封座间距d值调整方案示意图；图5为实施例1调整垫片与支撑架组装结构示意图；图6为实施例1开设有放气孔的密封件托架的密封结构示意图；图7为实施例1安装测速传感器后的机构示意图；图8为实施例1自动回位机构结构示意图；图9为实施例1组合密封结构示意图；图10为实施例1内部散热结构示意图；图11为实施例1前端盖结构示意图；图12为实施例1后端盖结构示意图；图13为实施例2制动器的内部结构示意图。
34.附图中的标号为：机架1、前端盖2、进油口2-1、出油口2-2、第二油道2-3、弧形散热凸台2-4、放油通道2-5、弧形油道2-6、内齿圈3、第一油道3-1、通油孔3-2、后端盖4、散热凸棱4-1、支架5、制动活塞6、摩擦组件7、阻尼片7-1、摩擦片7-2、中间片7-3、轮毂齿圈8、轮毂连接架9、凸缘9-1、环形冷却油储腔9-2、第一浮动密封座10、密封件托架11、放气孔11-1、第二浮动密封座12、浮动固定座13、调隙螺栓14、支撑架15、调整垫片16、骨架油封17、第一密封圈18、测速齿圈19、支座20、测速传感器21、自动回位机构22、导向螺栓22-1、弹簧22-2、环形凸台22-3、第二密封圈23、耐磨支撑环24、过油孔25。
35.调节工装100。
具体实施方式
36.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
37.（实施例1）如图1至图12所示的机架1以及安装在机架1上的具有密封间隙调节功能的湿盘制动器，其中湿盘制动器包括从左至右沿轴向依次固定连接的前端盖2、内齿圈3、后端盖4和支架5，前端盖2通过螺栓固定安装在机架1上，并与内齿圈3和后端盖4之间形成第一腔体。第一腔体内设有制动活塞6和摩擦组件7，摩擦组件7的内圈同轴安装有轮毂齿圈8，通过制动活塞6推动摩擦组件7沿着轮毂齿圈8的轴向移动实现车辆制动。轮毂齿圈8的右侧固定连接有轮毂连接架9，并且轮毂齿圈8与轮毂连接架9之间设有相互配合的圆柱面止口，从而实现定位，相较于圆柱销等定位结构，配合面积更大，可靠性更高，方便组装。轮毂连接架9与后端盖4之间设有第一浮动密封座10和密封件托架11，密封件托架11的左端与第一浮动密封座10相抵接，右端与轮毂连接架9之间沿轴向可调节连接。轮毂连接架9与机架1之间设有
第二浮动密封座12和浮动固定座13，浮动固定座13与第二浮动密封座12相配合并安装在机架1上。
38.在行车时，前端盖2、内齿圈3、后端盖4、支架5和浮动固定座13作为固定件固定不动，轮毂齿圈8、轮毂连接架9和密封件托架11作为旋转件跟随车轮转动，通过设置两个浮动密封座，保证旋转件和固定件之间具有良好的密封效果。通过设有可调节的密封件托架11，从而压紧/释放第一浮动密封座10，在制动器组装完成后仍可以进行第一浮动密封座10的间距调节。轮毂连接架9的右侧设有延伸至浮动固定座13上方的凸缘9-1，作为第二浮动密封座12的调隙参照，通过调节支架5与轮毂连接架9之间的距离，并测量凸缘9-1的端面与浮动固定座13的端面的距离，间接反映第二浮动密封座12的间距，方便第二浮动密封座12的间距调节。
39.具体地，在进行两处浮动密封间隙调节时，首先将制动器本体组装后，整体装入机架1上，如图3所示，通过在支架5与轮毂连接架9之间沿圆周方向布置多组调节工装100用以支撑和调节轮毂连接架9的轴向位置，通过测量凸缘9-1与浮动固定座13之间的距离a值用以保证内部第二浮动密封座12的间距b。调节工装100采用传统的螺杆结构，调节精准。实际调节时，为了便于测量，将机架轴向垂直放置，即整体结构逆时间翻转90
°
，在零件自重的作用下，能够更加平稳地通过调节工装100实现a值双向调整，从而实现b值调整，即第二浮动密封座12的间距调节，在完全调整完成后将调节工装100取出。
40.轮毂连接架9与密封件托架11之间沿周向均匀插设有多个导向销，导向销的轴线与轮毂连接架9的轴线相平行，用于轮毂连接架9与密封件托架11的径向限位，并承受扭矩。如图4至图5所示，在轮毂连接架9上螺纹安装有调隙螺栓14，调隙螺栓14的另一端与密封件托架11的右端面相抵接。在调节时，通过旋转调隙螺栓14来推动密封件托架11的轴向移动，从而将密封件托架11和轮毂连接架9之间的间距c撑大，进而实现调节第一浮动密封座10的间距d。密封件托架11的右端面上固定安装有支撑架15，支撑架15与轮毂连接架9之间通过螺栓连接并设有轴向间隙，从而实现密封件托架11和轮毂连接架9的连接。轴向间隙内插设有多个调整垫片16，起到很好的支撑作用，使得密封件托架11和轮毂连接架9的轴向间距得以保持稳定，确保第一浮动密封座10的间距稳定。此外，调整垫片16与用于连接支撑架15和轮毂连接架9的螺栓相重叠的区域为开口结构设计，无需完全拧开螺栓即可进行调整垫片16的增减。整体结构轴向尺寸较小，特别适用于空间受限，而又对制动力矩有很高要求的场合。
41.为了防止外界粉尘、颗粒等进入制动器内部而影响浮动密封，在密封件托架11的外圈与后端盖4之间以及浮动固定座13与凸缘9-1之间均设有径向间隙，在径向间隙内安装有骨架油封17，使得浮动密封座在长期恶劣工况下仍能保持较好的密封效果，延长使用寿命。同时，密封件托架11的内圈设有台阶，轮毂连接架9与密封件托架11的结构相适配且与台阶的两个水平端面之间分别过盈安装有第一密封圈18，实现密封件托架11和轮毂连接架9的径向静密封，极大地提高密封件托架11的稳定性和密封性，进一步保证不漏油。如图6所示，密封件托架11上沿径向开设有放气孔11-1，放气孔11-1的入口位于两个第一密封圈18之间，出口安装有螺堵，避免在两个密封圈之间形成真空腔体，便于密封件托架11的调节。
42.如图7所示，调整垫片16的右侧设有通过螺栓和支撑架15固定安装在密封件托架11上的测速齿圈19，后端盖4或内齿圈3上安装有支座20，本实施例支座20固定安装在后端
盖4上，支座20上固定安装有与测速齿圈19相适配的测速传感器21，实现车辆实际转速的测量，通过外部转化，得到车辆的实时车速。
43.如图8所示，制动活塞6的右端面沿周向均匀分布有多个凹槽6-1，凹槽6-1内设有自动回位机构22，当制动解除时能拉动制动活塞6复位，避免摩擦组件7存在拖磨。自动回位机构22包括贯穿制动活塞6并拧紧在前端盖2上的导向螺栓22-1，以及套设在导向螺栓22-1上的弹簧22-2，导向螺栓22-1的右端面设有环形凸台22-3，弹簧22-2的两端分别与凹槽6-1的左端面以及环形凸台22-3相接触，从而实现限位。制动活塞6的外圈设有两个环形槽，内部均设有与前端盖2密封接触的组合密封结构，从而形成制动油腔。如图9所示，组合密封结构包括由内之外依次同轴安装在环形槽内的且截面为矩形的第二密封圈23和耐磨支撑环24，一方面密封接触面积大，接触压力更加均匀，密封效果更好，并且需要的初始压缩率更小、老化速度慢、尺寸稳定性好。另一方面，耐磨支撑环24的设置使得整体强度和硬度更高，在高压下，不容易损坏，既能保证密封，又能支撑起几百公斤的制动活塞，稳定性密封性更好。
44.摩擦组件7包括阻尼片7-1以及多个间隔交替设置的摩擦片7-2和中间片7-3，其中，阻尼片7-1位于最右端，最左端以及紧邻阻尼片7-1的均为摩擦片7-2。阻尼片7-1和中间片7-3间隙套设在轮毂齿圈8上且与内齿圈3齿连接，从而限制阻尼片7-1和中间片7-3的转动，使其只能沿轮毂齿圈8轴向移动；摩擦片7-2与内齿圈3之间间隙配合并与轮毂齿圈8之间齿连接，从而实现既能跟随轮毂齿圈8转动又能沿轮毂齿圈8轴向移动。阻尼片7-1包括与内齿圈3相连的阻尼钢层以及粘贴在阻尼钢层外侧的复合材料层，阻尼钢层保证了整体结构强度，复合材料层起到缓冲降噪的作用。摩擦片7-2包括与轮毂齿圈8相连的中间刚层以及粘贴在中间刚层两侧的纸基摩擦材料层，保证整体结构强度的提供较高的摩擦力。车辆正常行驶时，摩擦片7-2随着车轮一起转动，阻尼片7-1与中间片7-3不转动。行车制动时，高压油推动制动活塞6压紧摩擦组件7至后端盖4上，阻止摩擦片7-2转动，进而向车轮提供制动力。
45.由于工程机械车辆的制动扭矩较大，因此对于整体散热要求更高，为此，本实施例设计了优异的散热系统。具体的，如图10至图12所示，对于内部散热，本实施例在前端盖2的端面上部左右角上分别开设有连通第一腔体的冷却油进油通道和冷却油出油通道，冷却油进油通道包括开设在前端盖2上的进油口2-1以及开设在内齿圈3上的多孔油道，其中多孔油道包括相互连通的第一油道3-1和多个通油孔3-2，第一油道3-1连通进油口2-1，通油孔3-2连通第一腔体并垂直于第一油道3-1，正对摩擦组件7的外周面，使冷却油直接对生热最多的摩擦组件7进行冷却，而不需要从其他地方漫延过去，进一步提高散热效果。冷却油出油通道包括开设在前端盖2上，相互连通且垂直设置的出油口2-2和第二油道2-3，第二油道2-3连通第一腔体，从而形成迂回油道，使得冷却油能够与各发热零件充分接触，进一步提高散热效果。轮毂齿圈8和轮毂连接架9的周向均开设有多个沿径向贯穿本体的过油孔25。轮毂齿圈8和轮毂连接架9的内圈与机架1之间设有间隙，从而与第二浮动密封座12共同形成连通第一腔体的第二腔体，过油孔25连通第二腔体。同时，轮毂齿圈8的内圈为左端大于右端的喇叭口结构，与机架1装配后，整体轴向尺寸更短。冷却油通过冷却油进油通道进入第一腔体，从而对摩擦组件进行降温，并通过过油孔25和第二腔体流经第一浮动密封座10和第二浮动密封座12，从而对浮动密封座进行降温，避免过热引起结构老化而导致密封失
效。在外部散热方面，前端盖2的右端外圈沿周向均匀设有弧形散热凸台2-4，后端盖4的外端面沿周向均匀设有散热凸棱4-1，从而增大散热面积，形成外部空气散热系统。同时，前端盖2的下部开设有连通第一腔体的放油通道2-5，便于定期冲出摩擦组件的磨削产生的杂质。
46.本实施例通过制动器结构的优化，整体结构设计简洁，一方面实现了制动器组装过程中以及安装到机架1上的浮动密封间距调节，保证浮动密封间距符合设计要求，降低了产品加工和组装难度，提高产品合格率，另一方面提高了散热效果，并且整体结构更加紧凑，同时前端盖2和内齿圈3设计成单独零件，在组装和维修时更加方便拆装。
47.（实施例2）本实施例结构与实施例1类似，区别在于：如图13所示，冷却油进油通道包括开设在前端盖2上的进油口2-1和弧形油道2-6，弧形油道2-6连通进油口2-1和第一腔体并开设在前端盖2内壁右端且侧对摩擦组件7外周面，冷却油出油通道结构与冷却油进油通道，结构简洁，成本低。轮毂连接架9的内圈右端设有连通第二腔体的环形冷却油储腔9-2，使得冷却油的存储量大大提高，进一步提高散热效果。
48.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。