專利名稱：盤式剎車自動補償間隙的制動鉗的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油鉆機剎車制動裝置，更具體的說是可自動 補償剎車塊與剎車盤間隙的鉆機絞車盤式剎車制動鉗。
背景技術：
盤式剎車是保障石油鉆機安全的關鍵裝置，其制動可靠性直接影響 著整個鉆井作業(yè)的安全性。而作為盤式剎車關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 時，工作鉗上的剎車塊與剎車盤之間產生摩擦，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 任務的行程加大，剎車靈敏度和剎車制動力降低。如何及時補償盤式剎 車的剎車塊與剎車盤之間間隙，成為一個必須克服的難點。目前有兩種常用的方案實現補償石油鉆機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節(jié)器，采用手動調節(jié)螺桿上 的螺母，補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 一是需要手動調節(jié)，勞動強度較大，不安全因素多；二是在快 速起下鉆施工時剎車塊快速磨損，剎車塊與剎車盤之間間隙快速增大， 需要及時調整螺母補償間隙。人工手動調整螺母補償間隙明顯滯后；三 是需要經常性的調節(jié)，現場的操作人員可能存在疏忽，調節(jié)不及時，造 成延誤調整間隙的時機。第二種方案是采用雙液缸形式補償剎車塊與剎 車盤之間的間隙，即工作鉗增加了一個液缸專門用以調節(jié)工作鉗，從而 實現剎車塊與剎車盤之間間隙的自動調整。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液壓油和液壓動力源，維修不便，成本更高；二是這種液缸結構復雜，維修困難；三是由于液壓油的不可 壓縮性，它并不能實現剎車塊與剎車盤之間的間隙真正意義上的自動補 償。中國專利公告號為CN2448999Y，提供了一種間隙自動補償制動缸， 采用雙液缸形式。結構是有大、小活塞和一個由兩個不同缸徑的缸體 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；小活塞與大活塞相對且緊貼，裝于變徑缸體的小缸徑內。同時大活 塞的底面與變徑缸內臺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)點是制動靈敏，安全可靠地自動補償剎車塊與剎車盤 的摩擦間隙。中國專利公告號為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 置在盤外圓的兩側，和杠桿一端鉸接的鉗體固連，和鉗架固連的支桿經 銷軸與杠桿箱孔呈滑動配合，杠桿另一端經銷軸分別與活塞，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，調整方便。實用新型內容本實用新型目的在于是提供一種盤式剎車自動補償間隙的制動鉗， 當剎車塊磨損后，能自動補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自動調整，并具有調節(jié)準確、安全可靠。克服雙 液缸形式補償剎車間隙裝置結構復雜，維修不方便等不足。本實用新型的目的是這樣實現的盤式剎車自動補償間隙的制動鉗 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。鉆機絞 車滾筒轉動帶動剎車盤轉動。在剎車制動過程中，工作鉗與安全鉗協調配合組成剎車副，工作鉗或安全鉗卡緊剎車盤，實現鉆機絞車滾筒制動。 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個鉗體內側。2個鉗體分別通 過銷軸與2個工作杠桿端部連接，采用銷軸連接的目的是自動調整鉗體 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。 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個工作杠桿 的另一端部分別固定有鉗缸銷軸。2個鉗缸銷軸之間連接有工作油缸。 在兩個鉗缸銷軸的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿。相對的兩個彈簧張緊 螺桿上連接有螺旋彈簧。當工作油缸收縮時，2個工作杠桿以工作杠桿 銷軸為中心轉動，帶動鉗體和剎車塊張開，剎車塊脫離開剎車盤。工作 鉗處于松開狀態(tài)。當工作油缸伸長，工作油缸推動工作杠桿以工作杠桿 銷軸為中心轉動，帶動鉗體和剎車塊張開，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 蓋之間有棘爪機構。使活塞桿伸出部分不能收縮回缸體內。當盤式剎車 的剎車塊磨損后，剎車塊與剎車盤之間的間隙增加時，工作油缸的活塞 桿伸長。棘爪機構及時分階段鎖定活塞桿伸長的長度?？朔x車塊執(zhí)行 剎車任務的行程過大，剎車靈敏度和剎車制動力降低的不足。所述的棘爪機構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。所述的棘爪機構至少有2套，均勻分布在活塞桿的周圍。本實用新型的有益效果是盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，該裝 置通過工作液缸上的棘爪機構，解決盤式剎車剎車塊與剎車盤之間的間隙調整問題。工作液缸帶有多級棘爪機構，可以分級調整工作液缸工作 行程，達到安全便捷調節(jié)補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重的狀態(tài)下也能安全快速地實現間隙補償，實現 及時可靠剎車，從而保證了整個剎車系統的安全性與可靠性。使間隙調 節(jié)變得更方便、快捷，并實現自動調節(jié)。與雙液壓缸式調節(jié)結構相比較， 結構簡單，可更方便地調節(jié)維護；實現了真正意義上的自動分級調節(jié)；與機械式調節(jié)螺桿結構相比較，無需手動調節(jié)，更加安全及時。

圖1為盤式剎車自動補償間隙的制動鉗結構立體示意圖，主要示意工作鉗、安全鉗、剎車盤和鉗架四部分的位置關系。圖2為盤式剎車自動補償間隙的制動鉗的工作鉗結構立體示意圖。圖3為帶有棘爪機構的工作油缸結構立體示意圖。圖4為棘爪機構與活塞桿和油缸蓋位置關系示意圖。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.棘爪機構，16.活塞桿，17.油缸蓋，18.工作油缸。
具體實施方式
實施例1:參閱圖1。盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，主要由圓盤形剎車盤l、 2個工作鉗2、 2個安全鉗3及弧形鉗架4組成，剎車盤l 固定在鉆機絞車滾筒上，鉗架4通過螺釘固定在絞車底座上，2個工作 鉗2和2個安全鉗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個鉗體6內側。2個鉗體6分別通過銷軸7與2個工 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-。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個工作杠桿8的另一端部分別 固定有鉗缸銷軸14。 2個鉗缸銷軸14之間連接有工作油缸18。在兩個 鉗缸銷軸14的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿13。相對的兩個彈簧張緊 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套棘爪機構15。 2套棘爪機構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上固定有兩個棘爪。棘爪上有扭矩彈簧。簡述盤式剎車自動補償間隙的制動鉗的工作原理，有助于理解本實 用新型。在鉆機絞車剎車時，油液經液壓管線送入工作油缸18，使活塞 桿16與工作油缸18作相對運動，通過杠桿原理，工作杠桿8帶動一副 剎車塊5運動，當在油壓力的作用下相對的2塊剎車塊5貼在剎車盤1 上時，剎車塊5與剎車盤1相互之間產生正壓力，大小與工作油缸內的 油壓力成正比，剎車塊5與剎車盤1之間產生摩擦，以控制鉆機絞車的 轉動速度，直至剎停。液壓管線油壓卸荷時，活塞桿16通過拉伸螺旋彈 簧12力拉力復位，即松開剎車。當剎車塊5的磨損量達到一定程度后， 隨著剎車工作油缸活塞桿16的外伸加長，在工作油缸蓋17上的棘爪會 進入活塞桿16上的第一個棘齒，由于棘爪機構的單向傳動性，使得工作油缸18上的活塞桿16被卡于該位置上，以實現活塞桿16行程的調整， 進而改變剎車塊5與剎車盤1之間的最大剎車間隙。在剎車塊5磨損進 一步嚴重的時候，在工作油缸蓋17上的棘爪就會越過一個棘齒到達另一 個棘齒，從而實現剎車塊5與剎車盤1之間間隙調整的分級控制。從而 使間隙調節(jié)變得更方便、快捷，并實現自動調節(jié)。安全鉗3的工作原理是，壓力油進入安全鉗3油缸，壓縮碟形彈簧， 拉動兩端的杠桿使安全鉗3的剎車塊相對張開，安全鉗3處于松剎狀態(tài)； 當壓力油卸荷時，被壓縮的碟形彈簧恢復變形，通過杠桿推動剎車塊， 使之抱住剎車盤，此時安全鉗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，組成一個復合式剎車系統， 形成安全互鎖的剎車機構，確保整個石油鉆機剎車系統安全可靠。
權利要求1、一種盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，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個鉗體(6)內側，2個鉗體(6)分別通過銷軸(7)與2個工作杠桿(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，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個工作杠桿(8)的另一端部分別固定有鉗缸銷軸(14)，2個鉗缸銷軸(14)之間連接有工作油缸(18)，在兩個鉗缸銷軸(14)的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿(13)，相對的兩個彈簧張緊螺桿(13)上連接有螺旋彈簧(12)。
2、 根據權利要求1所述的盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，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)之間有棘爪機構(15)。
3、 根據權利要求2所述的盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，其特征 是所述的棘爪機構(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、 根據權利要求2或3所述的盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，其 特征是所述的棘爪機構(15)至少有2套，棘爪機構(15)均勻分布在活塞桿(16)的周圍。
5、根據權利要求2或3所述的盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，其特征是所述的棘爪機構(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。
專利摘要盤式剎車自動補償間隙的制動鉗，應用于石油鉆機剎車制動裝置上。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個鉗體內側。2個鉗體分別通過銷軸與2個工作杠桿端部連接。2個工作杠桿的另一端部分別固定有鉗缸銷軸。2個鉗缸銷軸之間連接有工作油缸。在兩個鉗缸銷軸的兩端分別固定有彈簧張緊螺桿。相對的兩個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構。效果是能補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現間隙補償，保證剎車系統的安全性與可靠性。使間隙調節(jié)自動、方便、快捷。
文檔編號F16D65/18GK201106642SQ20072019056
公開日2008年8月27日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權日2007年12月4日
發(fā)明者輝 楊, 強 邵, 郭慧娟, 馬青芳 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院