Привод тормоза с компенсатором износа

 

Использование: для торможения и растормаживания колес с дисковыми тормозами. Сущность изобретения: привод содержит корпус 5 с расположенными в нем полым поршнем 1, в котором жестко закреплен фиксирующий элемент 2 с упором 24. В полости поршня 1 установлены втулка 8 с фланцем 23, буртиком 16 и внутренней наклонной поверхностью 9, обращенной к поршню 1, и жестко связанной поверхностью 9, обращенной к поршню 1, и жестко связанный с корпусом 5 шток 7. К буртику 16 втулки 8 со стороны поршня 1 подпружинено упорное кольцо 15 с внутренней наклонной поверхностью 14. Между фланцем 23 втулки 8 и фиксирующим элементом 2 размещена пружина растормаживания 6, а между цилиндрической поверхностью штока 7 и наклонными поверхностями втулки 8 и упорного кольца 15 размещены тела качения 11, 13, подпружиненные к наклонным поверхностям 9, 14 установленной между телами качения 11, 13 разжимной пружиной 12. При этом тела качения 11, 13 размещены в двухрядной обойме 21 с возможностью осевого смещения и подпружинены к элементам обоймы. Упор 24 фиксирующего элемента 2 расположен с возможностью взаимодействия с телами качения 11 и с зазором относительно их, величина которого равна ходу замыкания тормоза. Между поршнем 1 и телами качения 13 установлена возвратная втулка 22. подвижная в осевом направлении, и с зазором относительно них. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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, например, летательных аппаратов.

Известен привод дискового тормоза с компенсатором износа, содержащий полый поршень, установленный в корпусе, и размещенные в указанной полости пружину растормаживания, подпружинивающую поршень через жестко с ним связанный фиксирующий элемент, выполненный с упором, подвижную в осевом направлении втулку с фланцем для упора пружины растормаживания и с внутренней наклонной поверхностью, обращенной к поршню, жестко связанный с корпусом неподвижный шток с цилиндрической поверхностью и ряд тел качения, расположенных равномерно по окружности между наклонной поверхностью втулки и цилиндрической поверхностью штока и подпружиненных со стороны поршня к упомянутой наклонной поверхности втулки разжимной пружиной, размещенной во внутренней полости втулки, при этом упор фиксирующего элемента расположен с возможностью взаимодействия с телами качения в направлении, противоположном направлению их подпружинивания, т. е. в направлении хода замыкания тормоза, и с зазором относительно них, величина которого равна рабочему ходу поршня, т.е. ходу замыкания тормоза [1] Такая конструкция имеет недостаточную эксплуатационную надежность из-за возможности увеличения хода замыкания тормоза, т.е. рабочего хода поршня сверх необходимого для торможения. Это объясняется тем, что при пробеге самолета без торможения из-за колебаний шасси на поршень воздействуют многократные осевые ударные нагрузки со стороны свободно перемещающихся (колеблющихся) вправо и влево тормозных дисков. Под действием этих ударных нагрузок поршень, а вместе с ним и втулка с наклонной поверхностью смещаются при каждом ударе в глубь корпуса, освобождая тела качения от заклинивания, которые под действием разжимной пружины также смещаются в глубь корпуса и поджимаются к наклонной поверхности втулки, а при прекращении действия нагрузки на поршень вновь заклинивают втулку на штоке, оставляя поршень в смещенном положении. В результате увеличивается зазор между поршнем и пакетом тормозных дисков и соответственно увеличивается ход замыкания тормоза. А это ведет к увеличению времени на затормаживание, особенно при работе антиюзовой автоматики, что крайне нежелательно для скоростных и тяжелых самолетов, поскольку может не хватить взлетопосадочной полосы. Кроме того, это ведет к увеличению расхода рабочей жидкости, требующего повышения мощности гидронасоса, а значит, и его габаритов и массы.

Технический результат от использования предлагаемого решения выражается в исключении возможности увеличения зазора между поршнем и пакетом тормозных дисков и тем самым в обеспечении постоянного хода замыкания тормоза, а также в обеспечении демпфирования ударных нагрузок со стороны пакета тормозных дисков, что в итоге повышает эксплуатационную надежность тормоза. В то же время предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность возврата привода тормоза в первоначально исходное положение при замене изношенного пакета тормозных дисков новым без демонтажа тормоза с оси шасси, отсоединения его от гидросистемы самолета и без разборки тормоза и его привода, что значительно облегчает и упрощает обслуживание самолета в эксплуатации, а также уменьшает время его обслуживания.

Указанный результат достигается за счет того, что привод тормоза с компенсатором износа содержит корпус, установленный в нем поршень, поджатый посредством пружины растормаживания, установленные в полости поршня подвижную в осевом направлении втулку с наклонным в сторону поршня участком на ее внутренней поверхности и фланцем, фиксирующий элемент, шток с цилиндрической поверхностью и первый ряд тел качения, расположенных посредством обоймы равномерно по окружности между цилиндрической поверхностью штока и наклонной поверхностью втулки и поджатых в осевом направлении разжимной пружиной к наклонной поверхности втулки, в полости втулки со стороны поршня установлены подвижное в осевом направлении упорное кольцо с внутренней наклонной поверхностью, обращенной к наклонной поверхности втулки, и второй ряд тел качения, расположенных в обойме равномерно по окружности между цилиндрической поверхностью штока и наклонной поверхностью упорного кольца, причем упорное кольцо подпружинено относительно втулки в направлении наклона его внутренней поверхности, шток жестко связан с корпусом, а фиксирующий элемент с поршнем, при этом тела качения обоих рядов установлены в обойме с возможностью осевого смещения и поджаты к ней и относительно друг друга разжимной пружиной, причем пружина растормаживания расположена в полости поршня между фланцем втулки и фиксирующим элементом, который выполнен с упором, расположенным с зазором относительно первого ряда тел качения с возможностью взаимодействия с ним, величина которого равна ходу замыкания тормоза.

Привод тормоза может быть снабжен дополнительной втулкой, установленной между поршнем и вторым рядом тел качения, с возможность контактирования с последними.

Предложенное техническое решение позволяет устранить влияние смещения поршня в глубь корпуса под действием осевых ударных нагрузок на положение тел качения на неподвижном штоке и тем самым сохранить неизменным ход замыкания тормоза.

Достигается это следующим образом.

При смещении поршня и втулки в глубь корпуса от действия ударной нагрузки тела качения второго ряда, заклиненные на штоке наклонной поверхностью упорного кольца, удерживают в неизменном положении размещенные в одной с ними обойме тела качения первого ряда, не позволяя последним заклинивать смещенную втулку. А это в свою очередь обеспечивает возврат втулки и поршня посредством возвратной пружины в прежнее положение при прекращении действия ударной нагрузки. А размещение возвратной пружины между поршнем и упорным кольцом, кроме возврата втулки и поршня в прежнее положение, обеспечивает демпфирование ударных нагрузок, воздействующих на элементы привода. При этом установленная на штоке между поршнем и телами качения второго ряда возвратная втулка с соответствующим зазором от последних, исключая влияние ударных нагрузок на тела качения, обеспечивает при замене изношенных тормозных дисков возможность возврата привода в первоначально исходное положение без демонтажа тормоза с оси шасси, отсоединения его от гидросистемы самолета и без разборки тормоза и его привода.

На фиг. 1 представлен привод тормоза с компенсатором износа в продольном сечении; на фиг. 2 размещение тел качения в обойме.

Привод тормоза с компенсатором износа содержит полый поршень 1 с фиксирующим элементом 2 и стопорным кольцом 3, установленный с помощью резьбовой гильзы 4 в корпусе 5, и размещенные в полости поршня 1 пружину растормаживания 6, неподвижный шток 7 с цилиндрической поверхностью, жестко закрепленный в корпусе 5 гильзой 4, подвижную втулку 8 с внутренней наклонной поверхностью 9, обращенной к поршню 1, поджатую своим торцом 10 к дну поршня 1 пружиной растормаживания 6, тела качения 11 первого ряда, равномерно расположенные вокруг цилиндрической поверхности неподвижного штока 7 и пожатые к внутренней наклонной поверхности 9 втулки 8 разжимной пружиной 12, тела качения 13 второго ряда, также равномерно расположенные вокруг цилиндрической поверхности неподвижного штока 7 и поджатые разжимной пружиной 12 к внутренней наклонной поверхности 14 упорного кольца 15, обращенной к внутренней наклонной поверхности 9 втулки 8. Упорное кольцо 15 установлено подвижно относительно втулки 8 и подпружинено со стороны поршня 1 к буртику 16, выполненному на внутренней цилиндрической поверхности 17 втулки 8, с помощью возвратной пружины 18, опертой в шайбу 19, закрепленную во втулке 8 стопорным кольцом 20. Подпружиненные разжимной пружиной 12 относительно друг друга к наклонным поверхностям 9 и 14 соответственно втулки 8 и упорного кольца 15 тела качения 11 и 13 первого и второго рядов размещены в охватывающей их двухрядной обойме 21. На неподвижном штоке 7 между поршнем 1 и телами качения 13 второго ряда установлена подвижная в осевом направлении возвратная втулка 22 с зазором "l", равным не менее величины размаха колебаний шасси в направлении оси поршня 1. Пружина растормаживания 6 размещена между фланцем 23, предусмотренным на втулке 8, и фиксирующим элементом 2, на котором выполнен упор 24. Расстояние "l₁" от упора 24 фиксирующего элемента 2 до тел качения 11 первого ряда равно рабочему ходу "l₂" поршня 1 до пакета тормозных дисков 25. т.е. ходу замыкания тормоза. Для подачи рабочей жидкости из канала 26 корпуса 5 в полость поршня 1 в гильзе 4 с внутреннего торца выполнены радиальные пазы 27, а в фиксирующем элементе 2 сквозные отверстия 28. На внутренней и внешней цилиндрических поверхностях гильзы 4 выполнены канавки 29 и 30, в которых установлены уплотнительные кольца 31 и 32 соответственно.

Гнезда в обойме 21 под тела качения 11 и 13 выполнены удлиненными в осевом направлении от внутреннего и внешнего торцов внутрь обоймы 21 для обеспечения свободного смещения на определенную величину тел качения 11 и 13 в направлении, противоположном направлению их подпружинивания.

Усилия разжимной пружины 12 и возвратной пружины 18 составляет 3 5% и 6 8% соответственно от усилия пружины растормаживания 6, а угол наклонных поверхностей 9 и 14 (конусность) выбран в пределах 6 10^o.

Привод тормоза с компенсатором износа работает следующим образом.

В процессе торможения поршень 1 под действием давления рабочей жидкости выдвигается из корпуса 5 на величину "l₂" и замыкает тормоз, сжимая пакет тормозных дисков 25 и прекращая вращение колеса самолета за счет трения фрикционных поверхностей вращающихся и невращающихся тормозных дисков 25. Одновременно на эту же величину, равную "l₁", смещается фиксирующий элемент 2, закрепленный жестко в полости поршня 1 стопорным кольцом 3, до касания упором 24 тел качения 11 первого ряда. Втулка 8 со всеми элементами, размещенными в ее полости, остается при этом неподвижной благодаря заклиниванию ее телами качения 11 первого ряда на неподвижном штоке 7. При сбросе давления рабочей жидкости поршень 1 вместе с фиксирующим элементом 2 и его упором 24 под действием пружины растормаживания 6 вернется в исходное положение.

В процессе пробега самолета без торможения пакет тормозных дисков 25 за счет зазора "l₂" будет свободно перемещаться (колебаться) вправо и влево в направлении оси поршня 1 на величину размаха колебаний шасси и будет при соударении с поршнем 1 перемещать последний вместе с втулкой 8 в глубь корпуса 5, дополнительно поджимая возвратную пружину 18. При этом упорное кольцо 15, заклиненное телами качения 13 второго ряда на неподвижном штоке 7, остается неподвижным. Неподвижными остаются и тела качения 11 первого ряда за счет обоймы 21, удерживающей тела качения 11 и 13. Между буртиком 16 втулки 8 и ответным торцом упорного кольца 15 образуется зазор, равный ходу поршня 1 в глубь корпуса 5. При этом возвратная втулка 22 не касается тел качения 13 второго ряда. При перемещении пакета тормозных дисков 25 от поршня 1 последний вместе с втулкой 8 под действием возвратной пружины 18 вернется в исходное положение, сохраняя неизменным зазор "l₂" в пакете тормозных дисков 25, т.е. сохраняя постоянство хода замыкания тормоза. При этом возвратная пружина 18, дополнительно поджимаясь при ударе пакета тормозных дисков 25 о поршень 1, демпфирует, исключая возможность воздействия упомянутого удара на элементы привода.

При износе пакета тормозных дисков 25 на любую величину Δl поршень 1 в процессе торможения под действием давления рабочей жидкости сместится из корпуса 5 на величину l₂+Δl, на эту же величину, равную l₁+Δl, сместится и связанный с ним жестко фиксирующий элемент 2 с упором 24. Упор 24 сместит тела качения 11 первого ряда на величину Δl в пределах удлиненных гнезд в обойме 21. обеспечивая освобождение втулки 8 от заклинивания ее на неподвижном штоке 7. Освобожденная втулка 8 под действием пружины растормаживания 6 также сместится на величину Δl и вновь заклинится под действием разжимной пружины 12 на неподвижном штоке 7 телами качения 11 первого ряда, освобождающимися от действия упора 24 фиксирующего элемента 2. Вместе с втулкой 8 под действием ее буртика 16, разжимной пружины 12 и двухрядной обоймы 21 на ту же величину Δl сместятся одновременно упорное кольцо 15, тела качения 13 второго ряда, возвратная пружина 18, шайба 19 и стопорное кольцо 20. При этом зазор между торцом 10 втулки 8 и дном поршня 1 будет равен величине l₂ рабочего хода поршня 1. В процессе растормаживания после сброса давления поршень 1 под действием пружины растормаживания 6 сместится в глубь корпуса 5 до упора в торец 10 втулки 8, при этом зазор между поршнем 1 и пакетом тормозных дисков 25 будет равен исходной величине l₂.

Для возврата устройства в первоначально исходное положение при замене изношенного пакета тормозных дисков 25 канал 26 сообщают со сливом и далее прикладывают к дну поршня 1 с внешней стороны механическое усилие, величина которого несколько больше усилия поджатия пружины растормаживания 6. Под действием этого усилия поршень 1, а вместе с ним и втулка 8 будут смещаться в глубь корпуса 5 до упора возвратной втулки 22 в тела качения 13 второго ряда, пока не выберется зазор l между возвратной втулкой 22, поршнем 1 и телами качения 13. До этого момента тела качения 13 удерживают на неподвижном штоке 7 в заклиненном состоянии упорное кольцо 15. При этом возвратная пружина 18 дополнительно сжимается, а между упорным кольцом 15 и буртиком 16 втулки 8 образуется зазор, равный l. Такой же зазор, равный l, образуется между телами качения 11 первого ряда и внутренней наклонной поверхностью 9 втулки 8. При дальнейшем воздействии механического усилия на поршень 1 возвратная втулка 22 отжимает тела качения 13 второго ряда от внутренней наклонной поверхности 14 упорного кольца 15, а вместе с телами качения 13 второго ряда под действием разжимной пружины 12 смещаются двухрядная обойма 21 и тела качения 11 первого ряда. При этом возвратная пружина 18 непрерывно поджимает упорное кольцо 15 к телам качения 13. И все устройство смещается в глубь корпуса 5 до упора поршня 1 своим внутренним торцом в дно корпуса 5, т.е. возвращается в первоначально исходное положение. После снятия механического усилия тела качения 13 второго ряда вновь заклинят упорное кольцо 15, а далее возвратная пружина 18 сместит (возвратит) поршень 1 и втулку 8 в обратную сторону, т.е. в сторону выхода поршня 1 из корпуса 5 на величину l, т.е. до заклинивания втулки 8 телами качения 11 первого ряда. Все устройство займет первоначально исходное положение, а тела качения 11 и 13 заклинят втулку 8 и упорное кольцо 15.

Выполнение привода тормоза с установкой внутри втулки между поршнем и разжимной пружиной подвижного в осевом направлении относительно втулки упорного кольца с внутренней наклонной поверхностью, обращенной к внутренней наклонной поверхности втулки, и второго ряда тел качения, равномерно расположенных по окружности между цилиндрической поверхностью штока и внутренней наклонной поверхностью упорного кольца и подпружиненных к последней разжимной пружиной, и с установкой между поршнем и упорным кольцом возвратной пружины, а между поршнем и вторым рядом тел качения возвратной втулки с зазором, величина которого равна не менее величины размаха колебаний шасси, а также выполнение буртика на внутренней цилиндрической поверхности втулки, к которому возвратная пружина поджимает упорное кольцо, и размещение обоих рядов тел качения в двухрядной охватывающей их обойме с гнездами под них, удлиненными в осевом направлении от торцов внутрь обоймы с возможностью осевого смещения тел качения в направлении, противоположном направлению их подпружинивания друг от друга разжимной пружиной, позволяет устранить влияние смещения поршня в глубь корпуса от действия осевых ударных нагрузок со стороны свободно перемещающихся тормозных дисков на положение тел качения на неподвижном штоке, заклинивающих втулку и упорное кольцо, что обеспечивает постоянство заданного рабочего зазора между поршнем и тормозными дисками, т. е. постоянство хода замыкания тормоза, а также обеспечивает демпфирование ударных нагрузок, воздействующих на элементы привода, и возврат всего устройства в первоначальное исходное положение при замене изношенного пакета тормозных дисков новым без демонтажа тормоза с оси шасси, отсоединения его от гидросистемы самолета и разработки тормоза и его привода.

Формула изобретения

1. Привод тормоза с компенсатором износа, содержащий корпус, установленный в нем поршень с полостью, поджатый посредством пружины растормаживания, установленные в полости поршня подвижную в осевом направлении втулку с наклонным в сторону поршня участком на ее внутренней поверхности и фланцем, фиксирующий элемент, шток с цилиндрической поверхностью и первый ряд тел качения, расположенных посредством обоймы равномерно по окружности между цилиндрической поверхностью штока и наклонной поверхностью втулки и поджатых в осевом направлении разжимной пружиной к наклонной поверхности втулки, отличающийся тем, что в полости втулки со стороны поршня установлены подвижное в осевом направлении упорное кольцо с внутренней наклонной поверхностью, обращенной к внутренней наклонной поверхности втулки, и второй ряд тел качения, расположенных в обойме равномерно по окружности между цилиндрической поверхностью штока и наклонной поверхностью упорного кольца, причем упорное кольцо подпружинено относительно втулки в направлении наклона его внутренней поверхности, шток жестко связан с корпусом, а фиксирующий элемент с поршнем, при этом тела качения обоих рядов установлены в обойме с возможностью осевого смещения и подпружинены к ней и относительно друг друга разжимной пружиной, причем пружина растормаживания расположена в полости поршня между фланцем втулки и фиксирующим элементом, который выполнен с упором, расположенным с зазором относительно первого ряда тел качения с возможностью взаимодействия с ним, величина которого равна ходу замыкания тормоза.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной втулкой, установленной между поршнем и дополнительными телами качения с возможностью контактирования с последними.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2