CN102730591A - 一种绞盘刹车装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绞盘刹车装置，包括刹车轴以及设于所述刹车轴上的外刹车锥盘、内刹车锥盘、刹车毂、螺旋离合机构及刹车联轴套，所述刹车鼓与绞盘的卷筒键齿啮合，所述刹车轴驱动所述螺旋离合机构分离，所述螺旋离合机构的分离过程实现外刹车锥盘与内刹车锥盘分别夹紧所述刹车毂。采用外刹车锥盘与内刹车锥盘来卡紧刹车毂，刹车毂与锥盘之间为锥面接触，面积更大，摩擦力增大，制动可靠；相比现有的锥鼓涨紧式刹车，本发明利用刹车毂与绞盘卷筒键齿啮合，制动力损耗小，有效提升制动响应，全面提高绞盘的刹车性能。

Description

一种绞盘刹车装置

技术领域

本发明涉及一种绞盘，尤其是绞盘的刹车装置。

背景技术

绞盘种类很多，有各类休闲越野车船用绞盘，各类特种工程作业绞盘，各种军队特种用途绞盘及其它各行业专用绞盘等，广泛应用于休闲越野，工程救援，冶金，勘探，林牧渔业及石油、矿产开采等，其中休闲越野是绞盘主要市场，是车辆、船只的自我保护和牵引装置。目前国内外绞盘通常由马达、滚筒、刹车、减速器、离合器、控制器、钢丝绳及一些相应附件等几大部分组成。其中绞盘刹车是绞盘的一个重要组成部分，要求在绞盘工作停顿时刹车自动反应，将牵引的载荷停住。目前绞盘的刹车装置有多种，常规有机械手刹，液压刹车，电磁刹车，机械自动刹车等，机械手刹安全性不够，容易出现事故，而液压、电磁刹车成本较高。机械自动刹车有锥鼓式、涨圈式和棘轮式，它们各有其特点，但是涨圈式绞车使用寿命短，而普通棘轮绞车容易产生噪音，锥鼓式应用在绞盘上从对绞盘的工作性能和本身的使用寿命来看相对其他两种制动器均较好，但从长期的使用寿命和制动可靠性方面还不是很理想。而且以上三种制动器还有一个共同缺点，即工作中发热量大，散热困难，加速了绞盘的损坏。因此我们严峻地认识到，为了保证野外驾驶的安全，现有技术中的绞盘还难以让人放心，很有必要发明一个既能克服上述制动器的不足之处又能较好地满足绞盘工作性能的制动器。

发明内容

本发明所要解决的问题就是提供一种绞盘刹车装置，结构较简单，制造工艺性、装配性较好，制动性能稳定。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种绞盘刹车装置，包括刹车轴以及设于所述刹车轴上的外刹车锥盘、内刹车锥盘、刹车毂、螺旋离合机构及刹车联轴套，所述刹车鼓与绞盘的卷筒键齿啮合，所述刹车轴驱动所述螺旋离合机构分离，所述螺旋离合机构的分离过程实现外刹车锥盘与内刹车锥盘分别夹紧所述刹车毂。

进一步的，所述螺旋离合机构包括第一扭转套与第二扭转套，所述第一扭转套与所述第二扭转套通过螺旋面轴向啮合，所述第一扭转套与所述第二扭转套外壁均设有凸耳，所述第一扭转套上的凸耳与所述第二扭转套上的凸耳在轴向方向上交错设置，所述刹车联轴套内壁设有凸台，所述凸台在所述刹车联轴套转动时推动第一扭转套或第二扭转套上的凸耳实现螺旋离合机构的啮合。

进一步的，所述第一扭转套与所述内刹车锥盘连接，所述第二扭转套与所述刹车轴键齿啮合。

进一步的，所述第一扭转套与所述内刹车锥盘一体成型。

进一步的，所述刹车轴上设有在第二扭转套轴向移动时进行限位的限位结构。

进一步的，所述限位结构为设在所述刹车轴端部的压板。

进一步的，所述压板与所述第二扭转套之间设有波形垫圈。

进一步的，所述刹车轴上还设有在螺旋离合机构未受驱动时使螺旋离合机构处于半离合状态的预紧件。

进一步的，所述刹车轴轴端与外刹车锥盘之间设有外摩擦片和内摩擦片。

进一步的，所述外刹车锥盘与刹车轴轴端之间设有蝶形弹簧。

本发明的有益效果：

1、本发明采用外刹车锥盘与内刹车锥盘来卡紧刹车毂，刹车毂与锥盘之间为锥面接触，面积更大，摩擦力增大，制动可靠；相比现有的锥鼓涨紧式刹车，本发明利用刹车毂与绞盘卷筒键齿啮合，制动力损耗小，有效提升制动响应，全面提高绞盘的刹车性能；

2、采用螺旋离合机构，结构简单，制造工艺性、装配性好，能适用动力下正反两个方向运转，负载下一个方向制动；

3、刹车过程波形垫圈来平衡制动力，使得制动更加平稳、噪音小、可靠性高。

4、增加外摩擦片和内摩擦片后，在绞盘制动时，内摩擦片作用于外刹车锥盘的端面上，增加了外刹车锥盘的摩擦面积，使得外刹车锥盘迅速制动，继而制动刹车毂，使得绞盘整体的刹车性能提升，制动更加稳定、可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例一绞盘刹车装置的组装结构示意图；

图2为本发明实施例一绞盘刹车装置的分解结构示意图；

图3为本发明实施例一绞盘刹车装置螺旋离合机构的截面示意图；

图4为带有本发明实施例一刹车装置的绞盘结构示意图；

图5为本发明实施例二绞盘刹车装置的组装结构示意图；

图6为本发明实施例三绞盘刹车装置的组装结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

参照图1、2，一种绞盘刹车装置，包括刹车轴1，刹车轴1上自左向右依次安装有外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22、螺旋离合机构3及刹车联轴套4。

外刹车锥盘21：为中空的圆台体，中空部分为近似扁圆的通孔210；

内刹车锥盘22：同样是中空的圆台体，中空部分为台阶孔220；

刹车毂23：为齿轮件，其轴向两侧面设有与外刹车锥盘21、内刹车锥盘22配合的斜面，刹车毂23外圈设有键齿；

结合图3，螺旋离合机构3：由第一扭转套31与第二扭转套32组成，第一扭转套31的一端部设有轴向凸起，形成螺旋面，第二扭转套32对应第一扭转套31的一端部设有轴向凸起，同样形成螺旋面，第一扭转套31与第二扭转套32通过螺旋面轴向啮合，第一扭转套31与第二扭转套32的外壁均设有凸耳；

刹车联轴套4：在其内壁设有凸台41，凸台41在刹车联轴套4转动时推动第一扭转套31或第二扭转套32上的凸耳实现螺旋离合机构3的啮合；

刹车轴1：用于串接上述零件，自左向右依次设计有卡肩10、扁势段11、圆柱段12、直齿段13，卡肩10起到轴向定位作用，使零部件能准确的安装在对应位置；扁势段11与外刹车锥盘21的扁圆通孔210配合，可以带动外刹车锥盘21一起转到；圆柱段12用于安装内刹车锥盘22与第一扭转套31；直齿段13用于配装第二扭转套32；刹车轴1为阶梯、扁势、花键、螺纹一体成型，结构简单，定位准确，为套设在刹车轴1上的各个零件提供可靠的支持；

参照图1，内刹车锥盘22上的台阶孔220用于连接第一扭转套31，第一扭转套31上设有插接台阶孔的连接体，当然第一扭转套31与内刹车锥盘22也可以是一体成型的。上述的外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22均采用钢铸件，牢固耐磨，而且温度传递快，适用于摩擦制动机构。

在刹车轴1的右端还设有在第二扭转套32轴向移动时进行限位的限位结构，即在刹车轴1的端部通过紧固件固定有一碗型压板52，在压板52与第二扭转套32之间还可增加一波形垫圈51，波形垫圈51在第二扭转套32轴向移动时，起到缓冲效果，能有效平衡螺旋离合机构3的圆周力，减小工作噪音，且波形垫圈的弹性变形，方便零件之间的间隙调整。

刹车轴1上还设有在螺旋离合机构3未受驱动时使螺旋离合机构3处于半离合状态的预紧件24，预紧件24优选为扭簧，扭簧一端固定在刹车轴1上，另一端嵌装在第一扭转套31上，在扭簧的作用下，当螺旋离合机构3未受驱动时，第一扭转套31上的凸耳310与第二扭转套32的凸耳320之间错开α角。

参照图4，刹车联轴套4通过传动轴91与绞盘的电机7连接，刹车轴1通过传动轴92与绞盘的减速机构8连接，而减速机构8用于驱动绞盘的卷筒6，卷筒6内壁设有与刹车毂23外圈键齿相匹配的内齿槽。

下面结合具体的工作原理来解释本发明的特点：

一、当电机7得电顺时针转动时，动力通过传动轴91传递至刹车联轴套4，刹车联轴套4首先带动第一扭转套31转动，使原本处于预紧状态的外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22松开，而扭簧由于第一扭转套31转动处于扭力增大状态，当第一扭转套31转过α角时，刹车联轴套4带动第一扭转套31与第二扭转套32同步转动，这时螺旋离合机构3不起作用，第二扭转套32的转动通过刹车轴1传递至减速机构，最终传递至卷筒，而刹车毂23能与卷筒一同旋转。

二、当电机7得电逆时针转动时，动力通过传动轴91传递至刹车联轴套4，刹车联轴套4首先带动第二扭转套32转动，由于第一扭转套31与第二扭转套32之间为相互作用，第二扭转套32的转动同样可以使原本处于预紧状态的外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22松开，而扭簧由于第一扭转套31的反作用力处于扭力增大状态，当第二扭转套32转过α角时，刹车联轴套4带动第一扭转套31与第二扭转套32同步转动，这时螺旋离合机构3不起作用，第二扭转套32的转动通过刹车轴1传递至减速机构，最终传递至卷筒，而刹车毂23能与卷筒一同旋转。

三、当电机7失电且卷筒6未受负载力作用的情况下，刹车轴1与刹车联轴套4上都没有动力传递，而扭簧在电机7得电时处于扭紧状态的情况下已储备了较大的扭力，这时扭簧释放扭力驱动螺旋离合机构3动作，使外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22之间预压紧。

四、当电机7失电且卷筒6受负载力作用的情况下，负载带动卷筒6，卷筒6将动力传递至减速机构8，减速机构8通过传动轴92驱动刹车轴1转动，刹车轴1驱动第二扭转套32转动，螺旋离合机构3分离，由于这时外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22之间已经处于预压紧状态，在螺旋离合机构3的作用下，外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22之间越压越紧，刹车毂23制动，由于刹车毂23与卷筒6键齿啮合，因此卷筒6也得到了有效制动。

上述原理中，第一、二两种状态可以理解为绞盘的放绳、收绳状态，而第三种状态可以理解为绞盘放、收绳状态与制动状态之间的过渡状态，也可以理解为绞盘未工作时的状态。

实施例二：

参照图5，本实施例的结构与实施例一大致相同，相同之处不再详述，不同的是：绞盘刹车装置还包括设在刹车轴1轴端与外刹车锥盘21之间的外摩擦片26和内摩擦片25。参照实施例一的工作原理，本实施例绞盘制动过程中，在螺旋离合机构3的作用下，外摩擦片26、内摩擦片25、外刹车锥盘21、刹车毂23、内刹车锥盘22之间越压越紧，刹车毂23制动，由于刹车毂23与卷筒6键齿啮合，因此卷筒6也得到了有效制动；另外，在内摩擦片25外圈设有键齿，内摩擦片25与卷筒6键齿啮合，起到辅助制动的效果。除此之外，在外刹车锥盘与刹车轴1轴端之间设有蝶形弹簧27，增加蝶形弹簧27来平衡制动力，使得制动更加平稳、噪音小、可靠性高，并且使得刹车轴1上的各部件可轴向浮动，便于调整。本实施例具体的工作原理可参照实施例一。

实施例三：

参照图6，本发明绞盘刹车装置还可做如下简单变换：将内刹车锥盘22变为圆盘状，第一扭转套31与内刹车锥盘22一体成型。本实施例绞盘刹车装置的其余结构及其工作原理可参考实施例一或实施例二，不再详述。

通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种绞盘刹车装置，其特征在于：包括刹车轴以及设于所述刹车轴上的外刹车锥盘、内刹车锥盘、刹车毂、螺旋离合机构及刹车联轴套，所述刹车鼓与绞盘的卷筒键齿啮合，所述刹车轴驱动所述螺旋离合机构分离，所述螺旋离合机构的分离过程实现外刹车锥盘与内刹车锥盘分别夹紧所述刹车毂。

2.如权利要求1所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述螺旋离合机构包括第一扭转套与第二扭转套，所述第一扭转套与所述第二扭转套通过螺旋面轴向啮合，所述第一扭转套与所述第二扭转套外壁均设有凸耳，所述第一扭转套上的凸耳与所述第二扭转套上的凸耳在轴向方向上交错设置，所述刹车联轴套内壁设有凸台，所述凸台在所述刹车联轴套转动时推动第一扭转套或第二扭转套上的凸耳实现螺旋离合机构的啮合。

3.如权利要求2所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述第一扭转套与所述内刹车锥盘连接，所述第二扭转套与所述刹车轴键齿啮合。

4.如权利要求2所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述第一扭转套与所述内刹车锥盘一体成型。

5.如权利要求2所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述刹车轴上设有在第二扭转套轴向移动时进行限位的限位结构。

6.如权利要求5所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述限位结构为设在所述刹车轴端部的压板。

7.如权利要求6所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述压板与所述第二扭转套之间设有波形垫圈。

8.如权利要求1所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述刹车轴上还设有在螺旋离合机构未受驱动时使螺旋离合机构处于半离合状态的预紧件。

9.如权利要求1所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述刹车轴轴端与外刹车锥盘之间设有外摩擦片和内摩擦片。

10.如权利要求1所述的一种绞盘刹车装置，其特征在于：所述外刹车锥盘与刹车轴轴端之间设有蝶形弹簧。

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