CN105673732B - 双动摩擦制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双动摩擦制动装置，包括设置在第一旋转轴上的制动盘，设置在第二旋转轴上的制动块盘，旋转力矩传递装置以及制动力施加及解除装置。第一旋转轴的第一轴端串接于运动链的动力输入端，第二轴端将从第一轴端传入的动力对外输出。旋转力矩传递装置不依赖于制动盘与制动块盘之间的摩擦力而在制动盘与制动块盘之间相互传递旋转力矩。制动力施加及解除装置于制动时将制动块盘压向制动盘，于解除制动时将制动块盘脱离制动盘。第一旋转轴、第二旋转轴和制动力施加及解除装置皆由基座支撑，旋转力矩传递装置包含设于制动盘的外缘上的外齿轮和设于第二旋转轴上与外齿轮相啮合的制动块盘驱动齿轮。本发明制动效率高，散热效果好，且方便更换维修。

Description

双动摩擦制动装置

技术领域

本发明涉及一种摩擦制动装置，具体来说，是涉及一种在制动过程中，摩擦块与制动盘皆处于不断的运动状态的双动摩擦制动装置。

背景技术

常见的制动器，总是由一个与主机运动相关联的制动盘和一个与机座相对静止的制动块构成。在制动的过程中，制动盘与制动块接触的位置是不断变换的，由于制动盘处于相对运动的状态，因此可以方便的采取降温措施。例如采用风冷的办法。但制动块在制动的过程中，总是紧贴在制动盘上，处于摩擦状态的位置是不变的，由于摩擦生成且积蓄在制动块处的热量不能及时导出，制动块处的温度很高，通常可达到400～500°，这对制动材料的性能是一个很大的考验，由于摩擦温升过高，造成制动器失灵的事情常有发生。

如果能够对现有的摩擦制动器的构造进行变革，使制动块在制动的过程中，自身也处在不断的运动过程中，从而为降低摩擦位置处的温度提供方便，这对于延长制动器的寿命，提高制动器的性能都会具有极大的作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有摩擦制动装置存在的不足，提供一种制动效率高、散热效果好，方便更换维修，且能用于诸如皮带运输机、集装箱起重机、卸船机、水电桥机、升船机、缆机等普通机械构造中的双动摩擦制动装置。

为了实现上述目的，本发明的双动摩擦制动装置，包括基座，设置在一第一旋转轴上的制动盘，设置在一第二旋转轴上的制动块盘，旋转力矩传递装置和制动力施加及解除装置。所述第一旋转轴具有一第一轴端及一第二轴端，所述第一轴端串接于运动链的动力输入端，所述第二轴端将从第一轴端传入的动力对外输出。旋转力矩传递装置不依赖于所述制动盘与所述制动块盘之间的摩擦力而在所述制动盘与所述制动块盘之间相互传递旋转力矩。制动力施加及解除装置，于制动时将所述制动块盘压向所述制动盘，于解除制动时将所述制动块盘脱离所述制动盘。其中，所述第一旋转轴、所述第二旋转轴、和所述制动力施加及解除装置皆设置在所述基座上由所述基座支撑，所述旋转力矩传递装置包含设于所述制动盘的外缘上的外齿轮和设于所述第二旋转轴上与所述外齿轮相啮合的制动块盘驱动齿轮。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述制动盘的厚度大于所述制动块盘驱动齿轮的厚度。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述第二旋转轴上设置有花键轴段，所述制动块盘设置在所述花键轴段上。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述制动块盘包括旋转盘体以及多个摩擦块，所述旋转盘体上设置有多个安装位置，所述多个摩擦块通过螺栓一一对应连接于所述多个安装位置。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述旋转盘体与所述制动盘之间具有接触重叠区，所述制动力施加及解除装置具有作用力中心点，所述作用力中心点与所述接触重叠区的中心相对。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述制动力施加及解除装置包括：

支架，具有相对的一第一端及一第二端；

回转轮架，与所述支架相连且位于所述第一端，所述回转轮架上设置有回转轮；

驱动件，与所述回转轮架相连，于制动时驱动所述回转轮架带动所述回转轮与所述制动块盘接触使制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动；以及

回位件，与所述支架相连且位于所述第二端，于解除制动时向所述制动块盘施加回复力。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述制动块盘为两个，分别对应所述制动盘的两个相对侧面设置。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架及所述第二支架分别具有相对的所述第一端及所述第二端。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述回转轮架包括第一回转轮架和第二回转轮架，所述第一回转轮架与所述第一支架相连且位于第一支架的第一端，所述回转轮包括第一回转轮和第二回转轮，所述第一回转轮设置在所述第一回转轮架上，所述第二回转轮架与所述第二支架相连且位于所述第二支架的第一端，所述第二回转轮设置在所述第二回转轮架上。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述驱动件与所述第一回转轮架及所述第二回转轮架相连，于制动时驱动所述第一回转轮架带动所述第一回转轮及驱动所述第二回转轮架带动所述第二回转轮分别与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述驱动件包括与所述第一回转轮架相连的第一驱动件及所述第二回转轮架相连的第二驱动件，于制动时，所述第一驱动件驱动所述第一回转轮架带动所述第一回转轮与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动，所述第二驱动件驱动所述第二回转轮架带动所述第二回转轮与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述回位件一端连接所述第一支架的第二端，另一端连接所述第二支架的第二端，于解除制动时向两个所述制动块盘施加回复力。

上述的双动摩擦制动装置，其中，所述第一支架、第二支架皆套设在所述第二旋转轴上，且分别位于所述第二旋转轴的两轴端上。

本发明的有益功效在于：第一旋转轴具有第一轴端及一第二轴端，可串接在机械传动链的任意区段，从而能用于诸如皮带运输机、集装箱起重机、卸船机、水电桥机、升船机、缆机等普通机械构造中。另外，直接通过设于制动盘的外缘上的外齿轮和设于第二旋转轴上与外齿轮相啮合的制动块盘驱动齿轮进行旋转力矩传递装置，提高了摩擦块件之间的相对运动速度，可以极大地提高制动效率，且方便更换维修。另外，制动过程中，制动块盘也是处于相对运动的状态，可以方便的采取降温措施，散热效果好，进而可延长制动装置的使用寿命。

综上，本发明不仅制动效率高，散热效果好，且方便更换维修。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的双动摩擦制动装置的结构图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中的制动盘与制动块盘配合示意图；

图4为图3中的B-B剖视图；

图5为本发明的双动摩擦制动装置的制动力施加及解除装置的另一实施方式的结构图；

图6为本发明的双动摩擦制动装置的一种使用方式的结构简图。

其中，附图标记

100—驱动电机

200—减速器

300—皮带运输机

10—基座

210—第一旋转轴

211—第一轴端

212—第二轴端

220—制动盘

310—第二旋转轴

311—花键轴段

320—制动块盘

321—旋转盘体

322—摩擦块

40—旋转力矩传递装置

410—外齿轮

420—制动块盘驱动齿轮

50—制动力施加及解除装置

51—第一支架

511—第一端

512—第二端

52—第一回转轮架

53—第一回转轮

54—第二支架

55—第二回转轮架

56—第二回转轮

571—第一液压缸

572—第二液压缸

58—回位件

60—接触重叠区

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

结合参阅图1至图4，如图所示，本发明的双动摩擦制动装置包括一基座10，设置在第一旋转轴210上的制动盘220，设置在第二旋转轴310上的制动块盘320，旋转力矩传递装置40以及制动力施加及解除装置50。第一旋转轴210具有一第一轴端211及一第二轴端212，第一轴端211用于串接于运动链的动力输入端，以便与动力装置相连(如图6，第一轴端211与驱动电机100相连)，第二轴端212将从第一轴端传入的动力对外输出，以便驱动系统的运转(如图6，第二轴端212串接在与减速器200相连的皮带运输机300上)。旋转力矩传递装置40不依赖于制动盘与制动块盘之间的摩擦力而在制动盘与制动块盘之间相互传递旋转力矩。制动力施加及解除装置50于制动时将制动块盘320压向制动盘220，于解除制动时将制动块盘320脱离制动盘220。其中，第一旋转轴210、第二旋转轴310、和制动力施加及解除装置50皆设置在基座10上由基座10支撑。

本发明的双动摩擦制动装置基于上述设置，第一旋转轴210具有两个轴端，一个轴端接受驱动部分传来的动力，另一个轴端将动力传递至运动链的下一个环节，从而能用于诸如皮带运输机、集装箱起重机、卸船机、水电桥机、升船机、缆机等普通机械构造中。。

旋转力矩传递装置40包含设于制动盘220的外缘上的外齿轮410和设于第二旋转轴310上与外齿轮410相啮合的制动块盘驱动齿轮420。基于这样的设置，利用制动盘220作为关联齿轮，从而结构简单，紧凑，且制动盘220和制动块盘320的转动方向相反，提高了相对运动的速度，有助于提高制动装置的使用效果，且方便更换维修。另外，制动过程中，制动块盘220也是处于相对运动的状态，可以方便的采取降温措施，散热效果好，进而可延长制动装置的使用寿命。

为了避免制动时出现干涉现象，制动盘220的厚度B1大于制动块盘驱动齿轮420的厚度B2。

为了保证制动块盘320既可以随第二旋转轴310一起转动，又可以在制动力的作用下完成轴向移动，第二旋转轴310上设置有花键轴段311，制动块盘320设置在花键轴段311上。

再一次参阅图3和图4，制动块盘320包括旋转盘体321以及多个摩擦块322，旋转盘体321上设置有多个安装位置，多个摩擦块322通过螺栓一一对应连接于多个安装位置。这样，在摩擦块322磨损到一定的程度时，即可以更换，且更换维修方便。

再一次参阅图3，旋转盘体321与制动盘220之间具有接触重叠区60，制动力施加及解除装置50具有作用力中心点(图中未示出)，该作用力中心点与接触重叠区60的中心相对。也就是说，作用力加在制动盘220与制动块盘320重叠的位置上，可以消除回转摩擦块偏载的影响。

再一次参阅图1和图2，其示出的是双缸驱动同时夹紧的结构，具体来说，制动块盘320为两个，分别对应制动盘220的两个相对侧面设置，制动力施加及解除装置50包括第一支架51、第一回转轮架52，第一回转轮53，第二支架54，第二回转轮架55，第二回转轮56，驱动件以及回位件58。第一支架51具有相对的一第一端511及一第二端512。第一回转轮架52与第一支架51相连且位于第一端511，第一回转轮53设置在第一回转轮架52上。第二支架54具有相对的一第一端541及一第二端542，第二回转轮架55与第二支架54相连且位于第二支架54的第一端541，第二回转轮56设置在第二回转轮架55上。驱动件与第一回转轮架52及第二回转轮架55相连，于制动时驱动第一回转轮架52带动第一回转轮53及驱动第二回转轮架55带动第二回转轮56分别与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿第二旋转轴310的轴向移动。回位件58一端连接第一支架51的第二端512，另一端连接第二支架54的第二端542，于解除制动时向两个制动块盘施加回复力。

驱动件包括第一液压缸571和第二液压缸572，第一液压缸571的柱塞与第一回转轮架52相连以单独驱动第一回转轮架52，第二液压缸572的柱塞与第二回转轮架55相连以单独驱动第二回转轮架55。也就是说，制动力施加及解除装置50采用两套加力装置完成加力功能。

回位件58可以是常见的弹簧。回位件58的安装位置也不局限位于第一支架51的第二端512及第二支架54的第二端542，在实际使用时，也可以将回位件58安装在第二旋转轴310上。

为了方便设置，上述的第一支架51、第二支架54皆套设在第二旋转轴310上，且分别位于第二旋转轴310的两轴端上，以便第一支架51、第二支架54也由基座10支撑。

双动摩擦制动装置也可以采用单缸驱动同时夹紧的结构，具体来说，制动力施加及解除装置50也可以采用一套加力装置完成加力功能，如图5所示，图5所示的制动力施加及解除装置50与图2中的制动力施加及解除装置50具有大致相同的结构，不同之处在于：驱动件只有一个，即，第一支架51与第二支架54皆与驱动件57相连，以由驱动件57既驱动第一回转轮架52又驱动第二回转轮架55，且第一支架51与第二支架54铰接在一起。其余与图2中的制动力施加及解除装置50相同的结构在此就不多做赘述。

参阅图6，本发明的双动摩擦制动装置可以运用在皮带运输机上，具体使用方式是：第一旋转轴210的第一轴端211与驱动电机100相连，以使第一旋转轴210的第一轴端211形成动力输入端，接受驱动部分传来的动力，第一旋转轴210的第二轴端212通过减速器200与皮带运输机300相连，以使第一旋转轴210的第二轴端212形成动力输出端。

综合上述不难看出，本发明的双动摩擦制动装置具有如下特点：

1)制动块盘在制动的过程中，不断的改变摩擦区的位置，克服了现有的摩擦块在制动的过程中一直处于摩擦状态的情况，可以减少热量的集聚，减少摩擦块的温升。

2)制动块盘在制动过程中处于回转的工作状态，可以像常规的制动盘一样，设置通风通道，改善散热条件。

3)利用制动盘作为关联齿轮，结构简单，紧凑，制动块盘和制动盘的转动方向相反，提高了相对运动的速度，有助于提高制动装置的使用效果。

4)调整关联齿轮的速比，可以调整制动块盘的速度，从而可以控制制动力的数值，这一点特别是需要低速度端制动的情况，相当于在低速端，人为的制造了一个高速运动的环境，可以有效的减低制动面的压强，有助于改善制动件的工作条件。

5)回转的制动块盘的体积远比现有结构制动块盘的体积大，可以容纳更多的摩擦材料，有利于增加制动装置的寿命周期，起到减少维修工作量的效果。可在支架的端部配置报警触点，当摩擦块逐渐摩损，触点的相对位置就逐渐接近，一旦接触，就会触发报警信号，提醒用户及时更换摩擦块，从而为维修提供准确信息。

6)制动力的加力构造同时起到加力和控制制动块盘位置的双重作用。作用力加在制动盘与制动块盘重叠的位置上，可以消除回转制动块偏载的影响。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种双动摩擦制动装置，其特征在于，包括：

一基座；

设置在一第一旋转轴上的制动盘，所述第一旋转轴具有一第一轴端及一第二轴端，所述第一轴端串接于运动链的动力输入端，所述第二轴端将从第一轴端传入的动力对外输出；

设置在一第二旋转轴上的制动块盘；

旋转力矩传递装置，不依赖于所述制动盘与所述制动块盘之间的摩擦力而在所述制动盘与所述制动块盘之间相互传递旋转力矩；以及

制动力施加及解除装置，于制动时将所述制动块盘压向所述制动盘，于解除制动时将所述制动块盘脱离所述制动盘；

其中，所述第一旋转轴、所述第二旋转轴、和所述制动力施加及解除装置皆设置在所述基座上由所述基座支撑，所述旋转力矩传递装置包含设于所述制动盘的外缘上的外齿轮和设于所述第二旋转轴上与所述外齿轮相啮合的制动块盘驱动齿轮。

2.根据权利要求1所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述制动盘的厚度大于所述制动块盘驱动齿轮的厚度。

3.根据权利要求1所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述第二旋转轴上设置有花键轴段，所述制动块盘设置在所述花键轴段上。

4.根据权利要求1所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述制动块盘包括旋转盘体以及多个摩擦块，所述旋转盘体上设置有多个安装位置，所述多个摩擦块通过螺栓一一对应连接于所述多个安装位置。

5.根据权利要求4所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述旋转盘体与所述制动盘之间具有接触重叠区，所述制动力施加及解除装置具有作用力中心点，所述作用力中心点与所述接触重叠区的中心相对。

6.根据权利要求1所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述制动力施加及解除装置包括：

支架，具有相对的一第一端及一第二端；

回转轮架，与所述支架相连且位于所述第一端，所述回转轮架上设置有回转轮；

驱动件，与所述回转轮架相连，于制动时驱动所述回转轮架带动所述回转轮与所述制动块盘接触使制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动；以及

回位件，与所述支架相连且位于所述第二端，于解除制动时向所述制动块盘施加回复力。

7.根据权利要求6所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述制动块盘为两个，分别对应所述制动盘的两个相对侧面设置。

8.根据权利要求7所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架及所述第二支架分别具有相对的所述第一端及所述第二端。

9.根据权利要求8所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述回转轮架包括第一回转轮架和第二回转轮架，所述第一回转轮架与所述第一支架相连且位于第一支架的第一端，所述回转轮包括第一回转轮和第二回转轮，所述第一回转轮设置在所述第一回转轮架上，所述第二回转轮架与所述第二支架相连且位于所述第二支架的第一端，所述第二回转轮设置在所述第二回转轮架上。

10.根据权利要求9所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述驱动件与所述第一回转轮架及所述第二回转轮架相连，于制动时驱动所述第一回转轮架带动所述第一回转轮及驱动所述第二回转轮架带动所述第二回转轮分别与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动。

11.根据权利要求9所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述驱动件包括与所述第一回转轮架相连的第一驱动件及所述第二回转轮架相连的第二驱动件，于制动时，所述第一驱动件驱动所述第一回转轮架带动所述第一回转轮与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动，所述第二驱动件驱动所述第二回转轮架带动所述第二回转轮与对应的制动块盘接触使对应的制动块盘沿所述第二旋转轴的轴向移动。

12.根据权利要求8所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述回位件一端连接所述第一支架的第二端，另一端连接所述第二支架的第二端，于解除制动时向两个所述制动块盘施加回复力。

13.根据权利要求8所述的双动摩擦制动装置，其特征在于，所述第一支架、第二支架皆套设在所述第二旋转轴上，且分别位于所述第二旋转轴的两轴端上。