CN104819226B - 电机内置式多盘制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机内置式多盘制动装置，其包括转动筒、制动筒、制动盘组合、弹力装置和动力装置，所述制动盘组合中的动制动盘与静制动盘交错分布，所述动制动盘与所述转动筒轴向活动连接，所述静制动盘与所述制动筒轴向活动，所述弹力装置位于所述制动盘组合的后侧，设有向位于最后侧的所述制动盘施以向前推力的弹簧/弹簧组合，所述动力装置安装在所述制动筒内，包括动力装置基体和能够相对于动力装置基体轴向移动的驱动件，所述驱动件联接所述弹簧/弹簧组合的前端。这种制动装置结构紧凑，适于安装在电机内部，可显著地减小空间占用，并且制动力大，可靠性好，可用于各种制动电机及起重机等。

Description

电机内置式多盘制动装置

技术领域

本发明涉及一种盘式制动装置，尤其涉及一种可置于电机内部的全盘式制动装置。

背景技术

目前，起重机常用的制动装置是钳式制动装置，安装在卷筒的一侧，通过制动钳夹持住制动法兰或制动盘以进行制动。为了配合实现此制动，制动法兰的直径往往较大，再加上钳式制动装置的安装，需要占用较大的空间，特别是在卷筒的径向方向上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机内置式多盘制动装置，以克服现有技术的上述缺陷，这种制动装置可以内置在电动机内，当起重机采用内置有该制动装置的电机进行驱动时，可以显著地减小整体体积，减小在卷筒外部的空间占用，特别是径向上的空间占用。

本发明的技术方案是：一种电机内置式多盘制动装置，其包括转动筒、制动筒、制动盘组合、弹力装置和动力装置，所述转动筒套在所述制动筒的外侧，所述制动盘组合包括相互配套的动制动盘和静制动盘，所述动制动盘、静制动盘、转动筒和制动筒同轴，所述动制动盘与所述静制动盘交错分布，所述动制动盘呈圆环形，安装在所述转动筒的内侧，其外缘与所述转动筒的内壁之间以允许相互轴向移动的活动连接方式连接，其内缘与所述制动筒之间留有间距，所述静制动盘呈圆环形，安装所述制动筒的外侧，其内缘与所述制动筒的外壁之间以允许相互轴向移动的活动连接方式连接，其外缘与所述转动筒之间留有间距，所述弹力装置位于所述制动盘组合的后侧，设有向位于最后侧的所述制动盘施以向前推力的弹簧/弹簧组合，所述动力装置安装在所述制动筒内，包括动力装置基体和能够相对于动力装置基体轴向移动的驱动件，所述驱动件位于所述动力装置基体的前侧并联接所述弹簧/弹簧组合的前端。

本发明的有益效果为：结构紧凑，尺寸、外形和连接方式均适宜于安装在电机内部，当起重机采用内置有这种制动装置的电机时，不再需要设置外部的钳式制动装置，由此可以显著地减小空间占用，并且还能够明显地简化设备的总体结构，有效地降低制造成本和运行费用；由于将现有技术下对执行元件的制动变成了对原动机的制动，不仅制动更加可靠，还减少了从原动机到执行元件之间不必要的能量损耗和机械磨损；由于采用全盘制动，制动盘与摩擦片之间或者摩擦片与摩擦片之间的摩擦接触面大，并且可以根据需要选择适宜的制动盘数量，能够在足够小的体积下获得足够大的制动力，足以实现电动机或起重机等应用场合下所需的制动效果；由于在动力装置不工作时或停止工作时，依靠弹簧/弹簧组合的作用力可以迅速地实现制动，制动速度快，可靠性好，即使在意外断电等特别情况下，也能够有效地实现制动，由此提高了安全性。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是本发明另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2， 本发明公开的电机内置式多盘制动装置包括转动筒11、制动筒21、制动盘组合、弹力装置和动力装置，所述转动筒套在所述制动筒的外侧，所述制动盘组合包括相互配套的动制动盘31和静制动盘32，所述动制动盘、静制动盘、转动筒和制动筒同轴，所述动制动盘与所述静制动盘交错分布，所述动制动盘呈圆环形，安装在所述转动筒的内侧，其外缘与所述转动筒的内壁之间以允许相互轴向移动的活动连接方式连接，其内缘与所述制动筒之间留有间距，所述静制动盘呈圆环形，安装所述制动筒的外侧，其内缘与所述制动筒的外壁之间以允许相互轴向移动的活动连接方式连接，其外缘与所述转动筒之间留有间距，所述弹力装置位于所述制动盘组合的后侧，设有向位于最后侧的所述制动盘施以向前推力的弹簧/弹簧组合41，所述动力装置安装在所述制动筒内，包括动力装置基体和能够相对于动力装置基体轴向移动的驱动件，所述驱动件位于所述动力装置基体的前侧并联接所述弹簧/弹簧组合的前端。使用时可以将转动筒与主设备的转动件同轴连接或直接采用主设备的筒状转动件，将制动筒与主设备的固定件连接或直接采用主设备的筒状固定件，并可使动力装置与主设备同步得电，由动力装置的驱动件将弹簧/弹簧组合的前端推离制动盘组合，解除由弹簧/弹簧组合施加在制动盘组合上的制动力，当主设备断电甚至工作过程中突然断电时，制动装置的动力装置也同时断电，弹簧/弹簧组合将制动盘组合中的各制动盘（包括动制动盘和静制动盘）向前推，使之相互紧压在一起，依靠制动盘（摩擦片）之间摩擦力，使转动筒停止转动并持续保持在停转状态，使主设备停转。由于这种制动装置体积小，制动力大，连接方式合理，不仅可以安装在电动机外部，更可以内置于电动机中。当内置于电动机中时，可以将其转动筒与电动机的转子同轴连接或设置成电动机转子的一部分，将制动筒与电动机的定子固定连接或设置成电动机定子的一部分，使电动机具有可靠的自制动功能。

所述制动盘（动制动盘和静制动盘）的数量可以根据需要选定，以兼顾制动力、体积和成本等各方面的要求。

可选的，所述动制动盘的数量可以为一个，也可以为多个。

可选的，所述静制动盘的数量可以为一个，也可以为多个。

例如，一种优选的方式为，所述动制动盘的数量为一个，所述静制动盘的数量为两个，在轴向上，所述两静制动盘分别位于单一的所述动制动盘的前后两侧。

优选的，所述动制动盘的前侧盘面上和所述静制动盘的前侧盘面上均设有摩擦片，制动盘和摩擦片的材料可以根据现有技术选择，以保证制动盘基本上不磨失，而当摩擦片磨失到一定程度后，只要更换摩擦片即可，无需进行制动盘或整个制动盘组合的更换。

将摩擦片设置在制动盘的前侧盘面上，有利于实现制动盘组合及相关配套件的结构优化。例如，当最前侧的制动盘为静制动盘时（例如采用静制动的数量为2个、动制动盘的数量为1个的制动盘组合时），可以在转动筒的前端设置一个固定的转动筒端盖12，该转动筒端盖呈内凸缘状，挡在动制动盘的轴向前方，并可以设有制动摩擦面，所述转动筒端盖上的制动摩擦面与所述动制动盘上的制动摩擦面相同或相似（形状和/或大小上有所差别但同样能够起到制动摩擦作用），在制动过程中与最前侧的静制动盘形成有效的制动摩擦，通过这种转动筒端盖的设置，不仅在转动筒上对动制动盘和制动盘组合形成了有效的轴向限位，以保证制动作用并避免动制动盘从转动筒前端滑脱，而且还有效地提高了制动力。

优选的，所述弹簧/弹簧组合由若干碟簧组成，以提高制动力，保证可靠性，减小空间占用。

优选的，所述若干碟簧套设在所述制动筒上，由此形成沿轴向叠装在一起的碟簧组合，并通过制动筒实现对碟簧组合的径向固定，简化碟簧组合的安装结构。

优选的，所述制动筒前部和后部分别设有轴向延伸的前腰孔22和轴向延伸的后腰孔23，所述前腰孔和后腰孔均为通孔，所述驱动件上固定安装有向外延伸的前挡杆62，所述前挡杆穿过所述制动筒上的前腰孔，其外段挡在所述弹簧/弹簧组合的前端，由此实现所述驱动件与所述弹簧/弹簧组合前端的联接，所述动力装置基体的后部固定安装有向外延伸的后挡杆52，所述后挡杆穿过所述制动筒上的后腰孔，其外段挡在所述弹簧/弹簧组合的后端，由此实现所述动力装置基体与所述弹簧/弹簧组合后端的联接。同时，由于将这种用于穿过挡杆的通孔设置成腰型孔，因此允许根据需要调整动力装置基体及驱动件的轴向位置，以适应安装时位置调整要求，并且，当因摩擦片磨失导致制动盘组合内出现较大间隙时，可以通过调整动力装置基体及驱动件的轴向位置将制动盘组合内的间隙控制在一定范围，以保证制动特性。

所述前挡杆可采用任意能够固定安装在动力装置基体上并能够分别挡在弹簧/弹簧组合前端的零件/组件。所述后挡杆可采用任意能够固定安装在驱动件上并能够分别挡在弹簧/弹簧组合前端后端的零件/组件。

例如，可选的，所述前挡杆和后挡杆可分别采用固定安装在所述驱动件上和固定安装在所述动力装置基体上的销钉或螺钉等。根据实际需要，所述销钉或螺钉可以固定设有或者不设置起延长作用的件。

可选的，所述制动筒上的前腰孔的数量可以为一个，也可以为多个，相应地，所述驱动件上的前挡杆的数量也为一个或多个。

当所述制动筒上的前腰孔的数量为多个时，优选的，所述多个前腰孔周向均匀分布，所述多个前挡杆的数量与所述多个前腰孔的数量相等并采用相同的周向分布方式，以实现均衡受力。

可选的，所述制动筒上的后腰孔的数量可以为一个，也可以为多个，相应地，所述动力装置基体上的后挡杆的数量也为一个或多个。

当所述制动筒上的后腰孔的数量为多个时，优选的，所述多个后腰孔周向均匀分布，所述多个后挡杆的数量与所述多个后腰孔的数量相等并采用相同的周向分布方式，以实现均衡受力。

优选的，所述动力装置基体的外形呈与所述制动筒同轴的圆柱形，以便于安装和固定，并有利于节省空间。

优选的，所述动力装置基体的后端固定连接有与其同轴的螺筒53，所述螺筒穿过固定机架81上的轴向螺筒安装孔并旋接有锁紧螺母54，所述锁紧螺母位于所述螺筒安装孔的后面并旋紧在所述螺筒上，与所述动力装置基体一起从前后两侧紧夹所述固定机架上，由此实现所述动力装置基体在所述固定机架上的固定。可以在所述螺筒上套设或者不套设位于动力装置基体和固定机架之间的环形垫片，并可以选定适宜的环形垫片数量，以调整动力装置基体相对于固定机架的轴向位置，进而调整了在制动状态下弹簧/弹簧组合前端和后端的轴向位置，调整了制动状态下制动盘组合内的间距以及为实现有效制动所述弹簧/弹簧组合前端需要向前移动的距离。

优选的，所述转动筒的前端固定安装有转动筒端盖12，所述转动筒端盖呈环形的内凸缘状，挡在所述动摩擦盘的轴向前方，其内径优选大于所述制动筒的外径，由此在转动筒上形成对动制动盘/制动盘组合的轴向限位。所述制动筒的前端固定安装有制动筒端盖，

优选的，所述制动筒的前端固定安装有制动筒端盖24，所述制动筒端盖设有环形的外凸缘，挡在所述静制动盘的轴向前方，其外径优选小于所述转动筒的内径，由此在制动筒上形成对所述静制动盘/制动盘组合的轴向限位。

优选的，所述前挡杆与位于最后侧的所述制动盘之间刚性固定连接或者通过弹簧连接，以便在解除制动的过程中，通过前挡杆带动位于最后侧的制动盘随驱动件一同向后移。

优选的，至少一个所述前挡杆上固定安装有一个沿轴向向后延伸的指示杆71，所述指示杆的后端部延伸在外并设有长度刻度72，这些刻度可以从外部直接观察到，因此可以根据这些刻度显示出制动状态下所述指示杆延伸在外部分的长度，进而判断出所述指示杆前端在制动状态下的轴向位置变化，判断位于最后侧的所述制动盘在制动状态下的轴向位置变化，判断出所述摩擦片的磨失情况（磨失总厚度）以及在不制动状态下所述制动盘组合内的间隙总量，判断出从不制动状态到制动状态所述弹簧/弹簧组合的前端向前移动的距离（该距离可称为弹簧/弹簧组合的制动距离）。

为保证所述指示杆沿轴向方向延伸到外面，挡在指示杆延伸路径上的碟簧和固定机架等件上均应设置相应的轴向通孔（或通槽等），以供指示杆穿过。如果将这种制动装置设置在电动机或其他设备内部，指示杆应延伸到相应电动机或其他设备的外面，以便能够在实际使用过程中直接观察到指示杆延伸出来的部分以及上面的刻度。

优选的，为保证制动速度和制动力，以制动状态下所述指示杆延伸在外的长度变化判断摩擦片的磨失情况，依据所述摩擦片的磨失情况调节所述弹簧/弹簧组合的制动距离和/或更换摩擦片，所述弹簧/弹簧组合的制动距离的调节方式可以为下列任意一种或两种：

1）在所述制动盘组合的后端与所述前挡杆之间设置垫片，所述垫片的数量可以为一个或多个，所述垫片优选为套设在所述制动筒上的圆环形垫片。增加这种垫片的总厚度，可以将最后侧制动盘在不制动状态下的轴向位置向前移，由此减小不制动状态下制动盘组合内的间隙和所述弹簧/弹簧组合的制动距离，反之亦然。

2）在所述动力装置基体的后端与对应的所述固定支架之间设置垫片，所述垫片的数量可以为一个或多个，所述垫片优选为套设在所述螺筒上的圆环形垫片。增加这种垫片的总厚度，可以将动力装置基体的轴向位置向前移，进而带动弹簧/弹簧组合、前挡杆、和最后侧制动盘在不制动状态下的轴向位置向前移，由此减小不制动状态下制动盘组合内的间隙和所述弹簧/弹簧组合的制动距离，反之亦然。

所述动力装置可以采用任意能够使驱动件按相应的移动方式和行程轴向移动的驱动装置，驱动件的移动方式和行程应保证在工作时向后移动，将弹簧/弹簧组合的前端推到不制动的设定位置，在不工作时不妨碍弹簧/弹簧组合的前端向前移动到制动位置。

例如，优选的，所述动力装置为电磁动力装置、液压动力装置或气压动力装置，这些动力装置都能够在工作时将驱动件向后拉回到设定的位置，而在不工作时允许驱动件向前移动，不妨碍弹簧/弹簧组合的制动动作。

如图1所示，优选的，所述电磁动力装置包括电磁铁51和能够被所述电磁铁吸合的衔铁61，所述衔铁呈圆盘状或连接有圆盘，所述圆盘状的衔铁或所述衔铁连接的圆盘与所述制动筒同轴并构成所述动力装置的驱动件，所述电磁铁构成所述动力装置基体。

如图2所示，优选的，所述液压动力装置和气压动力装置均包括相应的缸体55和与所述缸体配套的活塞杆，所述活塞杆的前端53延伸在所述缸体外并设有构成所述驱动件的圆盘，所述缸体构成所述动力装置基体。所述缸体通过相应的输液管道或输气管道57连接液压站或压缩气源58，所述输液管道或输气管道上设有电控阀以控制液压动力装置和气压动力装置工作。

本发明所称允许相互轴向移动的活动连接方式可以采用任意适宜的现有技术，例如花键连接。为简化结构，优选的，可以在转动筒的内壁上设置一个或多个轴向延伸的滑槽，滑槽长度应满足动制动盘的轴向行程要求，例如可以为通槽并可以根据需要设置对动制动盘轴向移动的限位结构，在动制动盘上设置与转动筒内壁上的滑槽配合的滑块（或外缘上的滑块状凸起），由此实现所述动制动盘的外缘与所述转动筒的内壁之间的允许相互轴向移动的活动连接方式连接。同样，可以在制动筒的外壁上设置一个或多个轴向延伸的滑槽，滑槽长度应满足静制动盘的轴向行程要求，例如可以为通槽并可以根据需要设置对静制动盘轴向的限位结构，在静制动盘上设置与制动筒外壁上的滑槽配合的滑块（或内缘上的滑块状凸起），由此实现所述静制动盘的内缘与所述制动筒的外壁之间的允许相互轴向移动的活动连接方式连接。

本发明所称动制动盘与静制动盘交错分布是指所述动制动盘和静制动盘在轴向上的排列方式为：当所述动制动盘的数量为多个时，相邻动制动盘之间设有且只设有一个静制动盘，当所述静制动盘的数量为多个时，相邻静制动盘之间设有且只设有一个动制动盘。所述动制动盘和所述静制动盘均优选由单一的盘片构成，也可以是由多个盘片构成的复合式制动盘。

本发明公开的各优选和可选技术手段，除特别说明外及一个优选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (9)

1.一种电机内置式多盘制动装置，其特征在于包括转动筒、制动筒、制动盘组合、弹力装置和动力装置，所述转动筒套在所述制动筒的外侧，所述制动盘组合包括相互配套的动制动盘和静制动盘，所述动制动盘、静制动盘、转动筒和制动筒同轴，所述动制动盘与所述静制动盘交错分布，所述动制动盘呈圆环形，安装在所述转动筒的内侧，其外缘与所述转动筒的内壁之间以允许相互轴向移动的活动连接方式连接，其内缘与所述制动筒之间留有间距，所述静制动盘呈圆环形，安装所述制动筒的外侧，其内缘与所述制动筒的外壁之间以允许相互轴向移动的活动连接方式连接，其外缘与所述转动筒之间留有间距，所述弹力装置位于所述制动盘组合的后侧，设有向位于最后侧的所述制动盘施以向前推力的弹簧/弹簧组合，所述动力装置安装在所述制动筒内，包括动力装置基体和能够相对于动力装置基体轴向移动的驱动件，所述驱动件位于所述动力装置基体的前侧并联接所述弹簧/弹簧组合的前端，所述弹簧/弹簧组合由若干碟簧组成，所述若干碟簧套设在所述制动筒上，所述制动筒前部和后部分别设有轴向延伸的前腰孔和轴向延伸的后腰孔，所述前腰孔和后腰孔均为通孔，所述驱动件上固定安装有向外延伸的前挡杆，所述前挡杆与位于最后侧的所述制动盘之间刚性固定连接或者通过弹簧连接，所述前挡杆穿过所述制动筒上的前腰孔，其外段挡在所述弹簧/弹簧组合的前端，由此实现所述驱动件与所述弹簧/弹簧组合前端的联接，所述动力装置基体的后部固定安装有向外延伸的后挡杆，所述后挡杆穿过所述制动筒上的后腰孔，其外段挡在所述弹簧/弹簧组合的后端，由此实现所述动力装置基体与所述弹簧/弹簧组合后端的联接。

2.如权利要求1所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述动制动盘的数量为一个或多个，所述静制动盘的数量为一个或多个。

3.如权利要求2所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述动制动盘的数量为一个，所述静制动盘的数量为两个。

4.如权利要求3所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述动制动盘的前侧盘面上和所述静制动盘的前侧盘面上均设有摩擦片。

5.如权利要求4所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述制动筒上的前腰孔的数量为一个或多个，所述多个前腰孔周向均匀分布，相应地所述驱动件上的前挡杆的数量也为一个或多个，所述多个前挡杆的数量与所述多个前腰孔的数量相等并采用相同的周向分布方式，所述制动筒上的后腰孔的数量为一个或多个，所述多个后腰孔周向均匀分布，相应地所述动力装置基体上的后挡杆的数量也为一个或多个，所述多个后挡杆的数量与所述多个后腰孔的数量相等并采用相同的周向分布方式。

6.如权利要求5所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述动力装置基体的外形呈与所述制动筒同轴的圆柱形，其后端固定连接有与其同轴的螺筒，所述螺筒穿过固定机架上的轴向螺筒安装孔并旋接有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于所述螺筒安装孔的后面并旋紧在所述螺筒上，与所述动力装置基体一起从前后两侧紧夹所述固定机架上，由此实现所述动力装置基体在所述固定机架上的固定。

7.如权利要求6所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述转动筒的前端固定安装有转动筒端盖，所述转动筒端盖呈环形的内凸缘状，挡在所述动制动盘的轴向前方，所述制动筒的前端固定安装有制动筒端盖，所述制动筒端盖设有环形的外凸缘，挡在所述静制动盘的轴向前方。

8.如权利要求7所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于至少一个所述前挡杆上固定安装有一个沿轴向向后延伸的指示杆，所述指示杆的后端部延伸在外并设有长度刻度，以制动状态下所述指示杆延伸在外的长度变化判断所述摩擦片的磨失情况，依据所述摩擦片的磨失情况调节所述弹簧/弹簧组合的制动距离，当摩擦片的磨失总量提示需要更换摩擦片时更换摩擦片，所述弹簧/弹簧组合的制动距离的调节方式为下列任意一种或两种：

在所述制动盘组合的后端与所述前挡杆之间设置垫片，所述垫片的数量为一个或多个，所述垫片为套设在所述制动筒上的圆环形垫片；

在所述动力装置基体的后端与所述固定支架之间设置垫片，所述垫片的数量为一个或多个，所述垫片为套设在所述螺筒上的圆环形垫片。

9.如权利要求8所述的电机内置式多盘制动装置，其特征在于所述动力装置为电磁动力装置、液压动力装置或气压动力装置，所述电磁动力装置包括电磁铁和能够被所述电磁铁吸合的衔铁，所述衔铁呈圆盘状或连接有圆盘，所述圆盘状的衔铁或所述衔铁连接的圆盘与所述制动筒同轴并构成所述动力装置的驱动件，所述电磁铁构成所述动力装置基体，所述液压动力装置和气压动力装置均包括相应的缸体和与所述缸体配套的活塞杆，所述活塞杆的前端延伸在所述缸体外并设有构成所述驱动件的圆盘，所述缸体构成所述动力装置基体。