CN103613039A - 一种刹车装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种刹车装置，包括滚筒、伸插在滚筒内的一段花键轴、内花键凸轮、内圆孔凸轮、联轴器、刹车片以及与刹车片配合的刹车锥盘，所述滚筒通过支架与电机连接，刹车片固定设于所述支架上，所述刹车片的周缘设有锥面，所述刹车锥盘包括与所述锥面磨合的锥盘以及与锥盘一体连接的套筒，套筒一端位于滚筒内并与所述内圆孔凸轮固定连接，所述花键轴的尾端设有宝塔扭簧，所述宝塔扭簧的两端分别连接所述花键轴和套筒。本发明的优点在于，首先，保证了滚筒的体积较小，成本较低；其次，刹车精度更高，同时还提高了刹车得稳定性；再次，有效避免了空载状态下滚筒发热的问题，提高了机械性能。

Description

一种刹车装置

技术领域

本发明涉及制动器技术领域，特别涉及一种刹车装置。

背景技术

绞车主要利用滚筒的旋转、通过钢索收放牵引物件，当电机停止工作时，它要求在电机停止工作的瞬间能够自动产生制动效果，以避免所牵引物件滑落，提高操作安全性。因此，绞车也经常被安装于越野车辆的前部，以备意外滑落、陷坑时等自我救援所用。

现有的刹车装置如美国专利号US005261646A，其结构包括滚筒、伸插在滚筒内的一段花键轴、内花键凸轮、内圆孔凸轮、联轴器、刹车片以及与刹车片配合的刹车锥盘，所述滚筒通过支架与电机连接，花键轴的一端套入所述联轴器，花键轴的另一端与传动轴连接，所述联轴器连接电机的转轴，所述内花键凸轮啮合套设在花键轴上，所述内圆孔凸轮套设在花键轴上并与所述内花键凸轮相对应配合，所述内花键凸轮和内圆孔凸轮的圆周外表面沿轴向分别对称地设有一对凸缘，所述联轴器上设有环状套筒，所述环状套筒内壁沿径向设有一对与所述凸缘配合的凸块，内圆孔凸轮的一端设有圆锥台，所述刹车片套设于滚筒内，并且刹车片的一端与所述圆锥台对应配合，刹车片的另一端与固定设于花键轴上的制动锥盘对应配合，内圆孔凸轮与制动锥盘之间设有扭簧。内花键凸轮的凸轮弧形面与内圆孔凸轮的凸轮弧形面互相抵触而脱离时，使内圆孔凸轮沿花键轴的轴向移动，并且圆锥台逐渐挤压刹车片，从而带动刹车片沿滚筒的轴向移动，当刹车片移动到制动锥盘位置时无法再继续移动，内圆孔凸轮继续挤压刹车片，此时刹车片受到圆锥台与制动锥盘的共同作用力，刹车片向外膨胀，刹车片与滚筒的摩擦力变大，最终起到刹车的效果。由于刹车装置位于滚筒内，使得滚筒的体积较小，但是存在以下弊端：由于刹车片套设在滚筒内部，电机带动滚筒转动时，滚筒与刹车片之间存在相对滚动，具有较大的摩擦力，导致滚筒产生大量热量，影响机械性能，长时间工作时甚至会熔断滚筒表面的纤维绳；同时，上述摩擦力损耗了电机相当一部分的功率，使绞车输出功率下降，当负荷较大时，滚筒在绳索的压力下，滚筒内壁会挤压刹车片，导致消耗更多的电机功率，严重时会造成电机堵转，影响整机性能；由于刹车片设于滚筒内，使得刹车片与圆锥台、制动锥盘之间的摩擦面积较小，导致刹车性能不佳；刹车时，刹车片的两端分别被圆锥台和制动锥盘挤压，易使刹车片产生挤压变形造成损坏，而且，刹车过程中，滚筒既受到刹车片的压力，同时还受到绳索的压力，易造成滚筒的变形，使刹车片和滚筒内壁的摩擦面积减少，刹车力降低，严重时甚至导致刹车失效，造成意外事故的发生。

又如中国专利号ZL200610052983.9公开的“电动绞车锥面刹车装置”，是将刹车装置设置在滚筒端部的减速箱内，虽然相对改善了滚筒产生热量的问题，但是将刹车装置设置在滚筒端部，导致滚筒的长度增加，体积增大，增加了额外成本；当减速箱内的润滑油发生渗漏，会大大降低刹车力，严重时会发生刹车打滑，甚至刹车失灵的情况；该刹车装置的刹车原理与上述美国专利的刹车原理相同，即依靠内圆孔凸轮的锥形盘和制动锥盘同时挤压刹车片，并通过刹车片挤压减速箱的箱体，使滚筒停止转动，亦存在上述美国专利相应缺陷。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单合理、体积较小、成本较低、工作时不易产生热量、机械性能显著提高、刹车效果更好、刹车片不易损坏、滚筒不易变形的刹车装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的一种刹车装置，包括滚筒、伸插在滚筒内的一段花键轴、内花键凸轮、内圆孔凸轮、联轴器、刹车片以及与刹车片配合的刹车锥盘，所述滚筒通过支架与电机连接，所述花键轴的一端套入所述联轴器，花键轴的另一端与传动轴连接，所述联轴器连接电机的转轴，所述内花键凸轮啮合套设在花键轴上，所述内圆孔凸轮套设在花键轴上并与所述内花键凸轮相对应配合，所述内花键凸轮和内圆孔凸轮的圆周外表面沿轴向分别对称地设有一对凸缘，所述联轴器上设有环状套筒，所述环状套筒内壁沿径向设有一对与所述凸缘配合的凸块，所述刹车片固定设于所述支架上，所述刹车片的周缘设有锥面，所述刹车锥盘包括与所述锥面磨合的锥盘以及与锥盘一体连接的套筒，所述套筒一端位于滚筒内并与所述内圆孔凸轮固定连接，所述套筒在内圆孔凸轮的作用下可带动所述锥盘沿花键轴的轴向运动，所述花键轴的尾端设有宝塔扭簧，所述宝塔扭簧的两端分别连接所述花键轴和套筒。

进一步地，所述套筒与所述内圆孔凸轮一体设置。

进一步地，所述内圆孔凸轮的一端为小径台阶圆筒，所述套筒内壁上设有与所述圆筒对应的环状限位块，所述环状限位块固定在所述圆筒上。

进一步地，所述联轴器与所述电机转轴之间设有滚动轴承A，所述花键轴与传动轴之间设有滚动轴承B，所述滚动轴承B固定于轴承座上，所述轴承座固定设于所述滚筒内。

进一步地，所述内花键凸轮的端部与联轴器之间设有波形垫片。

进一步地，所述电机与支架之间设有联结盘，所述联结盘一端与所述电机固定连接，所述联结盘的另一端与所述支架固定连接。

进一步地，所述滚动轴承A固定设于所述联结盘上。

进一步地，所述刹车片连接设于所述联接盘内。

本发明的有益效果为：首先，将花键轴、内花键凸轮以及内圆孔凸轮设于滚筒内，保证了滚筒的体积较小，成本较低；其次，将刹车片固定设于支架上，安装更稳固，使刹车片不会沿滚筒的轴向运动，因而刹车精度更高，同时还便于增大刹车片体型，使刹车片的锥面较大，有利于提高刹车的稳定性；再次，滚筒与刹车片之间不存在摩擦，因而不会产生热量，有效避免了工作状态下滚筒发热的问题，提高了机械性能；最后，本发明在工作状态下，刹车锥盘与刹车片之间不存在摩擦，不会损耗电机功率。

附图说明

图1是本发明的整体剖视图结构示意图；

图2是本发明整体分解结构示意图；

图3是本发明内花键凸轮立体结构示意图；

图4是本发明内圆孔凸轮立体结构示意图；

图5是本发明联轴器立体结构示意图；

图6是本发明刹车片立体结构示意图；

图7是本发明刹车锥盘立体结构示意图。

图中：

1、滚筒；2、花键轴；3、内花键凸轮；4、内圆孔凸轮；5、联轴器；6、刹车片；7、刹车锥盘；8、支架；9、电机；10、传动轴；51、环状套筒；511、凸块；61、锥面；71、锥盘；72、套筒；11、宝塔扭簧；41、圆筒；721、环状限位块；12、滚动轴承A；13、滚动轴承B；14、轴承座；15、波形垫片；16、减速装置；31、凸缘A；32、凸轮弧形面A；42、凸缘B；43、凸轮弧形面B；17、联结盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图7所示的一种刹车装置，包括滚筒1、伸插在滚筒1内的一段花键轴2、内花键凸轮3、内圆孔凸轮4、联轴器5、刹车片6以及与刹车片6配合的刹车锥盘7。

所述滚筒1通过支架8与电机9连接，电机9提供动力输出，所述花键轴2的一端套入所述联轴器5，花键轴2的另一端与传动轴10连接，传动轴10通过减速装置16将动力传输至滚筒1，所述联轴器5连接电机9的转轴。所述内花键凸轮3啮合套设在花键轴2上，所述内圆孔凸轮4套设在花键轴2上并与所述内花键凸轮3相对应配合，内花键凸轮3与传动轴10之间存在直接传动关系，内圆孔凸轮4与传动轴10之间无直接传动关系。内花键凸轮3和内圆孔凸轮4设于滚筒1内，保证了本发明的体积较小，节约了成本。内花键凸轮3一端为平面，另一端为凸轮弧形面A32（图3所示），内圆孔凸轮4一端为平面，另一端为与凸轮弧形面A32相配合的凸轮弧形面B43（图4所示），所述内花键凸轮3和内圆孔凸轮4的圆周外表面沿轴向分别对称地设有一对凸缘（即设于内花键凸轮3上的凸缘A31、设于内圆孔凸轮4上的凸缘B42），所述联轴器5上设有环状套筒51，所述环状套筒51内壁沿径向设有一对与所述凸缘配合的凸块511（如图5所示）。

所述刹车片6固定设于所述支架8上，所述刹车片6的周缘设有锥面61，所述刹车锥盘7包括与所述锥面61磨合的锥盘71以及与锥盘71一体连接的套筒72，所述套筒72一端位于滚筒1内并与所述内圆孔凸轮4固定连接，所述套筒72与所述内圆孔凸轮4既可以为一体设置，也可以为分体设置，具体地说，所述内圆孔凸轮4的一端为小径台阶圆筒41，所述套筒72内壁上设有与所述圆筒41对应的环状限位块721，所述环状限位块721固定在所述圆筒41上。所述套筒72在内圆孔凸轮4的作用下可带动所述锥盘71沿花键轴2的轴向运动，所述花键轴2的尾端设有宝塔扭簧11，所述宝塔扭簧11的两端分别连接所述花键轴2和套筒72。在安装宝塔扭簧11时，使宝塔扭簧11与套筒72之间预留一定的回旋力，使内圆孔凸轮4受到指向内花键凸轮3方向的反回旋力。

刹车片6固定在支架8上，安装更稳固，使刹车片6不会沿滚筒1的轴向运动，因而刹车精度更高，同时还便于增大刹车片6体型，使刹车片6的锥面61较大，有利于提高刹车的稳定性；刹车片6脱离滚筒1内部，刹车片6与滚筒1之间不存在摩擦。

本发明的工作原理为：设置初始状态下内花键凸轮3的凸轮弧形面A32与内圆孔凸轮4的凸轮弧形面B43完全贴合，此时刹车锥盘7的锥盘71与刹车片6的锥面61之间存在间隙。

电机9转动时，通过转轴带动联轴器5转动，当联轴器5上环状套筒51内的凸块511顶推到内花键凸轮3的凸缘A31与内圆孔凸轮4的凸缘B42，使内花键凸轮3和内圆孔凸轮4同步转动，刹车锥盘7随内圆孔凸轮4同步转动，在宝塔扭簧11的作用下，内圆孔凸轮4不会沿花键轴2的轴向发生移动，使得锥盘71与锥面61的间隙仍然存在，刹车锥盘7与刹车片6之间不存在摩擦；与此同时，内花键凸轮3带动花键轴2转动，花键轴2进而在传动轴10的作用下，通过减速装置16带动滚筒1转动，滚筒1可以吊起重物或者空转。

当电机停止工作时，滚筒1受重物的反作用力带动传动轴10反向转动，进而带动内花键凸轮4反向转动，由于内圆孔凸轮3与传动轴10之间无直接传动关系，此时内花键凸轮3一方面通过凸缘A31推动凸块511，使联轴器5产生一定角度的回摆；另一方面，内花键凸轮3的凸轮弧形面A32挤压内圆孔凸轮4的凸轮弧形面B43，凸轮弧形面A32与凸轮弧形面B43脱离，使内圆孔凸轮3沿花键轴2的轴向运动，进而通过套筒72带动刹车锥盘7沿花键轴2的轴向运动，锥盘71与锥面61瞬间磨合，由于套筒72套设固定在内圆孔凸轮4上，当锥盘71与锥面61磨合时，使刹车锥盘7受反向摩擦力，当锥盘71与锥面61之间的摩擦力大于凸轮弧形面A32挤压凸轮弧形面B43的压力时，凸轮弧形面A32随即停止转动，最终滚筒1停止转动并刹车。

所述联轴器5与所述电机9转轴之间设有滚动轴承A12，所述花键轴2与传动轴10之间设有滚动轴承B13，所述滚动轴承B13固定于轴承座14上，所述轴承座14固定设于所述滚筒1内。采用滚动轴承A12和滚动轴承B13,将电机9转轴与联轴器5之间、花键轴2与传动轴10之间的滑动摩擦改为滚动摩擦，减小了摩擦力，滚动轴承B13固定在轴承座14上，使绞盘运行更加平稳，噪音较小。

所述内花键凸轮3的端部与联轴器5之间设有波形垫片15，有效防止了内花键凸轮3松动，缓解了冲击，使内花键凸轮3安装更加紧固。

所述电机9与支架8之间设有联结盘17，所述联结盘17一端与所述电机9固定连接，所述联结盘17的另一端与所述支架8固定连接，设置联结盘17，使电机9与支架8安装连接更加方便。所述滚动轴承A12固定设于所述联结盘17上，安装固定方便。所述刹车片6连接设于所述联结盘17内，有效保护了刹车片6。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种刹车装置，包括滚筒（1）、伸插在滚筒（1）内的一段花键轴（2）、内花键凸轮（3）、内圆孔凸轮（4）、联轴器（5）、刹车片（6）以及与刹车片（6）配合的刹车锥盘（7），所述滚筒（1）通过支架（8）与电机（9）连接，所述花键轴（2）的一端套入所述联轴器（5），花键轴（2）的另一端与传动轴（10）连接，所述联轴器（5）连接电机（9）的转轴，所述内花键凸轮（3）啮合套设在花键轴（2）上，所述内圆孔凸轮（4）套设在花键轴（2）上并与所述内花键凸轮（3）相对应配合，所述内花键凸轮（3）和内圆孔凸轮（4）的圆周外表面沿轴向分别对称地设有一对凸缘，所述联轴器（5）上设有环状套筒（51），所述环状套筒（51）内壁沿径向设有一对与所述凸缘配合的凸块（511），其特征在于：所述刹车片（6）固定设于所述支架（8）上，所述刹车片（6）的周缘设有锥面（61），所述刹车锥盘（7）包括与所述锥面（61）磨合的锥盘（71）以及与锥盘（71）一体连接的套筒（72），所述套筒（72）一端位于滚筒（1）内并与所述内圆孔凸轮（4）固定连接，所述套筒（72）在内圆孔凸轮（4）的作用下可带动所述锥盘（71）沿花键轴（2）的轴向运动，所述花键轴（2）的尾端设有宝塔扭簧（11），所述宝塔扭簧（11）的两端分别连接所述花键轴（2）和套筒（72）。

2.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述套筒（72）与所述内圆孔凸轮（4）一体设置。

3.根据权利要求1或2所述的刹车装置，其特征在于：所述内圆孔凸轮（4）的一端为小径台阶圆筒（41），所述套筒（72）内壁上设有与所述圆筒（41）对应的环状限位块（721），所述环状限位块（721）固定在所述圆筒（41）上。

4.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述联轴器（5）与所述电机（9）转轴之间设有滚动轴承A（12），所述花键轴（2）与传动轴（10）之间设有滚动轴承B（13），所述滚动轴承B（13）固定于轴承座（14）上，所述轴承座（14）固定设于所述滚筒（1）内。

5.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述内花键凸轮（3）的端部与联轴器（5）之间设有波形垫片（15）。

6.根据权利要求1所述的刹车装置，其特征在于：所述电机（9）与支架（8）之间设有联结盘（17），所述联结盘（17）一端与所述电机（9）固定连接，所述联结盘（17）的另一端与所述支架（8）固定连接。

7.根据权利要求4或6所述的刹车装置，其特征在于：所述滚动轴承A（12）固定设于所述联结盘（17）上。

8.根据权利要求1或6所述的刹车装置，其特征在于：所述刹车片（6）连接设于所述联结盘（17）内。

Images