一种煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥
阅读说明：本技术 一种煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥 (Modularized full-floating wet-type brake drive axle for light coal mine vehicle ) 是由 李智伟 陈贤忠 赵瑞萍 刘希望 梁志武 王俊秀 杨耀君 侯宇明 李宏伟 王连柱 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明一种煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥,属于煤矿轻型车辆传动技术领域；该驱动桥包括：桥壳,桥壳的两端各自设有一个法兰；主减速器,可拆卸地固定在桥壳中间,主减速器的两侧分别安装有全浮式的左半轴和右半轴；轮边制动器,通过法兰固定在桥壳的两端。该结构使驱动桥改造为全浮式结构,半轴只承受扭矩不承受弯矩,桥壳承受所有受力,制动器可靠性大大提高。(The invention relates to a modularized full-floating wet type brake drive axle for a coal mine light vehicle, belonging to the technical field of coal mine light vehicle transmission; the transaxle includes: the axle housing is provided with two flanges at two ends respectively; the main speed reducer is detachably fixed in the middle of the axle housing, and both sides of the main speed reducer are respectively provided with a full-floating left half shaft and a full-floating right half shaft; and the wheel-side brake is fixed at two ends of the axle housing through flanges. The structure enables the drive axle to be transformed into a full-floating structure, the half shaft only bears torque and does not bear bending moment, the axle housing bears all stress, and the reliability of the brake is greatly improved.)
技术领域
本发明涉及煤矿轻型车辆传动技术领域，具体是一种煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥。
背景技术
随着现代化煤矿矿井的建设，无轨辅助运输得到越来越广泛的使用，特别是3吨级以下轻型车辆被广泛用于运送人员和物料。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前3吨级以下的矿用轻型车使用的驱动桥均为湿式制动驱动桥，前后桥的制动器多为液压制动弹簧释放型，额外在变速箱和后驱动桥中间布置驻车/紧急制动器，制动系统布置复杂，成本较高；且由于该吨位使用的驱动桥基本是在地面设备使用的驱动桥基础上改造而成，改造前桥的结构多为半浮式结构，半轴除承受扭矩外还承受弯矩，导致改造后的湿式制动器结构复杂、检修困难、可靠性较低；同时防爆车辆驱动桥在井下发生故障时，需要检修人员在井下操作维修，受限于井下空间和环境的影响，维修效率低下且存在一定安全隐患。
发明内容
本发明就是鉴于以上问题而完成。为此，本发明的一个目的是提出一种便于拆解维修的煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥，包括：桥壳，桥壳的两端各自设有一个法兰；主减速器，可拆卸地固定在桥壳中间，主减速器的两侧分别安装有全浮式的左半轴和右半轴；轮边制动器，通过法兰固定在桥壳的两端。
进一步地，所述主减速器包括差速器壳，差速器壳设有行星齿轮轴，行星齿轮轴上装有两个行星锥齿轮，两个行星锥齿轮之间安装有与行星锥齿轮啮合的两个半轴齿轮，两个半轴齿轮通过花键分别与所述左半轴和所述右半轴连接。
进一步地，所述主减速器包括主动锥齿轮、从动锥齿轮、圆锥滚子轴承I、圆锥滚子轴承II和减速器壳；在减速器壳内，主动锥齿轮的轴部在支撑圆锥滚子轴承I和圆锥滚子轴承II上，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合；从动锥齿轮通过螺栓连接在所述差速器壳上，差速器壳通过圆锥滚子轴承III和圆锥滚子轴承IV支承在减速器壳的座孔内，差速器壳内通过弹性圆柱销固定行星齿轮轴。
进一步地，所述主动锥齿轮轴外端安装有叉形凸缘，所述主动锥齿轮轴外端与所述减速器壳之间装有第一油封，第一油封外侧安装有防尘罩。
进一步地，所述圆锥滚子轴承I和所述圆锥滚子轴承II之间设置有调整环。
进一步地，所述轮边制动器包括动壳、静壳和轴管，动壳的一端通过半轴螺栓与所述法兰连接，动壳的另一端通过花键连接有粉片，动壳上有浮封安装槽，动壳通过轴承I、轴承II固定在轴管上；轴管一端有止口与静壳连接，通过4个螺钉紧固，并通过4个铰制孔螺栓固定在所述桥壳上。
进一步地，还包括中间壳、行车制动活塞、驻车制动活塞和碟簧，所述轴管远离所述静壳的一端设有螺纹扣和限位豁口，螺纹扣用于安装锁母，限位豁口用于固定限位挡圈，防止限位挡圈径向转动；中间壳一端内部设有花键用于连接钢片，钢片和所述粉片形成摩擦副，行车制动活塞和驻车制动活塞通过调节杆连接在一起；调节杆上有回位弹簧，用于回位行车制动活塞；碟簧用于驻车制动时推动驻车制动活塞压紧摩擦副。
进一步地，还包括端盖，所述静壳、所述中间壳以及端盖之间分别通过O型圈密封；端盖内部设有一道浮动油封安装槽，所述静壳和所述动壳之间设有浮动油封，所述左半轴、所述右半轴与所述桥壳中间设有桥壳油封，所述动壳和所述轴承I设有调整垫，所述锁母的外端安装有第二油封。
进一步地，所述静壳上安装有用于使所述轮边制动器内的齿轮油腔压力和大气压力相同的透气塞；所述静壳上安装有用于调制过程中排空制动腔的空气的排空嘴。
进一步地，所述动壳上安装有用于连接轮胎的轮胎螺栓和轮胎螺母。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1.本发明采用模块化设计理念，主要由桥壳、主减速器、轮边制动器、右半轴和左半轴等模块组成，五个总成分别通过固定在桥壳上，当任意一部件发生故障时，可直接将一个总成拆解至地面检修或更换总成即可，大大提高了检修效率。
2.本发明的左右轮边制动器为行驻一体式湿式制动器，该结构将传统驻车/紧急制动器、行车制动器集成在一起，共用一副摩擦片，解决了传统制动系统布置复杂、成本较高、紧急制动时传动轴易发生断裂的隐患。
3.本发明将桥管和轴管独立设计，轴管集成在制动器内部与制动器静壳连接，使得制动器在装配时可以独立成一个模块，安装和检修时极其方便。
4.本发明把轴管通过铰制孔螺栓固定在桥壳上，动壳通过轴承安装在轴管上，形成全浮式结构，桥壳和轴管共同承受地面的作用力，提高了制动器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例中的煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥的结构示意图。
图2为本发明一实施例中的煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥的主减速器的结构示意图。
图3为本发明一实施例中的煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥的轮边制动器的结构示意图。
图中，1-桥壳，2-主减速器，3-轮边制动器，4-右半轴， 5-左半轴，2.1-主动锥齿轮，2.2-从动锥齿轮，2.3-圆锥滚子轴承I，2.4-圆锥滚子轴承II，2.5-减速器壳，2.6-叉形凸缘，2.7-防尘罩，2.8-第一油封，2.9-调整环，2.10-差速器壳，2.11-圆锥滚子轴承III，2.12-圆锥滚子轴承IV，2.13-弹性圆柱销，2.14-行星齿轮轴，2.15-行星锥齿轮，2.16-半轴齿轮，3.1-动壳，3.2-端盖，3.3-中间壳，3.4-静壳，3.5-轴管，3.6-轴承I，3.7-轴承II，3.8-浮动油封，3.9-行车制动活塞，3.10-驻车制动活塞，3.11-碟簧，3.12-回位弹簧， 3.13-钢片，3.14-粉片，3.15-调整垫，3.16-半轴螺栓，3.17-铰制孔螺栓，3.18-调节杆，3.19-桥壳油封，3.20-锁母，3.21-限位挡圈，3.22-第二油封，3.23-透气塞，3.24-排空嘴 3.25-轮胎螺栓，3.26-轮胎螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参照图1，本发明实施例提供一种煤矿轻型车用模块化全浮式湿式制动驱动桥，包括：桥壳1、主减速器2和轮边制动器3，桥壳1，桥壳1的两端各自设有一个法兰；主减速器2，可拆卸地固定在桥壳1中间，主减速器2的两侧分别安装有全浮式的左半轴5和右半轴4；轮边制动器3，通过法兰固定在桥壳1的两端。其中，桥壳1为焊接式桥壳。当任意一部件发生故障时，可直接将总成拆解至地面检修或更换总成即可，大大提高了检修效率。
作为其中一种驱动桥的优选方案，参照图2，主减速器2包括差速器壳2.10，差速器壳2.10设有行星齿轮轴2.14，行星齿轮轴2.14上装有两个行星锥齿轮2.15，两个行星锥齿轮2.15之间安装有与行星锥齿轮2.15啮合的两个半轴齿轮2.16，两个半轴齿轮2.16通过花键分别与左半轴5和右半轴4连接。
进一步，主减速器2还包括主动锥齿轮2.1、从动锥齿轮2.2、圆锥滚子轴承I2.3、圆锥滚子轴承II2.4和减速器壳2.5；在减速器壳2.5内，主动锥齿轮2.1的轴部在支撑圆锥滚子轴承I2.3和圆锥滚子轴承II2.4上，主动锥齿轮2.1与从动锥齿轮2.2啮合；从动锥齿轮2.2通过螺栓连接在差速器壳2.10上，差速器壳2.10通过圆锥滚子轴承III2.11和圆锥滚子轴承IV2.12支承在减速器壳2.5的座孔内，差速器壳2.10内通过弹性圆柱销2.13固定行星齿轮轴2.14。
作为一种可能实现的方式，主动锥齿轮轴外端安装有叉形凸缘2.6，主动锥齿轮轴外端与减速器壳2.5之间装有第一油封2.8，第一油封2.8外侧安装有防尘罩2.7。
有利地，圆锥滚子轴承I2.3和圆锥滚子轴承II2.4之间设置有调整环2.9。
作为其中一种驱动桥的优选方案，参照图3，轮边制动器3包括动壳3.1、静壳3.4和轴管3.5，动壳3.1的一端通过半轴螺栓3.16与法兰连接，动壳3.1的另一端通过花键连接有粉片3.14，动壳3.1上有浮封安装槽，动壳3.1通过轴承I3.6、轴承II3.7固定在轴管3.5上；轴管3.5一端有止口与静壳3.4连接，通过4个螺钉紧固，并通过4个铰制孔螺栓3.17固定在桥壳1上。该结构使驱动桥改造为全浮式结构，半轴只承受扭矩不承受弯矩，桥壳承受所有受力，制动器可靠性大大提高。
进一步，驱动桥还包括中间壳3.3、行车制动活塞3.9、驻车制动活塞3.10和碟簧3.11，轴管3.5远离静壳3.4的一端设有螺纹扣和限位豁口，螺纹扣用于安装锁母3.20，限位豁口用于固定限位挡圈3.21，防止限位挡圈径向转动；中间壳3.3一端内部设有花键用于连接钢片3.13，钢片3.13和粉片3.14形成摩擦副，行车制动活塞3.9和驻车制动活塞3.10通过调节杆3.18连接在一起；调节杆3.18上有回位弹簧3.12，用于回位行车制动活塞3.9；碟簧3.11用于驻车制动时推动驻车制动活塞3.9压紧摩擦副。该结构将传统驻车/紧急制动器、行车制动器集成在一起，共用一副摩擦片，解决了传统制动系统布置复杂、成本较高、紧急制动时传动轴易发生断裂的隐患。
作为一种可能实现的方式，行车制动活塞3.9、驻车制动活塞3.10以及静壳3.4共同形成行车制动活塞腔和驻车制动活塞腔。驱动桥还包括端盖3.2，静壳3.4、中间壳3.3以及端盖3.2之间分别通过O型圈密封；端盖3.2内部设有一道浮动油封安装槽，静壳3.4和动壳3.1之间设有浮动油封3.8，用于动壳在运动过程中摩擦片间的齿轮油不发生泄漏。左半轴、右半轴与桥壳1中间设有桥壳油封3.19，动壳3.1和轴承I3.6设有调整垫3.15，用于调整浮动油封3.8之间的间隙。锁母3.20的外端安装有第二油封3.22，用于密封制动器内的齿轮油。锁母3.20能够调整轴承I3.6和轴承II3.7的轴向间隙以及固定动壳3.1，第二油封3.22防止锁母3.20发生松动。
有利地，静壳3.4上安装有用于使轮边制动器3内的齿轮油腔压力和大气压力相同的透气塞3.23；静壳3.4上安装有用于调制过程中排空制动腔的空气的排空嘴3.24。
在一个实施例中，动壳1上安装有用于连接防爆车辆轮胎的轮胎螺栓3.25和轮胎螺母3.26。
该实施例的工作原理做以下说明：当防爆车辆由停止状态启动时，驾驶员操作制动阀使得高压液压油进入驻车制动活塞腔，推动行车、驻车活塞整体向右运动，预压缩的碟簧进一步被压缩，钢片和粉片分离，车轮在半轴的驱动下发生运动；当车辆发生紧急情况或需要将车辆停止时，驾驶员操作相应液压阀将驻车制动活塞腔内高压油释放，行车、驻车活塞在碟簧的作用下向左运动，将钢片、粉片压紧，车辆制动停车；当车辆在行驶中需要减速或停车时，驾驶员操作制动踏板，高压液压油进入行车制动活塞腔，高压液压油将行车制动活塞推向左侧，预压缩的复位弹簧进一步被压缩，钢片、粉片被压紧，车辆减速或停车。
因主减速器在驱动桥领域已广泛使用，本发明实施例不再赘述，重点描述轮边制动器以及整体式驱动桥的安装和调试方法。轮边制动器总成装配调试工序如下：
第一步：先将轴管通过螺钉固定在静壳上；
第二步：将中间壳体、行车制动活塞、驻车制动活塞组装在一起形成行车和驻车制动活塞腔，通过装有回位弹簧的调节杆将其固定在一起；
第三步：使用打压设备分别对行车制动腔、驻车/紧急制动活塞腔注入10MPa液压油进行打压，保压5分钟，观察有无泄漏；
第四步：保压成功后，通过螺栓将静壳、碟簧以及安装好的中间壳体固定在一起；
第五步：将4个铰制孔螺栓安装在静壳、轴管上；
第六步：通过向驻车制动活塞腔注入高压液压油，使活塞组向右运动，随后依次交替安装钢片、粉片和端盖；
第七步：通过专用工具分别将浮动油封安装在动壳、端盖浮动油封槽内；
第八步：将轮胎螺栓安装在静壳上，将轴承I、轴承II分别安装在静壳上，将安装好的静壳总成安装在轴管上，要求静壳的花键完全和粉片的齿啮合；
第九步：调整锁母锁紧压死轴承，使两轴承不能转动，再反向旋转锁母24°-38°，然后测量两浮动油封之间的间隙是否是3±0.3mm，如间隙不符合通过调整轴承I和静壳之间的调整垫已达到上述要求。
第十步：浮动油封间隙调好后，固定限位挡圈，最后将油封和油封挡圈固定好。
第十一步：将半轴油封安装在桥壳两端相应位置，在制动器和桥壳结合面之间涂抹一定的密封胶，随后将安装好的制动器总成通过4个铰制孔螺栓固定在桥壳上。
第十二步：将左右半轴分别固定在相对应动壳上，向制动器低压腔内加注普通车辆齿轮油80W/90,油面加注中轴线；车辆启动后，依次将行车活塞腔、驻车/紧急制动活塞腔的排空嘴拧松，通过操作相应的阀组注入高压液压油直至相对应的排空嘴有高压液体喷出即可。
上述安装调试顺序可适当灵活调整。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
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