Дисковый тормозной механизм с механическим приводом

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ С МЕХАНИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Мельников Александр СергеевичСазонов Игорь СергеевичКим Валерий АндреевичМамити Герас Ильич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Дисковый тормозной механизм с механическим приводом, содержащий корпус, установленную на нем тормозную скобу с тормозными колодками, охватывающую тормозной диск, установленный с возможностью перемещения и воздействия на одну из тормозных колодок цилиндр, на котором неподвижно установлены штифты с возможностью перемещения по выполненным в тормозной скобе наклонным пазам при перемещении цилиндра,и связанный с цилиндром приводной рычаг, отличающийся тем, что включает втулки,установленные на штифтах с возможностью вращения и качения по наклонным пазам, регулировочный винт, установленный в цилиндре с возможностью установки и регулировки зазора между тормозными колодками и тормозным диском, при этом каждый наклонный паз, выполненный в тормозной скобе, имеет два участка с разными углами наклона, выбранными из диапазона от 20 до 35, соответствующие двум этапам движения тормозных колодок к тормозному диску. 16280 1 2012.08.30 Изобретение относится к механизмам для преобразования кинетической энергии в механическую работу фрикционных элементов и может быть использовано в качестве тормозного механизма рабочей тормозной системы колесного транспортного средства. Известно типичное устройство дискового тормозного механизма, содержащего суппорт, два гидравлических тормозных цилиндра, тормозные колодки, тормозной диск,направляющие и крепежные элементы, трубопроводы 1. Наиболее существенными особенностями данного дискового тормозного механизма являются его сложность, высокая стоимость и опасность потери работоспособности при нередком выходе из строя тормозного шланга. Вероятность разрыва тормозных шлангов ограничивает давление в тормозной системе, что приводит к необходимости использования многопоршневых дисковых тормозных механизмов. Это означает, что использование гидравлического дискового тормоза влечет за собой как увеличение общей стоимости транспортного средства, так и его сложности. В качестве прототипа выбран дисковый тормозной механизм, содержащий корпус,тормозную скобу, тормозные колодки, тормозной диск, приводной рычаг и кинематически подвижный цилиндр с неподвижно установленными на его поверхности штифтами, имеющий возможность при вращении перемещаться вдоль собственной оси, параллельной оси вращения тормозного диска за счет скольжения штифтов по наклонным пазам, выполненным в скобе 2. Однако прототип характеризуется недостаточной эффективностью, невысоким быстродействием, отсутствием механизма регулировки зазора между тормозными колодками и тормозным диском, увеличенным трением на контактирующих поверхностях пазов и скользящих по ним штифтов. Задача изобретения - повышение эффективности тормозного механизма и быстродействия, обеспечение возможности регулирования зазора между тормозными колодками и тормозным диском, снижение трения на контактирующих поверхностях пазов и скользящих по ним штифтов. Указанная задача достигается тем, что дисковый тормозной механизм с механическим приводом, содержащий корпус, установленную на нем тормозную скобу с тормозными колодками, охватывающую тормозной диск, установленный с возможностью перемещения и воздействия на одну из тормозных колодок цилиндр, на котором неподвижно установлены штифты с возможностью перемещения по выполненным в тормозной скобе наклонным пазам при перемещении цилиндра, и связанный с цилиндром приводной рычаг, согласно изобретению, включает втулки, установленные на штифтах с возможностью вращения и качения по наклонным пазам, регулировочный винт, установленный в цилиндре с возможностью установки и регулировки зазора между тормозными колодками и тормозным диском, при этом каждый наклонный паз, выполненный в тормозной скобе,имеет два участка с разными углами наклона, выбранными из диапазона от 20 до 35, соответствующие двум этапам движения тормозных колодок к тормозному диску. При повороте рычага под действием тросового привода происходит поворот цилиндра, на боковой поверхности которого неподвижно установлены штифты. При вращении цилиндра штифты скользят по наклонным пазам, выполненным в цилиндрической части тормозной скобы. При вращении цилиндра одновременно происходит перемещение цилиндра вдоль своей оси параллельной оси тормозного диска. Перемещаясь, цилиндр прижимает тормозную колодку к диску. Осевое перемещение цилиндра вызывает реактивное движение скобы, которая прижимает другую тормозную колодку к тормозному диску с другой стороны. В предлагаемой конструкции дискового тормозного механизма, изменяя угол наклона пазов, выполненных в тормозной скобе, задают оптимальный закон движения тормозных колодок при движении их к тормозному диску. Разделение пазов в тормозной скобе на два участка соответствует двум этапам движения тормозных колодок к тормозному диску. На первом этапе происходит сближение тормозных колодок с тормоз 2 16280 1 2012.08.30 ным диском, сопротивление движению тормозных колодок незначительное, так как вызвано лишь потерями на трение на направляющих поверхностях, по которым движутся тормозные колодки. В то же время необходимо сократить длительность первого этапа, так как это увеличит быстродействие тормозного механизма. В связи с этим угол наклона первого участка паза целесообразно выполнять с большим значением по отношению к углу наклона второго участка, так как больший угол наклона позволяет увеличить перемещение при одновременном уменьшении усилия на подвижном цилиндре и соответственно на тормозных колодках. На втором этапе, когда происходит сжатие тормозными колодками тормозного диска,угол наклона паза в тормозной скобе должен обеспечивать высокие нажимные усилия. В связи с этим угол наклона второго участка пазов должен быть меньшим по сравнению с первым участком. Точные значения углов наклона обоих участков пазов, выполненных в тормозной скобе, зависят от необходимых значений нажимных усилий, которые в свою очередь зависят от значения необходимого тормозного момента, зависящего для транспортных средств от массы транспортного средства, сцепления шин с опорной поверхностью и других факторов. В связи с этим углы наклона участков в тормозной скобе заданы диапазоном 2035, в котором наиболее вероятно будут находиться их значения для обеспечения эффективного торможения различных транспортных средств или обеспечения эффективного функционирования тормозных систем различных машин и механизмов. Благодаря оптимальному подбору углов наклона значительно повышается эффективность и быстродействие тормозного механизма. Регулировочный винт позволяет установить начальный зазор между тормозными колодками и тормозным диском при сборке тормозного механизма, а также отрегулировать величину зазора между тормозными колодками и тормозным диском при износе тормозных накладок в процессе эксплуатации. Втулки, подвижно установленные на штифты,значительно уменьшают трение при скольжении штифтов по наклонным пазам, так как втулки, подвижно установленные на штифты, позволяют заменить трение скольжения трением качения. Благодаря этому уменьшаются потери приводного усилия, снижается износ пазов и штифтов, увеличивается срок службы тормозного механизма. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен разрез дискового тормозного механизма, на фиг. 2 - вид сверху. Дисковый тормозной механизм с механическим приводом, содержащий корпус 4,установленную на нем тормозную скобу 7 с тормозными колодками 6, охватывающую тормозной диск 5, установленный с возможностью перемещения и воздействия на одну из тормозных колодок цилиндр 2, на котором неподвижно установлены штифты 9 с возможностью перемещения по выполненным в тормозной скобе 7 наклонным пазам при перемещении цилиндра 2, и связанный с цилиндром 2 приводной рычаг 3, согласно изобретению, включает втулки 10, установленные на штифтах 9 с возможностью вращения и качения по наклонным пазам, регулировочный винт 8, установленный в цилиндре 2 с возможностью установки и регулировки зазора между тормозными колодками 6 и тормозным диском 5, при этом каждый наклонный паз, выполненный в тормозной скобе 7,имеет два участка с разными углами наклона, выбранными из диапазона от 20 до 35, соответствующие двум этапам движения тормозных колодок 6 к тормозному диску 5. Рычаг 3 закреплен на цилиндре 2 с помощью гайки 1, навинченной на регулировочный винт 8. Дисковый тормозной механизм работает следующим образом. Воздействие, приложенное на рычаг 3, вызывает вращение цилиндра 2. Одновременно с вращением цилиндра 2 происходит его осевое перемещение. Осевое перемещение обеспечивается скольжением штифтов 9, неподвижно установленных на боковой поверхности цилиндра 2, по наклонным пазам, при этом каждый паз, выполненный в скобе 7, имеет два участка, угол наклона 3 16280 1 2012.08.30 каждого участка составляет от 20 до 35, например угол наклона первого участка 30, а угол наклона второго участка 23. Втулки 10, подвижно установленные на штифтах 9,вращаясь, перекатываются по наклонным пазам. Перемещаясь в осевом направлении цилиндр 2 прижимает левую тормозную колодку к тормозному диску 5. Тормозная скоба 7 под действием реактивного усилия, возникающего при скольжении штифтов 9 по наклонным пазам, перемещаясь в противоположном направлении, прижимает правую тормозную колодку к тормозному диску 5 с другой стороны. При снятии управляющего воздействия с рычага 3 тормозные колодки 6 возвращаются в первоначальное положение. Регулирование зазора между тормозным диском 3 и тормозными колодками 6 производится вращением регулировочного винта 8. Вкручивая регулировочный винт 8 в цилиндр 2, уменьшают зазор между тормозным диском 5 и тормозными колодками 6, для увеличения зазора между тормозным диском 5 и тормозными колодками 6 регулировочный винт 8 выкручивают из подвижного цилиндра 2. Источники информации 1. Автомобили Конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть Учеб. пособие для вузов/ А.И. Гришкевич, Д.М. Ломако, В.П. Автушко и др. Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн. Выш. шк., 1987. - 200 с. ил. С. 54-56. 2. Патент РБ 4005. Тормозной механизм, МПК 16 55/00 // ОБ 5. - 2007. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4