CN102506098A - 一种电驱浮钳式制动器 - Google Patents

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刘世杰
陈立铭
刘德良
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Abstract

本发明公开了一种电驱浮钳式制动器，包括制动盘、支架和相互固接的内、外浮动钳口，所述内、外浮动钳口滑动连接在所述支架上，所述内浮动钳口内侧设有复位弹簧，所述复位弹簧夹在所述内浮动钳口和所述支架之间；所述内浮动钳口上设有与其滑动连接的内摩擦片组件，所述外浮动钳口上设有与其固接的外摩擦片组件；所述内摩擦片组件与带有自锁机构的机械传动机构的输出端连接，所述机械传动机构的输入端与驱动电机连接，所述机械传动机构将所述驱动电机输入的旋转运动变为直线运动输出，所述机械传动机构和所述驱动电机安装在所述内浮动钳口上。本发明能够实现由开关控制向仿真线控的跨越，适用性强。

Description

一种电驱浮钳式制动器
技术领域
本发明涉及一种制动器，特别是涉及一种电驱浮钳式制动器。
背景技术
制动技术从来是随着动力技术的发展而发展的，当我们追求机器设备更快，更大时，其实意味着需要制动的能量越来越大，节奏越来越快，对制动器的响应要求也越来越复杂。在制动器技术发展过程中，出现过带式、鼓式、蹄式、盘式、钳式等制动方式，随着机械结构的优化，目前主流的制动器结构是盘式和钳式。盘式偏重于较小的能量应用，而钳式偏重于大型应用。同样是钳式制动器，也由于驱动方式的不同，分为许多类型，如气动、液压、电液、电磁失电等，但它们的应用均存有一定的局限性，如气动要考虑低温冰冻问题，液压同样存在低温问题，而且还有渗漏问题；电磁产品耐候性很好，但体积较大，且只能工作于开/关状态，中间状态不可控，不能为负载的停止设定减速曲线。这些都极大限制了制动器的应用，提高了设备的运行成本。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电驱浮钳式制动器，该制动器能够实现由开关控制向仿真线控的跨越，适用性强。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种电驱浮钳式制动器，包括制动盘、支架和相互固接的内、外浮动钳口，所述内、外浮动钳口滑动连接在所述支架上，所述内浮动钳口内侧设有复位弹簧，所述复位弹簧夹压在所述内浮动钳口和所述支架之间；
所述内浮动钳口上设有与其滑动连接的内摩擦片组件，所述外浮动钳口上设有与其固接的外摩擦片组件；
所述内摩擦片组件与带有自锁机构的机械传动机构的输出端连接，所述机械传动机构的输入端与驱动电机连接，所述机械传动机构将所述驱动电机输入的旋转运动变为直线运动输出，所述机械传动机构和所述驱动电机安装在所述内浮动钳口上。
所述内摩擦片组件包括从内浮动钳口自近至远依次设置的钳口板、摩擦背板和内摩擦片，所述钳口板和所述摩擦背板之间弹性连接，并且二者之间夹有压缩弹簧A。
所述钳口板和所述摩擦背板之间设有压力传感器，所述压力传感器和所述钳口板之间夹有压缩弹簧C。
所述钳口板和所述摩擦背板的弹性连接结构为：所述钳口板上设有导向孔，所述导向孔内穿装有与所述摩擦背板螺纹连接的螺钉，在所述螺钉的螺钉帽与所述钳口板之间夹有压缩弹簧B。
所述支架上对应所述内摩擦片组件的磨损极限位置和释放极限位置设有磨损极限位置开关和释放限位开关。
所述驱动电机为直流电机、直流永磁电机、直流永磁力矩电机、直流伺服电机、交流异步电机和交流伺服电机中的任意一种。
所述机械传动机构为齿轮齿条传动机构、螺旋传动机构和蜗杆传动与螺旋传动的复合传动机构中的任意一种。
所述内浮动钳口上设有导向滑道，所述导向滑道内安装有导向杆，所述导向杆固接在所述内摩擦片组件上。
本发明具有的优点和积极效果是：基于浮钳式制动器的结构优势，再加上电机的可控性，辅之以高效率的机械传动结构，使本发明具有广泛的适用性；再加上电机控制方案的成熟可靠性，给传统的机械零部件赋予了智能，实现了制动器由开关控制向仿真线控的跨越。
综上所述，本发明针对传统液压制动器在控制上进行了变革，给传统机械零件赋予智能化的功能，其应用领域涉及石油、起重、化工、矿山等工况。对于上述设备的升级及过程控制具有重要意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明内摩擦片组件的结构示意图；
图3从上至下分别为本发明内摩擦片组件在释放极限位置、制动状态和磨损极限位置的示意图。
图中：1、支架，2、内浮动钳口，3、复位弹簧，4、机械传动机构，5、驱动电机，6、导向滑道，7、内摩擦片组件，8、制动盘，9、内摩擦片组件，10、外浮动钳口，11、导柱，12、释放限位开关，13、磨损极限位置开关，71、螺钉，72、压缩弹簧B，73、压缩弹簧C，74、压力传感器，75、钳口板，76、压缩弹簧A，77、摩擦背板，78、内摩擦片。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图3，一种电驱浮钳式制动器，包括制动盘8、支架1和相互固接的内、外浮动钳口2、10，内、外浮动钳口2、10滑动连接在支架1上，内浮动钳口2内侧设有复位弹簧3，复位弹簧3夹压在内浮动钳口2和支架1之间；
内浮动钳口2上设有与其滑动连接的内摩擦片组件7，外浮动钳口10上设有与其固接的外摩擦片组件9；
内摩擦片组件7与带有自锁机构的机械传动机构4的输出端连接，机械传动机构4的输入端与驱动电机5连接，机械传动机构4将驱动电机5输入的旋转运动变为直线运动输出，机械传动机构4和驱动电机5安装在内浮动钳口2上。
上述内摩擦片组件7包括从内浮动钳口2自近至远依次设置的钳口板75、摩擦背板77和内摩擦片78，为了使制动器在驱动电机5失电时保持制动力矩，钳口板75和摩擦背板77之间通过螺钉71和压缩弹簧B形成弹性连接，弹性连接的具体结构为钳口板75上设有导向孔，导向孔内穿装有与摩擦背板77螺纹连接的螺钉71，在螺钉71的螺钉帽与钳口板75之间夹有压缩弹簧B72。钳口板75和摩擦背板77之间夹有压缩弹簧A76，压缩弹簧A76可以是碟簧、圆柱螺旋压缩弹簧和截锥螺旋压缩弹簧中的任意一种。
钳口板75和摩擦背板77之间设有压力传感器74，压力传感器74和钳口板75之间夹压有压缩弹簧C73。当制动时，压力传感器74输出一标准模拟信号，以利于上位控制。也可由压力传感器74输出开关信号，进行简单的逻辑控制。
支架1上对应内摩擦片组件7的磨损极限位置和释放极限位置设有磨损极限位置开关13和释放限位开关12，以利于上位控制。
驱动电机5可以为直流电机、直流永磁电机、直流永磁力矩电机、直流伺服电机、交流异步电机和交流伺服电机中的任意一种。
机械传动机构4为齿轮齿条传动机构、螺旋传动机构和蜗杆传动与螺旋传动的复合传动机构中的任意一种。
内浮动钳口2上设有导向滑道6，导向滑道6内安装有导向杆，导向杆固接在内摩擦片组件9上。
本发明的工作原理：
该制动器安装于机架1上，通过内外摩擦片组件夹紧安装于负载传动轴上的制动盘8，从而对负载进行制动。
制动时，安装于内浮动钳口2上的驱动电机5正转，机械传动机构4推动内摩擦片组件9向外侧移动，当内摩擦片78触碰到制动盘8时，制动盘8的反作用力带动内外浮动钳口2、10沿导柱11向内侧移动，并压缩复位弹簧3，内外两个摩擦片组件夹紧制动盘8，当夹紧力达到预设值时，完成制动，压力传感器74发出信号给控制系统，控制系统控制驱动电机5停止运转。
制动释放时，驱动电机反转，机械传动机构带动内摩擦片组件9向内侧移动，同时，在复位弹簧3的作用下，内外浮动钳口2、10沿导柱11向外侧滑动，制动释放，直至内摩擦片组件9触发释放限位开关12，驱动电机5停止运转。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电驱浮钳式制动器，其特征在于，包括制动盘、支架和相互固接的内、外浮动钳口，所述内、外浮动钳口滑动连接在所述支架上，所述内浮动钳口内侧设有复位弹簧，所述复位弹簧夹压在所述内浮动钳口和所述支架之间；
所述内浮动钳口上设有与其滑动连接的内摩擦片组件，所述外浮动钳口上设有与其固接的外摩擦片组件；
所述内摩擦片组件与带有自锁机构的机械传动机构的输出端连接，所述机械传动机构的输入端与驱动电机连接，所述机械传动机构将所述驱动电机输入的旋转运动变为直线运动输出，所述机械传动机构和所述驱动电机安装在所述内浮动钳口上。
2.根据权利要求1所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述内摩擦片组件包括从内浮动钳口自近至远依次设置的钳口板、摩擦背板和内摩擦片，所述钳口板和所述摩擦背板之间弹性连接，并且二者之间夹有压缩弹簧A。
3.根据权利要求2所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述钳口板和所述摩擦背板之间设有压力传感器，所述压力传感器和所述钳口板之间夹有压缩弹簧C。
4.根据权利要求2或3所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述钳口板和所述摩擦背板的弹性连接结构为：所述钳口板上设有导向孔，所述导向孔内穿装有与所述摩擦背板螺纹连接的螺钉，在所述螺钉的螺钉帽与所述钳口板之间夹有压缩弹簧B。
5.根据权利要求1所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述支架上对应所述内摩擦片组件的磨损极限位置和释放极限位置设有磨损极限位置开关和释放限位开关。
6.根据权利要求1所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述驱动电机为直流电机、直流永磁电机、直流永磁力矩电机、直流伺服电机、交流异步电机和交流伺服电机中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述机械传动机构为齿轮齿条传动机构、螺旋传动机构和蜗杆传动与螺旋传动的复合传动机构中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的电驱浮钳式制动器，其特征在于，所述内浮动钳口上设有导向滑道，所述导向滑道内安装有导向杆，所述导向杆固定在所述内摩擦片组件上。
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