RU2220340C2

RU2220340C2 - Brake drive with wearing piece

Info

Publication number: RU2220340C2
Application number: RU2002103963/11A
Authority: RU
Inventors: И.К. Бобылев; Б.С. Окулов; Л.И. Бобылева
Original assignee: Открытое акционерное общество Авиационная корпорация "Рубин"
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-12-27

Abstract

FIELD: transport mechanical engineering; disk brakes for surface transport and flying vehicles. SUBSTANCE: proposed brake drive has body with hollow piston located inside it; piston is loaded with brake release spring; piston is provided with rod and stop and bush which is movable in axial direction; one end of said bush is provided with flange and other end is provided with working conical surface engageable with piston by means of solids of revolution located between inner cylindrical surface of piston and conical surface of bush and pressed to them by return spring supported by bearing flange of bush. Novelty of invention consists in mounting piston in sleeve secured immovably in body. Rod is rigidly connected with body. Working conical surface of bush is directed towards its bearing flange. Brake release spring is located between bearing flange of bush and sleeve and rod stop is located on side of outer end face of bush at clearance relative to solids of revolution which is equal to working stroke of brake closing. EFFECT: enhanced operational reliability; increased service life due to avoidance of wedging of brake. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к приводам тормозов с компенсатором износа, и может быть использовано для торможения и растормаживания колес с дисковыми тормозами как наземного транспорта, так и летательных аппаратов. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to brake drives with a wear compensator, and can be used to brake and brake wheels with disc brakes for both ground vehicles and aircraft.

Известен привод тормоза с компенсатором износа, содержащий корпус, размещенный в корпусе полый поршень, поджатый посредством пружины растормаживания, и установленные в поршне шток с упором и подвижную в осевом направлении втулку, на одном конце которой организован опорный фланец, а на другом - рабочая коническая поверхность, обращенная в сторону от опорного фланца, т. е. в сторону замыкания тормоза, и находящаяся в зацеплении с поршнем посредством тел качения, размещенных равномерно по окружности между внутренней цилиндрической поверхностью поршня и конической поверхностью втулки и поджатых к последним возвратной пружиной, размещенной в полости втулки между ее опорным фланцем и упором штока. Ход замыкания тормоза определяется величиной зазора S между опорным фланцем втулки и торцом упорного кольца, установленного во втулке и опертого в упор штока (см. DE, выложенная заявка 1475492, кл. F 16 D 65/52, 1969). A brake actuator with a wear compensator is known, comprising a housing, a hollow piston housed in the housing, pressed by a brake spring, and a piston rod with an emphasis and an axially movable sleeve mounted on one end, with a support flange at one end and a working conical surface at the other end facing away from the support flange, i.e. towards the brake, and engaged with the piston by means of rolling bodies placed uniformly around the circumference between the inner cylindrical surface Tew piston and the conical surface of the sleeve and pressed against the latter return spring housed in the cavity of the sleeve between its support flange and the stopper rod. The course of the brake closure is determined by the gap S between the support flange of the sleeve and the end face of the thrust ring mounted in the sleeve and supported against the stem (see DE, laid out application 1475492, class F 16 D 65/52, 1969).

Недостатком этого технического решения является то, что оно не может быть использовано в тяжелонагруженных многодисковых тормозах авиаколес, так как такая конструкция привода тормоза не обладает достаточной степенью эксплуатационной надежности и необходимым ресурсом при работе в условиях высоких динамических вибрационных нагрузок, вызываемых высокочастотными колебаниями, возникающими в многодисковом тормозе в процессе торможения, которые могут вызвать самопроизвольные смещения поршня привода тормоза в сторону замыкания, освобождая тела качения от заклинивания. При этом положение втулки и тел качения, нагруженных возвратной пружиной, остается неизменным, вследствие чего пружина растормаживания не обеспечивает возврат поршня в исходное положение из-за его заклинивания на втулке телами качения. В процессе эксплуатации суммарное смещение поршня в сторону замыкания может привести к уменьшению рабочего хода замыкания тормоза ниже допустимого расчетного значения и, как следствие, к заклиниванию тормоза и аварийной ситуации. Кроме того, такая конструкция не обеспечивает возможность возврата привода в первоначально исходное положение при замене изношенного пакета тормозных дисков новым без демонтажа и разборки тормоза. The disadvantage of this technical solution is that it cannot be used in heavily loaded multi-disc brakes of aircraft wheels, since such a design of the brake drive does not have a sufficient degree of operational reliability and the necessary resource when working in conditions of high dynamic vibration loads caused by high-frequency vibrations arising in a multi-disc the brake during braking, which can cause spontaneous displacement of the piston of the brake drive towards the circuit, releasing th rolling elements from jamming. In this case, the position of the sleeve and rolling elements loaded with a return spring remains unchanged, as a result of which the braking spring does not ensure the piston returns to its original position due to jamming of the piston by the rolling bodies on the sleeve. During operation, the total displacement of the piston in the direction of closure can lead to a decrease in the stroke of the brake closure below the permissible design value and, as a result, to jamming of the brake and an emergency. In addition, this design does not provide the ability to return the drive to its original starting position when replacing a worn brake disc package with a new one without dismantling and disassembling the brake.

Технический результат от использования предлагаемого решения выражается в повышении эксплуатационной надежности привода тормоза и его срока службы за счет исключения возможности уменьшения рабочего хода замыкания тормоза и тем самым исключения его заклинивания от действия высокочастотных колебаний (вибрации), а также в обеспечении возможности возврата поршня в первоначально исходное положение при замене изношенного пакета тормозных дисков новым без демонтажа и разборки тормоза. The technical result from the use of the proposed solution is expressed in increasing the operational reliability of the brake drive and its service life by eliminating the possibility of reducing the working stroke of the brake closure and thereby eliminating its jamming from the action of high-frequency vibrations (vibration), as well as ensuring the possibility of the piston returning to its original source position when replacing a worn brake disc package with a new one without dismantling and disassembling the brake.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в приводе тормоза с компенсатором износа, содержащим корпус, размещенный в корпусе полый поршень, поджатый пружиной растормаживания, и установленные в поршне шток с упором и подвижную в осевом направлении втулку, на одном конце которой организован опорный фланец, а на другом - рабочая коническая поверхность, находящаяся в зацеплении с поршнем посредством тел качения, размещенных равномерно по окружности между внутренней цилиндрической поверхностью поршня и конической поверхностью втулки и поджатых к последним возвратной пружиной, опертой в опорный фланец втулки, в соответствии с предложенным техническим решением поршень установлен в гильзе, закрепленной неподвижно в корпусе, шток жестко связан с корпусом, рабочая коническая поверхность втулки обращена в сторону опорного фланца, т.е. в сторону, противоположную ходу замыкания тормоза, при этом пружина растормаживания размещена между опорным фланцем втулки и гильзой, а упор штока организован со стороны наружного торца втулки с осевым зазором относительно тел качения, равным рабочему ходу замыкания тормоза. The specified technical result is achieved due to the fact that in the brake drive with a wear compensator, comprising a housing, a hollow piston placed in the housing, pressed by a brake spring, and a piston rod with a stop and an axially movable bushing, at one end of which a support flange is arranged and on the other a working conical surface meshed with the piston by means of rolling bodies placed evenly around the circumference between the inner cylindrical surface of the piston and the conical surface According to the proposed technical solution, the piston is mounted in a sleeve fixed motionless in the housing, the rod is rigidly connected to the housing, the working conical surface of the sleeve faces the supporting flange, i.e. . in the direction opposite to the brake closure course, while the brake release spring is placed between the bearing flange of the sleeve and the sleeve, and the rod stop is arranged on the side of the outer end of the sleeve with an axial clearance relative to the rolling elements equal to the working stroke of the brake closure.

На чертеже изображен привод тормоза с компенсатором износа в продольном сечении. The drawing shows a brake drive with a wear compensator in longitudinal section.

Привод тормоза содержит корпус 1, полый поршень 2, установленный в гильзе 3, находящейся в резьбовом зацеплении с корпусом 1. В полости поршня 2 размещены шток 4 с упором 5, жестко закрепленный в корпусе 1 цилиндрическим перфорированным для прохода рабочей жидкости элементом 6 с помощью гильзы 3 и разрезной шайбы 7, и подвижная в осевом направлении втулка 8 с рабочей конической поверхностью 9, обращенной в сторону опорного фланца 10, закрепленного на втулке 8 стопорным кольцом 11. Между рабочей конической поверхностью 9 втулки 8 и внутренней цилиндрической поверхностью 12 поршня 2 установлены тела качения 13, расположенные равномерно по окружности и поджатые к поверхностям 9 и 12 возвратной пружиной 14, размещенной вокруг втулки 8 между ее опорным фланцем 10 и шайбой 15. Пружина растормаживания 16 размещена вокруг поршня 2 внутри перфорированного элемента 6 между гильзой 3 и опорным фланцем 10. На штоке 4 со стороны наружного торца 17 втулки 8 размещен упор 5 с зазором относительно тел качения 13, величина которого h равна рабочему ходу поршня 2 до пакета тормозных дисков 18, т.е. ходу замыкания тормоза. The brake actuator comprises a housing 1, a hollow piston 2, mounted in a sleeve 3 threadedly engaged with the housing 1. A piston rod 4 with a stop 5 is placed in the piston cavity 2, which is rigidly fixed in the housing 1 by a cylindrical element 6 perforated for the passage of the working fluid with a sleeve 3 and a split washer 7, and an axially movable sleeve 8 with a working conical surface 9 facing the supporting flange 10, mounted on the sleeve 8 with a locking ring 11. Between the working conical surface 9 of the sleeve 8 and the inner cylinder A rolling surface 13 of the piston 2 has rolling elements 13 arranged uniformly around the circumference and pressed against the surfaces 9 and 12 by a return spring 14 placed around the sleeve 8 between its support flange 10 and the washer 15. The brake release spring 16 is placed around the piston 2 inside the perforated element 6 between the sleeve 3 and the supporting flange 10. On the rod 4 from the side of the outer end 17 of the sleeve 8 there is a stop 5 with a gap relative to the rolling elements 13, the value of which h is equal to the stroke of the piston 2 to the package of brake discs 18, i.e. the course of the brake closure.

Привод тормоза с компенсатором износа работает следующим образом. В процессе торможения поршень 2 под действием давления рабочей жидкости выдвигается из корпуса 1 на величину h и замыкает тормоз, сжимая пакет тормозных дисков 18 и прекращая вращение колеса самолета за счет трения фрикционных поверхностей вращающихся и невращающихся тормозных дисков 18. Одновременно на эту же величину, равную h, смещается втулка 8 с телами качения 13 до касания последними упора 5. Вместе с поршнем 2 и втулкой 8 перемещается опорный фланец 10, который сжимает пружину растормаживания 16. При сбросе давления рабочей жидкости поршень 2 и втулка 8 с опорным фланцем 10 под действием пружины растормаживания 16 возвращаются в исходное положение. The brake drive with a wear compensator operates as follows. During braking, the piston 2 extends from the housing 1 by the value of h by the pressure of the working fluid and closes the brake, compressing the package of brake disks 18 and stopping the rotation of the aircraft wheel due to friction of the friction surfaces of the rotating and non-rotating brake disks 18. At the same time, by the same amount equal to h, the sleeve 8 with the rolling bodies 13 is displaced until the latter touches the stop 5. Together with the piston 2 and the sleeve 8, the support flange 10 moves, which compresses the brake release spring 16. When the pressure of the working fluid is released, the piston 2 and the sleeve 8 with the support flange 10 under the action of the braking spring 16 is returned to its original position.

При износе пакета тормозных дисков 18 на любую величину Δh поршень 2 в процессе торможения под действием давления рабочей жидкости выдвинется из корпуса 1 на величину h+Δh, при этом упор 5 сместит тела качения 13 внутрь поршня 2 по его внутренней цилиндрической поверхности 12 на величину Δh, обеспечивая освобождение поршня 2 от заклинивания на втулке 8. После сброса давления рабочей жидкости пружина растормаживания 16 возвращает поршень 2 и втулку 8 с опорным фланцем 10 в исходное положение, выдерживая при этом величину зазора h. When the package of brake discs 18 is worn by any value Δh, the piston 2 during braking under the action of the working fluid pressure will move out of the housing 1 by the value h + Δh, while the stop 5 will shift the rolling elements 13 into the piston 2 along its inner cylindrical surface 12 by the value Δh , ensuring the release of the piston 2 from jamming on the sleeve 8. After depressurizing the working fluid, the brake spring 16 returns the piston 2 and the sleeve 8 with the support flange 10 to its original position, while maintaining the clearance h.

Для возврата устройства в первоначально исходное положение при замене изношенного пакета тормозных дисков 18 новым корпус 1 сообщают со сливом и далее прикладывают к дну поршня 2 с внешней стороны механическое усилие, величина которого несколько больше усилия поджатия возвратной пружины 14. Под действием этого усилия поршень 2, отжимая от заклинивания тела качения 13, свободно перемещается в глубь корпуса 1 до первоначально исходного положения, а тела качения 13 затем заклинивают поршень 1 на конической поверхности 9 втулки 8. To return the device to its original starting position when replacing the worn package of brake discs 18 with a new body 1, they communicate with the drain and then apply mechanical force to the bottom of the piston 2 from the outside, the magnitude of which is slightly greater than the force of the compression of the return spring 14. Under the action of this force, the piston 2, wringing rolling element 13 from jamming, it moves freely deep into the housing 1 to its original starting position, and rolling elements 13 then jam the piston 1 on the conical surface 9 of the sleeve 8.

Таким образом выполнение втулки с рабочей конической поверхностью, обращенной в сторону ее опорного фланца, т.е. в сторону, противоположную ходу замыкания тормоза, при организации на штоке упора со стороны наружного торца втулки с зазором относительно тел качения, равным рабочему ходу замыкания тормоза, позволяет удерживать величину заданного зазора между телами качения и упором постоянной независимо от нагрузок, вызываемых высокочастотными колебаниями, возникающими в процессе торможения, и тем самым повысить срок службы и эксплуатационную надежность тормоза и обеспечивает возможность возврата в первоначально исходное положение всего устройства при замене изношенного пакета тормозных дисков новым без демонтажа и разборки тормоза. Thus, the execution of the sleeve with a working conical surface facing its supporting flange, i.e. in the direction opposite to the course of the brake closure, when the sleeve is arranged on the rod from the outer end face of the sleeve with a clearance relative to the rolling bodies equal to the working stroke of the brake closure, it allows you to keep the specified clearance between the rolling bodies and the stop constant regardless of the loads caused by high-frequency vibrations arising during braking, and thereby increase the service life and operational reliability of the brake and provides the ability to return to the original starting position of the entire device Islands when replacing worn brake discs new package without removing and disassembling the brake.

Claims

A brake actuator with a wear compensator, comprising a housing, a hollow piston housed in the housing, preloaded by a brake spring, and a piston rod with a stop and an axially movable sleeve, at one end of which a support flange is arranged, and a conical working surface located at the other end in engagement with the piston by means of rolling bodies located between the inner cylindrical surface of the piston and the conical surface of the sleeve and pressed against the latter by a return spring supported in the supporting flange of the sleeve, characterized in that the piston is mounted in a sleeve fixedly mounted in the housing, the rod is rigidly connected to the housing, while the working conical surface of the sleeve faces its supporting flange, the brake spring is located between the supporting flange of the sleeve and the sleeve, and the rod stop is arranged on the outer side the end face of the sleeve with a clearance relative to the rolling elements equal to the stroke of the brake.