CN101749347B - 缓冲制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种缓冲制动器，包括：扭簧、拨叉、摩擦副内片、摩擦副外片、碟簧、挡圈、轴承等，该机构在正常传动时，可刚性联接传动链的输入输出端；在输入端停转、大惯量负载发生惯性过冲时则通过扭簧实现缓冲吸能，同时摩擦副打滑进行耗能，防止惯性动能对传动链的冲击损坏；最终在扭簧初始力矩的作用下使传动链回复至停转角度。本发明实现了大惯量传动链的缓冲、耗能、复位等功能，且具有结构简单、工作可靠等特点。

Description

缓冲制动器
技术领域
本发明属于惯性技术领域，具体涉及一种防止大惯量冲击的缓冲制动器。
技术背景
制动器通常分为摩擦式和非摩擦式两大种类，是一种用于机构或机器减速或停止的装置。一般的阻尼器功能单一，仅实现耗能制动的功能。而对于大惯量的载荷，由于传动链具有较大的惯性动能，因此在使其制动的同时，还应具有缓冲、复位等功能，保证传动链前端的齿轮、电机等零部件免受冲击，并使得最终停止角度(零位)不发生偏移。
要达到以上的功能，一般的阻尼器要配合其他缓冲机构使用，这样会导致结构复杂，传动链庞大，系统设计的难度加大。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述特殊状态下大惯量载荷冲击的问题，提出一种缓冲制动器。本发明包括第一螺钉(1)、输入端盖(2)、输出轴(13)、轴承(4)、挡圈(5)、第二压板(6)、第一轴承座(7)、第一轴套(8)、壳体(9)、拨叉(10)、扭簧(11)、第一压板(12)、第二轴套(13)、碟簧(14)、摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)、第一轴承座(17)第二轴承座(17)、第二螺钉(18)、挡盖(19)。
输入端盖(2)通过第一螺钉(1)与壳体(9)刚性联接，第一轴承座(17)第二轴承座(17)通过第二螺钉(18)与壳体(9)的另一端刚性联接，第二压板(6)、第一压板(12)与(13)(7)(2只)对称螺接，并分别固定住扭簧(11)的两端。第二压板(6)、第一压板(12)外侧都设有凸块，可分别拨动输入端盖(2)、壳体(9)上的凸块，拨叉(10)的两端也各设有凸块，可分别拨动两侧第一轴承座(7)上的凸块，拨叉(10)通过渐开线花键和输出轴(13)联动。摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)通过花键分别与壳体(9)、输出轴(13)联动，组成摩擦副。碟簧(14)一侧压在第一轴承座(17)第二轴承座(17)上，另一侧压着摩擦副。挡盖(19)通过螺纹拧在壳体(9)上，在内侧则紧压在摩擦副。
在正常传动时，由于扭簧具有较大的初始力矩，缓冲制动器的输入端盖(2)、壳体(9)和输出轴(13)联为刚性整体，保证转速和转矩的正常传动，缓冲制动器起到联轴器的作用；当电机停转、机构惯性过冲时，缓冲制动器利用扭簧实现对惯性动能的吸收，同时摩擦副开始打滑、耗能，最终由于扭簧的初始力矩作用将机构复位至电机停转位置。
利用本发明可同时实现多个复杂的机械功能。在正常传动时，输入端和输出端刚性链接为一体，传递转速和转矩；在驱动停止时可有效地缓冲耗能，可靠而有效地防止传动链的惯性冲击，并使机构复位至初始零位，保证角位移的精度。
附图说明
图1是本发明的装配视图。
图2是本发明的A-A剖视图。
图3是本发明的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合图1、图2、图3和与具体实施方式对本发明进行进一步详细描述：
在附图1中，包括第一螺钉(1)、输入端盖(2)、输出轴(13)、轴承(4)、挡圈(5)、第二压板(6)、第一轴承座(7)、第一轴套(8)、壳体(9)、拨叉(10)、扭簧(11)、第一压板(12)、第二轴套(13)、碟簧(14)、摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)、第一轴承座(17)第二轴承座(17)、第二螺钉(18)、挡盖(19)。输入端盖(2)通过第一螺钉(1)与壳体(9)刚性联接，第一轴承座(17)第二轴承座(17)通过第二螺钉(18)与壳体(9)的另一端刚性联接，第二压板(6)、第一压板(12)与(13)(7)(2只)对称螺接，并分别固定住扭簧(11)的两端。如图2、图3所示，第二压板(6)、第一压板(12)外侧都设有凸块，可分别拨动输入端盖(2)、壳体(9)上的凸块，拨叉(10)的两端也各设有凸块，可分别拨动两侧第一轴承座(7)上的凸块，拨叉(10)通过渐开线花键和输出轴(13)联动。摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)通过花键分别与壳体(9)、输出轴(13)联动，组成摩擦副。碟簧(14)一侧压在第一轴承座(17)第二轴承座(17)上，另一侧压着摩擦副。挡盖(19)通过螺纹拧在壳体(9)上，在内侧则紧压在摩擦副。
正常传动时，经过各零件上凸块的依次拨动，输入端盖(2)将力矩传至第二压板(6)、第一轴承座(7)、拨叉(10)，最后拨叉(10)通过内花键将力矩传至输出轴(13)。由于装配时扭簧(11)就具有一定的初始力矩，且大于传动力矩，因此此时的扭簧(11)不发生扭转(即壳体(9)和输出轴(13)不发生相对转动，摩擦副不进行耗能)。整个机构此时类似于刚性联轴器，正常传递转速、转矩。
当输入端停止驱动时，由于其他制动机构的作用，输入端盖(2)固定不动，而输出轴(13)后端的传动链由于惯性作用则继续转动。此时输出轴(13)与输入端盖(2)发生相对转动，扭簧(11)开始扭转，吸收能量。由于摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)分别与输出轴(13)、壳体(9)相联，因此此时摩擦副也开始相对转动，消耗传动链的动能。
通过设计输入端盖(2)、第二压板(6)、第一压板(12)、第一轴承座(7)、拨叉(10)上凸块的角度关系，可以使壳体(9)与输出轴(13)相对于初始零位转动±θ度。若传动链的惯性动能约为J惯，输出轴(13)单向转动至极限位置，扭簧(11)可吸收的能量为J吸，摩擦副可消耗的能量为J耗，可设计：
J耗+J吸≥J惯
即在扭簧(11)拧到极限位置时或之前，传动链的惯性动能被吸收和消耗完，从而保证不会对零部件产生冲击。
之后，扭簧(11)中吸收到的势能使输出轴(13)反向摆动，同时摩擦副再次耗能，在扭簧(11)中的势能消耗完之前，输出轴(13)会在±θ范围内不停地振荡摆动，且偏转角度越来越小，最终由于摩擦副打滑力矩小于扭簧(11)的初始力矩，因此可以确保输出轴(13)停在零位上(驱动停转时输出轴(13)的角度位置)。

Claims (2)

1.一种缓冲制动器，包括第一螺钉(1)、输入端盖(2)、输出轴(3)、轴承(4)、挡圈(5)、第二压板(6)、第一轴承座(7)、第一轴套(8)、壳体(9)、拨叉(10)、扭簧(11)、第一压板(12)、第二轴套(13)、碟簧(14)、摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)、第二轴承座(17)、第二螺钉(18)、挡盖(19)，其特征在于，输入端盖(2)通过第一螺钉(1)与壳体(9)刚性联接，第二轴承座(17)通过第二螺钉(18)与壳体(9)的另一端刚性联接，第二压板(6)、第一压板(12)与两只第一轴承座(7)对称螺接，并分别固定住扭簧(11)的两端；第二压板(6)、第一压板(12)外侧都设有凸块，可分别拨动输入端盖(2)、壳体(9)上的凸块，拨叉(10)的两端也各设有凸块，可分别拨动两侧第一轴承座(7)上的凸块，拨叉(10)通过渐开线花键和输出轴(3)联动；摩擦副内片(15)、摩擦副外片(16)通过花键分别与壳体(9)、输出轴(3)联动，组成摩擦副；碟簧(14)一侧压在第二轴承座(17)上，另一侧压着摩擦副；挡盖(19)通过螺纹拧在壳体(9)上，在内侧则紧压在摩擦副。
2.根据权利要求1所述的一种缓冲制动器，其特征在于：输入端盖(2)、拨叉(10)、第一轴承座(7)、第二轴承座(17)侧边都设有凸块，可相互拨动，且具有角度关系，保证相对于壳体(9)的输出轴(3)正反向转动时都可使扭簧发生扭转。 
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