專利名稱：盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆機(jī)剎車制動(dòng)裝置，更具體的說是可自動(dòng)補(bǔ)償 剎車塊與剎車盤間隙的鉆機(jī)絞車盤式剎車制動(dòng)鉗。
背景技術(shù)：
盤式剎車是保障石油鉆機(jī)安全的關(guān)鍵裝置，其制動(dòng)可靠性直接影響 著整個(gè)鉆井作業(yè)的安全性。而作為盤式剎車關(guān)鍵部位之一的工作鉗，越 來越凸顯其在安全性與可靠性方面的重要意義。在工作鉗執(zhí)行剎車任務(wù) 時(shí)，工作鉗上的剎車塊與剎車盤之間產(chǎn)生摩擦，剎車塊磨損較快。剎車 塊磨損后，剎車塊與剎車盤之間的間隙增加。工作鉗的剎車塊執(zhí)行剎車 任務(wù)的行程加大，剎車靈敏度和剎車制動(dòng)力降低。如何及時(shí)補(bǔ)償盤式剎 車的剎車塊與剎車盤之間間隙，成為一個(gè)必須克服的難點(diǎn)。
目前有兩種常用的方案實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償石油鉆機(jī)盤式剎車的剎車塊與剎車 盤之間間隙。第一種方案采用螺桿彈簧式調(diào)節(jié)器，采用手動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿上 的螺母，補(bǔ)償剎車塊與剎車盤之間的間隙。但是這種方法存在比較大的 局限性 一是需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，不安全因素多；二是在快 速起下鉆施工時(shí)剎車塊快速磨損，剎車塊與剎車盤之間間隙快速增大， 需要及時(shí)調(diào)整螺母補(bǔ)償間隙。人工手動(dòng)調(diào)整螺母補(bǔ)償間隙明顯滯后；三 是需要經(jīng)常性的調(diào)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)的操作人員可能存在疏忽，調(diào)節(jié)不及時(shí)，造 成延誤調(diào)整間隙的時(shí)機(jī)。第二種方案是采用雙液缸形式補(bǔ)償剎車塊與剎 車盤之間的間隙，即工作鉗增加了一個(gè)液缸專門用以調(diào)節(jié)工作鉗，從而 實(shí)現(xiàn)剎車塊與剎車盤之間間隙的自動(dòng)調(diào)整。這種方案也存在一些不足之 處 一是這種液缸需要專門的工作介質(zhì)液壓油和液壓動(dòng)力源，維修不便，
成本更高；二是這種液缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難；三是由于液壓油的不可 壓縮性，它并不能實(shí)現(xiàn)剎車塊與剎車盤之間的間隙真正意義上的自動(dòng)補(bǔ) 償。
中國(guó)專利公告號(hào)為CN2448999Y，提供了一種間隙自動(dòng)補(bǔ)償制動(dòng)缸， 采用雙液缸形式。結(jié)構(gòu)是有大、小活塞和一個(gè)由兩個(gè)不同缸徑的缸體 組合為一體的變徑缸體。大活塞和限位隔套依次置于變徑缸體的大缸徑 內(nèi)；小活塞與大活塞相對(duì)且緊貼，裝于變徑缸體的小缸徑內(nèi)。同時(shí)大活 塞的底面與變徑缸內(nèi)臺(tái)的垂直距離和大活塞的上面與限位隔套端面的垂 直距離為等值。優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)靈敏，安全可靠地自動(dòng)補(bǔ)償剎車塊與剎車盤 的摩擦間隙。
中國(guó)專利公告號(hào)為CN2390857Y，提供了一種液控盤式剎車裝置。由 剎車鉗、鉗架和剎車盤組成，剎車盤與主機(jī)絞車滾筒固連，剎車鉗與絞 車底座上的鉗架固連，剎車鉗包括工作鉗和安全鉗，剎車鉗的剎車片設(shè) 置在盤外圓的兩側(cè)，和杠桿一端鉸接的鉗體固連，和鉗架固連的支桿經(jīng) 銷軸與杠桿箱孔呈滑動(dòng)配合，杠桿另一端經(jīng)銷軸分別與活塞，油缸相連， 彈簧兩端分別與活塞桿及油缸相連。剎車力矩容量大，調(diào)整方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于是提供一種盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，當(dāng) 剎車塊磨損后，能自動(dòng)補(bǔ)償剎車塊與剎車盤之間的間隙，使剎車塊與剎 車盤之間的間隙分級(jí)自動(dòng)調(diào)整，并具有調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、安全可靠?？朔p液 缸形式補(bǔ)償剎車間隙裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不方便等不足。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗主要 由剎車盤、工作鉗、安全鉗及鉗架組成，剎車盤固定在鉆機(jī)絞車滾筒上， 鉗架固定在絞車底座上，工作鉗和安全鉗固定在鉗架上。鉆機(jī)絞車滾筒 轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)剎車盤轉(zhuǎn)動(dòng)。在剎車制動(dòng)過程中，工作鉗與安全鉗協(xié)調(diào)配合組
成剎車副，工作鉗或安全鉗卡緊剎車盤，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)絞車滾筒制動(dòng)。
工作鉗主要由工作油缸、活塞桿、工作杠桿、鉗體、螺旋彈簧、支 撐軸和剎車塊組成，剎車塊分別固定在2個(gè)鉗體內(nèi)側(cè)。2個(gè)鉗體分別通
過銷軸與2個(gè)工作杠桿端部連接，采用銷軸連接的目的是自動(dòng)調(diào)整鉗體
角度，使剎車塊的摩擦面與剎車盤平行。支撐軸中間為圓柱體形，支撐 軸中間圓柱體穿過鉗架上的固定孔，將工作鉗固定在鉗架上。支撐軸兩 端有軸孔。工作杠桿銷軸穿過支撐軸兩端軸孔，工作杠桿銷軸與支撐軸
垂直。2個(gè)工作杠桿的中間有孔，支撐軸兩端連接在工作杠桿中間孔內(nèi)。 支撐軸通過工作杠桿銷軸將工作杠桿連接在支撐軸兩端。2個(gè)工作杠桿 的另一端部分別固定有鉗缸銷軸。2個(gè)鉗缸銷軸之間連接有工作油缸。 在兩個(gè)鉗缸銷軸的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿。相對(duì)的兩個(gè)彈簧張緊 螺桿上連接有螺旋彈簧。當(dāng)工作油缸收縮時(shí)，2個(gè)工作杠桿以工作杠桿 銷軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鉗體和剎車塊張開，剎車塊脫離開剎車盤。工作 鉗處于松開狀態(tài)。當(dāng)工作油缸伸長(zhǎng)，工作油缸推動(dòng)工作杠桿以工作杠桿 銷軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鉗體和剎車塊張開，剎車塊壓緊剎車盤。工作鉗 處于壓緊狀態(tài)。
所述的工作油缸主要包括缸體、活塞桿和油缸蓋。在活塞桿和油缸 蓋之間有棘爪機(jī)構(gòu)。使活塞桿伸出部分不能收縮回缸體內(nèi)。當(dāng)盤式剎車 的剎車塊磨損后，剎車塊與剎車盤之間的間隙增加時(shí)，工作油缸的活塞 桿伸長(zhǎng)。棘爪機(jī)構(gòu)及時(shí)分階段鎖定活塞桿伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度?？朔x車塊執(zhí)行 剎車任務(wù)的行程過大，剎車靈敏度和剎車制動(dòng)力降低的不足。
所述的棘爪機(jī)構(gòu)是在活塞桿的根部有棘齒，在油缸蓋上固定有棘爪。 棘爪上有扭矩彈簧，能使棘爪的端部處在棘齒內(nèi)。
所述的棘爪機(jī)構(gòu)至少有2套，均勻分布在活塞桿的周圍。
本發(fā)明的有益效果是盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，該裝置通 過工作液缸上的棘爪機(jī)構(gòu)，解決盤式剎車剎車塊與剎車盤之間的間隙調(diào)
整問題。工作液缸帶有多級(jí)棘爪機(jī)構(gòu)，可以分級(jí)調(diào)整工作液缸工作行程， 達(dá)到安全便捷調(diào)節(jié)補(bǔ)償剎車塊與剎車盤之間的間隙的目的。這樣即使在 剎車塊磨損較嚴(yán)重的狀態(tài)下也能安全快速地實(shí)現(xiàn)間隙補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)及時(shí)可 靠剎車，從而保證了整個(gè)剎車系統(tǒng)的安全性與可靠性。使間隙調(diào)節(jié)變得 更方便、快捷，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。與雙液壓缸式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)相比較，結(jié)構(gòu)
簡(jiǎn)單，可更方便地調(diào)節(jié)維護(hù)；實(shí)現(xiàn)了真正意義上的自動(dòng)分級(jí)調(diào)節(jié)；與機(jī) 械式調(diào)節(jié)螺桿結(jié)構(gòu)相比較，無需手動(dòng)調(diào)節(jié)，更加安全及時(shí)。


圖1為盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)立體示意圖，主要示意 工作鉗、安全鉗、剎車盤和鉗架四部分的位置關(guān)系。
圖2為盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗的工作鉗結(jié)構(gòu)立體示意圖。
圖3為帶有棘爪機(jī)構(gòu)的工作油缸結(jié)構(gòu)立體示意圖。
圖4為棘爪機(jī)構(gòu)與活塞桿和油缸蓋位置關(guān)系示意圖。
圖中，l.剎車盤，2.工作鉗，3.安全鉗，4.鉗架，5.剎車塊，6.鉗
體，7.銷軸，8.工作杠桿，9.工作杠桿銷軸，IO.鎖片，ll.支撐軸，12.
螺旋彈簧，13.彈簧張緊螺桿，14.鉗缸銷軸，15.棘爪機(jī)構(gòu)，16.活塞桿，
17.油缸蓋，18.工作油缸。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:參閱圖1。盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，主要由圓盤 形剎車盤l、 2個(gè)工作鉗2、 2個(gè)安全鉗3及弧形鉗架4組成，剎車盤l 固定在鉆機(jī)絞車滾筒上，鉗架4通過螺釘固定在絞車底座上，2個(gè)工作 鉗2和2個(gè)安全鉗3分別利用支撐軸11固定在鉗架4上。
參閱圖2。工作鉗2主要由工作油缸18、活塞桿16、工作杠桿8、 鉗體6、螺旋彈簧12、支撐軸11和剎車塊5組成，采用沉頭螺釘將剎車
塊5分別固定在2個(gè)鉗體6內(nèi)側(cè)。2個(gè)鉗體6分別通過銷軸7與2個(gè)工 作杠桿8端部連接。支撐軸11中間為圓柱體形，支撐軸ll中間圓柱體 穿過鉗架4上的固定孔，將工作鉗2固定在鉗架4上。支撐軸11兩端有 軸孔。工作杠桿銷軸9穿過支撐軸11兩端軸孔，工作杠桿銷軸9與支撐 軸11垂直。2個(gè)工作杠桿8的中間有孔，支撐軸11兩端連接在工作杠 桿8中間孔內(nèi)。支撐軸11通過工作杠桿銷軸9將工作杠桿8連接在支撐 軸ll兩端。為了防止工作杠桿銷軸9自動(dòng)退出，在工作杠桿銷軸9的端 部，用鎖片10將工作杠桿銷軸9固定。2個(gè)工作杠桿8的另一端部分別 固定有鉗缸銷軸14。 2個(gè)鉗缸銷軸14之間連接有工作油缸18。在兩個(gè) 鉗缸銷軸14的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿13。相對(duì)的兩個(gè)彈簧張緊 螺桿13上連接有拉伸螺旋彈簧12。銷軸7、工作杠桿銷軸9與鉗缸銷軸 14相互平行。
參閱圖3和圖4。工作油缸18主要包括缸體、活塞桿16和油缸蓋 17。在活塞桿16和油缸蓋17之間有2套棘爪機(jī)構(gòu)15。 2套棘爪機(jī)構(gòu)15 均勻分布在活塞桿16的周圍。即在活塞桿16的根部，延活塞桿16向上 有兩排棘齒，在油缸蓋17上固定有兩個(gè)棘爪。棘爪上有扭矩彈簧。
簡(jiǎn)述盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗的工作原理，有助于理解本發(fā) 明。在鉆機(jī)絞車剎車時(shí)，油液經(jīng)液壓管線送入工作油缸18，使活塞桿16 與工作油缸18作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過杠桿原理，工作杠桿8帶動(dòng)一副剎車塊 5運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在油壓力的作用下相對(duì)的2塊剎車塊5貼在剎車盤1上時(shí)， 剎車塊5與剎車盤1相互之間產(chǎn)生正壓力，大小與工作油缸內(nèi)的油壓力 成正比，剎車塊5與剎車盤1之間產(chǎn)生摩擦，以控制鉆機(jī)絞車的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度，直至剎停。液壓管線油壓卸荷時(shí)，活塞桿16通過拉伸螺旋彈簧12 力拉力復(fù)位，即松開剎車。當(dāng)剎車塊5的磨損量達(dá)到一定程度后，隨著 剎車工作油缸活塞桿16的外伸加長(zhǎng)，在工作油缸蓋17上的棘爪會(huì)進(jìn)入 活塞桿16上的第一個(gè)棘齒，由于棘爪機(jī)構(gòu)的單向傳動(dòng)性，使得工作油缸 18上的活塞桿16被卡于該位置上，以實(shí)現(xiàn)活塞桿16行程的調(diào)整，進(jìn)而 改變剎車塊5與剎車盤1之間的最大剎車間隙。在剎車塊5磨損進(jìn)一步 嚴(yán)重的時(shí)候，在工作油缸蓋17上的棘爪就會(huì)越過一個(gè)棘齒到達(dá)另一個(gè)棘 齒，從而實(shí)現(xiàn)剎車塊5與剎車盤1之間間隙調(diào)整的分級(jí)控制。從而使間 隙調(diào)節(jié)變得更方便、快捷，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
安全鉗3的工作原理是，壓力油進(jìn)入安全鉗3油缸，壓縮碟形彈簧， 拉動(dòng)兩端的杠桿使安全鉗3的剎車塊相對(duì)張開，安全鉗3處于松剎狀態(tài)； 當(dāng)壓力油卸荷時(shí)，被壓縮的碟形彈簧恢復(fù)變形，通過杠桿推動(dòng)剎車塊， 使之抱住剎車盤，此時(shí)安全鉗3處于剎車狀態(tài)。
工作鉗2與安全鉗3的工作狀態(tài)相反，組成一個(gè)復(fù)合式剎車系統(tǒng)， 形成安全互鎖的剎車機(jī)構(gòu)，確保整個(gè)石油鉆機(jī)剎車系統(tǒng)安全可靠。
權(quán)利要求
1、一種盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，主要由剎車盤(1)、工作鉗(2)、安全鉗(3)及鉗架(4)組成，剎車盤(1)固定在鉆機(jī)絞車滾筒上，鉗架(4)固定在絞車底座上，工作鉗(2)和安全鉗(3)固定在鉗架(4)上，其特征是工作鉗(2)主要由工作油缸(18)、活塞桿(16)、工作杠桿(8)、鉗體(6)、螺旋彈簧(12)、支撐軸(11)和剎車塊(5)組成，剎車塊(5)分別固定在2個(gè)鉗體(6)內(nèi)側(cè)，2個(gè)鉗體(6)分別通過銷軸(7)與2個(gè)工作杠桿(8)端部連接，支撐軸(11)中間為圓柱體形，支撐軸(11)中間圓柱體穿過鉗架(4)上的固定孔，將工作鉗(2)固定在鉗架(4)上，支撐軸(11)兩端有軸孔，工作杠桿銷軸(9)穿過支撐軸(11)兩端軸孔，工作杠桿銷軸(9)與支撐軸(11)垂直，2個(gè)工作杠桿(8)的中間有孔，支撐軸(11)兩端連接在工作杠桿(8)中間孔內(nèi)，支撐軸(11)通過工作杠桿銷軸(9)將工作杠桿(8)連接在支撐軸(11)兩端，2個(gè)工作杠桿(8)的另一端部分別固定有鉗缸銷軸(14)，2個(gè)鉗缸銷軸(14)之間連接有工作油缸(18)，在兩個(gè)鉗缸銷軸(14)的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿(13)，相對(duì)的兩個(gè)彈簧張緊螺桿(13)上連接有螺旋彈簧(12)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，其特征 是所述的工作油缸(18)主要包括缸體、活塞桿(16)和油缸蓋(17)，在 活塞桿(16)和油缸蓋(17)之間有棘爪機(jī)構(gòu)(15)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，其特征 是所述的棘爪機(jī)構(gòu)(15)是在活塞桿(16)的根部有棘齒，在油缸蓋(17)上固定有棘爪，棘爪上有扭矩彈簧。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，其 特征是所述的棘爪機(jī)構(gòu)(15)至少有2套，棘爪機(jī)構(gòu)(15)均勻分布在活塞桿(16)的周圍。
5、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，其特征是所述的棘爪機(jī)構(gòu)(15)棘爪通過銷軸將其固定于工作油缸缸蓋上，扭矩彈簧由銷軸固定在棘爪尾端，在活塞桿上靠近缸蓋端，棘爪正下端 有棘齒。
全文摘要
盤式剎車自動(dòng)補(bǔ)償間隙的制動(dòng)鉗，應(yīng)用于石油鉆機(jī)剎車制動(dòng)裝置上。特征是工作鉗主要由工作油缸、活塞桿、工作杠桿、鉗體、螺旋彈簧、支撐軸和剎車塊組成，剎車塊分別固定在2個(gè)鉗體內(nèi)側(cè)。2個(gè)鉗體分別通過銷軸與2個(gè)工作杠桿端部連接。2個(gè)工作杠桿的另一端部分別固定有鉗缸銷軸。2個(gè)鉗缸銷軸之間連接有工作油缸。在兩個(gè)鉗缸銷軸的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿。相對(duì)的兩個(gè)彈簧張緊螺桿上連接有螺旋彈簧。工作油缸主要包括缸體、活塞桿和油缸蓋。在活塞桿和油缸蓋之間有棘爪機(jī)構(gòu)。效果是能補(bǔ)償剎車塊與剎車盤之間的間隙。剎車塊磨損后能安全快速地實(shí)現(xiàn)間隙補(bǔ)償，保證剎車系統(tǒng)的安全性與可靠性。使間隙調(diào)節(jié)自動(dòng)、方便、快捷。
文檔編號(hào)F16D65/18GK101169164SQ20071017867
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者輝 楊, 強(qiáng) 邵, 郭慧娟, 馬青芳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院