CN1065211C - 整体式升降驱动机及制动器总成 - Google Patents

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Abstract

一种升降驱动机，该机包括一个具有一个外壁的机壳，一个其上装有一个皮带轮的可转动的输出轴和一个用来制动该输出轴和皮带轮的制动器总成。该制动器总成有一个与该外壁形成一个整体并且邻近输出轴的底座。该制动器总成的一个金属的底座是铸在或被埋置在该外壁内。另一个办法是，该外壁形成该制动器总成的底座。该整体形成的底座有一个用来安装盘式制动器总在的磁性线圈。该底座还有多个用来安装制动弹簧的孔和多个用螺栓把该盘组件固定在该底座上的螺栓孔。该盘式制动器总成通过铸出或埋置一个具有较高导磁性的金属毛胚在该外壁铸件内形成其底座而制成。一个轴承组件埋头孔在该外壁中加工出来，在把该外壁部分从机械加工操作中松开前，在该盘式制动器总成的底座上加工出用来安装磁性线圈的凹槽、多个用来安装制动弹簧的孔和多个螺栓孔。

Description

整体式升降驱动机及制动器总成
本发明涉及一种用于升降驱动机的制动器总成，更准确地说，本发明涉及一种整体式升降驱动机的盘式制动器总成及其制造方法。
目前的升降机上都装有多个制动装置，这些制动装置在升降机正常运行时例如用来当升降机停在卸货处时把操作室固定就位，在紧急情况下可例如用来防止操作室和／或配重掉入升降道坑中。
在齿轮传动的升降驱动机上的常用制动器一般是鼓式制动器，该制动器与驱动机的输入轴相啮合以便当操作室停在某层楼处时使该驱动机停止转动。盘式制动器则被用来对输出轴提供制动。迄今为止，除输入轴制动器外，盘式制动器一直用于输出轴制动，因此升降驱动机一直既有输入轴制动器又有输出轴制动器。1993年7月13日授予R．Ericson等人的题为“升降机驱动皮带轮的盘式制动器”的共同转让的美国专利5226508公开了一种对在具有输入轴制动器的现有升降驱动机的输出轴和皮带轮上的安装进行改进的盘式制动器总成。1994年4月13授予R．Ericson等人的题为“用于升降机皮带轮的盘式制动器”的共同转证的美国专利5201821公开了一种结合在具有输入轴制动器的新配备的升降机中的盘式制动器总成。因此最好能提供一种无需输入轴制动器的、经过改进的新型输出轴盘式制动器总成。
本发明的第一个目的是提供一种没有输入轴制动只有输出轴制动的经过改进的新型升降驱动机。
本发明的第二个目的是提供一种整体式升降驱动机和输出轴制动器总成。
本发明的第三个目的是提供一种制造成本低并且零件数目少的组合式制动器总成。
本发明的第四个目的是提供一种容易和便于维修的制动器总成。
本发明的第五个目的是提供一种制造这类组合式制动器总成的经过改进的新方法。
本发明的第六个目的是提供一种整体式盘式制动器总成及其制造方法，它们既能用于蜗轮蜗杆传动和螺旋齿轮传动的升降驱劝机中，又能用于无齿轮传动的升降驱动机中。
本发明的其他目的一部分是显而易见的，另一部分则在下文中详细指出。
因而已知发现，在一个升降驱动机中已经达到了上述和有关目的的并且克服了现有技术的缺点。该驱动机具有一个装有一个外壁的机壳，一个转动的输出轴，该轴上装有一个与其一起转动的皮带轮以及一个用来制动该输出轴和皮带轮的制动器总成。该制动器总成有一个与该机壳的该外壁形成一个整体并且邻近该输出轴的底座。该机壳可以是一个铸件，该制动器总成的金属底座可被浇铸或埋置在该机壳的外壁的铸件内。或者把该机壳的外壁构形成使该外壁的铸件的一个预定部分形成该制动器总成的底座。该整体形成的底座上具有一个用来安装盘式制动器总成的磁性线圈的凹槽。该底座上还有许多用来安装制动弹簧的孔和许多用螺栓把盘组件固定在底座上的螺栓孔。
在本发明的制造方法中，驱动机机壳的外壁部分被浇铸形成该制动器总成的底座。在把该外壁部分浇铸形成该制动器总成的底座时，可先将具有较高导磁性的一个金属毛胚铸出或把该毛胚埋置在该外壁部分的铸件中，然后再对它进行机械加工以形成该底座。另一种办法是，该外壁部分的铸件的尺寸和形状应使该外壁部分的铸件本身就形成该底座。然后把该外壁部分固定，加工出一个轴承组件埋头孔，并且在把该外壁部分从机械加工工序中松开以前，在该盘式制动器总成的底座上加工出用来安装磁性线圈的凹槽，多个用来安装制动弹簧的孔以及多个螺栓孔。通过周同期进行的机械加工，可以有效地获得凹槽、弹簧孔、螺栓孔和轴承组件埋头孔之间的精确的相对对中。
图1是本发明的蜗轮蜗杆升降驱动机和组合式制动器总成的剖视图；
图2是图1中的盘式制动器总成的剖视图片断；
图3是螺旋齿轮升降驱动机的断开的剖视图。
虽然为便于说明起见已在附图中选定了本发明的具体形式，并且为介绍这些具体形式作出了下面的具体说明，但是这个说明并不是用来限制在本权利要求书中所规定的本发明的范围。
参看图1，图中示出了一个蜗轮蜗杆升降驱动机，该驱动机总的以标号10表示。驱动机10通常包括机壳或齿轮箱12、蜗杆14、蜗轮16、输出轴18和驱动皮带轮20。蜗轮14与蜗轮16相啮合，该蜗轮用键直接固定在输出轴18上。输出轴18以轴颈支承在轴承24上，轴承24则安装在箱12的箱壁上。可以理解，该蜗杆14是通过一个电机(未示出)所驱动的，该蜗杆又依次驱动蜗轮16和输出轴18。驱动皮带轮20安装并且用键固定在输出轴18上，该轮运载升降机和配重电缆。盖板26固定在输出轴18的端部以便将皮带轮20在轴18上固定就位。上述各零件对于蜗轮蜗杆升降驱动装置来说都是普通的零件。
驱动机10还包括一个总的以标号28表示的整体式盘式制动器总成，该制动器总成包括一个底座30、一个磁性线圈32、一个衔铁板34以及一个盘组件36。
底座30与机壳或齿轮相12的外壁件38制成一体。在图示的实施例中，外壁件38是铸铁件而底座30是一个钢坯，该钢坏被浇铸或埋置在该壁件38内，然后再机械加工成如图1中所示的形状，这在下面还要详细介绍。细承24安装在底座30的一个埋头孔40内。轴承24通过轴承护圈盖41被在埋头孔40内固定就位，该盖用螺栓42固定在底座30上。安装在盖41上的双唇密封件44与输出轴18密封地相啮合，从而密封住轴承24。
底座30上有一个与埋头孔40同心的向外敞开的U型环形凹槽46，该环形凹槽的形状可以安置磁性线圈32。该底座30上还有多个用来安装螺柱50的加工有螺纹的螺柱孔48，用来安装弹簧54的弹簧孔52，以及用来安装导销58的导销孔56。磁性线圈32被安装在环形凹槽46中并且用粘合剂或键合剂例如环氧树脂固定于该凹槽内。在加工凹槽46时，形成该凹槽的壁最好进行粗加工，以便于把该线圈粘接在该凹槽46中。另一种办法是，线圈32也可以用键固定在凹槽46内以便把该线圈锁紧在应有位置上。适合用于固定的其他形式也可以采用。
衔铁板34设置在靠近磁性线圈32和盘组件36的位置上。盘组件35包括多个交错排列的摩擦盘60和制动板62，该组件用(4个)螺柱50和螺母51固定在底座30上。每块摩擦盘的外端装有一个沿径向向外延伸的环形摩擦垫66。摩擦盘60直接固定在轴18上以便由轴18带动旋转。输出轴18的外端具有多个沿轴向延伸的花键64，而摩擦盘60的内侧刻出花键槽直接连接在花键64上，使得该输出轴能转动盘60。
衔铁板34受到装在底座30中的多个弹簧54作用的偏压而离开磁性线圈32。制动板62受到装在穿衔铁板34和制动板62(图2)的螺柱50上的多个弱螺旋弹簧68的偏压而分离。因此，当制动器总成处于“松开”位置时，制动板62由于螺旋弹簧68的作用而同该交错排列的摩擦盘60分开。螺母51被拧在螺柱50的末端上，以便供在该制动器的使用寿命期间因制动器的磨损而对板62之间的间隙作调整时用。当该制动器处于松开位置时，散布在制动器总成28周边上的多个导销58(图1中未示出)从底座30伸长穿过衔铁板34和制动板62，以便引导这些零件彼此间的相对轴向移动。由上述可以理解，盘60随该输出轴和皮带轮20一起转动时，板62可保持不动。
上述制动器总成的工作过程如下。在升降机正常安全运转期间，线圈32被通电励磁，衔铁板34被磁力吸住靠紧在底座30上，从而使致动弹簧54受压缩。因此该制动器总成此时处于“松开”状态，摩擦盘60可以随轴18自由转动而不受板62的阻止。当需要制动时，比如在不安全的操作事件中，例如如果发生了在两个方向上的超速情况，线圈32上的电源将被断开，线圈32将去磁。然后致动弹簧54将使衔铁板34移向环形制动板62而与底座30分开。该弹簧54的作用力应能使隔离弹簧68受压缩并且板62将压紧盘60阻止其作进一步运动。因此，输出轴18和皮带轮20的运动也将被阻止并且操作室也将停止其在升降通道中的运动。同时，该驱动机的电源也将断开。在操作室的不安全运动的原因被发现以后，只需要对线圈32恢复通电，制动器总成28就可以松开。同样该制动器总成也可以用于正常的制动以及其他的不安全情况例如保护升降机不发生失去控制的低速运动。有关升降驱动机和盘式制动器的其他的一般操作和结构说明可从上面提到的美国专利5201821和美国专利5226508中了解，这两个专利文件通过引用结合在本文中。
可以理解，该盘式制动器总成在野外工作时可以通过卸下4个螺母51而容易地被拆下。该盘直接用花键孔与输出轴的外端相连接，因此维护制动盘时该输出轴不需要顶起。制动气隙的调整用塞尺和板手就可以方便地完成。在这方面，0．5毫米的气隙是可能的，这就使由制动器正常工作所产生的噪音水平大大降低。
在图示实施例中，齿轮箱12的外壁部分38是铸铁件，而整体底座30最好用钢以便提高其导磁性。其他能提供合格的导磁性特性曲线的金属材料也可以用来作底座30。在本发明的制造方法方面，用来形成底座30的钢坯是铸出的或者在浇铸外壁部分38期间直接埋置在该外壁部分38内。然后将该外壁部分38固定或用螺栓栓住以便加工轴承的埋头孔40。用来安装磁性线圈32的环状U形凹槽46也在该钢坯上与该埋头孔40同心地加工出来。U形凹槽46的侧壁最好进行粗加工，以便为用来把线圈32粘接在凹槽46中的粘合剂提供一个提高结合性的表面。此时，螺柱孔48、弹簧孔52和销孔56也都在该钢坯上的钻出从而形成该底座30。当该机械加工过程完成以后，把该外壁部分38从切削机床上松开并且取下，然后把磁性线圈32与凹槽46相配合并且用适当的粘合剂或键合剂例如环氧树脂来粘合就位。较佳的制造方法是先将该磁性线圈插入凹槽46中，然后用环氧树脂涂敷在该磁性线圈上并使它固化，从而把该线圈粘合在该凹槽中。
另一个办法是，省去该用来形成底座30的钢坯，外壁部分38直接铸成预定构形形成盘式制动器总成的底座。在这种构形中，铸铁外壁部分38将形成底座30并且还将按上述方法进行机械加工，从而制出环形凹槽46，加工有螺纹的螺柱孔48、弹簧孔32、销孔56以及轴承埋头孔40。这样就确定了底座30的尺寸和形状以便提供一个通过该铸铁底座30的可接受的磁通量通路。
参看图3，图中相同的标号用来表示同样或类似的零件，本发明的该整体式制动器总成在一个总的以标号11示出的螺旋齿轮升降驱动机中示出。如从现有技术中知道的，该升降驱动机11有一个螺旋齿轮驱动装置74(图中未示出细节)，该装置驱动一个装有皮带轮20的输出轴76，该皮带轮由配置在其对置的两端上的轴承组件78、80所简单地支承。驱动机11的齿轮箱23包括一个称作轴承台的外壁部分38。与驱动机10类似，该底座30也整体地形成在该外壁部分38中。该底座30有一个安装轴承组件80的埋头孔40。锁紧螺母82拧紧在该输出轴76上以便把轴承组件80固定在埋头孔40中。环形密封件84安装在衔铁板34上并且与锁紧螺母82的外圆周表面密封地啮合从而将轴承组件80密封住。图3中用相同标号示出的其余的零件具有与图1中所述的同样的形状和装配关系，因而不需要作为另一个实施例再作进一步的详细说明。同样，外壁部分38和底座30也都可以根据上述制造方法来整体地形成和制造。此外，本发明的整体式盘式制动器也可以无齿轮的升降驱动机中使用，该驱动机也有一个如图3的驱动机11中所示的简单支承的皮带轮
从以上所述可以理解，本文已经介绍了一种经过改进的新的升降驱动机和整体式盘式制动器总成。与现有技术相比，该整体式制动器总成的制造成本低、零件数目少并且便于维修。此外，对一种制造这种整体式制动器总成的改进的新的方法也作了说明。
应当指出，在不脱离所附专利要求书中所界定的本发明的精神和范围的况下，本领域技术熟练的人可以对上述结构作出各种修改变更。

Claims (26)

1．一种升降驱动机，其包括：
一个具有一个外壁的机壳；
一个安装在该机壳中的可转动的输出轴；
一个安装在该输出轴上并可与其一起转动的皮带轮；
一个用来制动该输出轴的制动器总成，该制动器总成具有一个与该机壳的该外壁形成一个整体并且邻近该输出轴的底座；其特征在于：
该机壳的该外壁是一个铸件，该制动器总成的该底座是在该外壁内浇铸而成。
2．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该制动器总成有一个磁性制动线圈，该底座有一个安装该制动线圈的凹槽。
3．如权利要求2中所述的驱动机，其特征在于：该凹槽是一个围绕该输出轴的环形凹槽。
4．如权利要求2中所述的驱动机，其特征在于：该制动器总成是一个盘式制动器总成，该制动器总成具有一个用螺栓固定在该底座上的盘组件和多个对一块衔铁板加偏压的弹簧以及该底座上具有多个用来安装该多个弹簧的孔。
5．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该底座由具有比该外壁的该铸件更高的导磁性的材料所构成。
6．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该底座材料是钢。
7．如权利要求6中所述的驱动机，其特征在于：该外壁材料是铸铁。
8．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该机壳的该外壁是一个铸件，与该输出轴邻近的该外壁的一个预定部分的形状和尺寸设定成可形成该制动器总成的该底座。
9．如权利要求8中所述的驱动机，其特征在于：该制动器总成具有一个磁性制动线圈，该底座具有一个用来安装该制动线圈的凹槽。
10．如权利要求9中所述的驱动机，其特征在于：该凹槽是一个围绕该输出轴的环形凹槽。
11．如权利要求8中所述的驱动机，其特征在于：该制动器总成是一个盘式制动器总成，该制动器总成具有一个用螺栓固定在该底座上的盘组件和多个对一块衔铁板加偏压的弹簧以及该底座上具有多个用来安装所述多个弹簧的孔。
12．如权利要求8中所述的驱动机，其特征在于：该外壁材料是铸铁。
13．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该制动器总成有一个磁性制动线圈，该底座被构形成能安装该制动线圈。
14．如权利要求13中所述的驱动机，其特征在于：该底座有一个安装该制动线圈的凹槽。
15．如权利要求14中所述的驱动机，其特征在于：该凹槽是一个围绕该输出轴的环形凹槽。
16．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该制动器总成是一个具有一个盘组件的盘式制动器总成，该盘组件包括多个与摩擦盘交错排列的制动板，所述摩擦盘用花键直接连接在该输出轴上以便与输出轴一起转动。
17．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：安装在该输出轴上的该皮带轮简单支承在设置于该皮带轮的对置的两端上的第一和第二轴承组件上，该机壳的该外壁被构形成形成一个安装该第一轴承组件的轴承台。
18．如权利要求17中所述的驱动机，其特征在于：该升降驱动机还包括一个用来使该输出轴转动的螺旋齿轮驱动装置。
19．如权利要求1中所述的驱动机，其特征在于：该升降驱动机还包括一个用来使该输出轴转动的蜗轮蜗杆驱动装置，并在该机壳的该外壁上形成一个安放该蜗轮蜗杆驱动装置的齿轮箱。
20．一种制造有一个带外壁的机壳的升降驱动机的盘式制动器总成的底座的制造方法，该方法包括如下步骤：
铸出该驱动机机壳的一个外壁部分以便提供一个底座；
固定该外壁部分以便进行机械加工；
在该外壁部分切削加工出一个轴承组件的埋头孔；
围绕该轴承组件埋头孔切削加工出一个用来安装一个磁性线圈的凹槽；
钻出多个用来安装制动弹簧的孔；以及
在完成该切削和钻孔步骤后把该外壁部分从机械加工操作中松开。
21．如权利要求20中所述的方法，其特征在于：该切削加工凹槽的步骤包括进行一次足够粗糙度的切削加工以便于把磁性线圈粘合固定在该环形凹槽内。
22．如权利要求21中所述的方法，其特征在于：该方法还包括把一个磁性线圈定位在该凹槽中并把粘合剂材料涂敷在该磁性线圈和环形凹槽上从而把该磁性线圈粘合在该凹槽中的步骤。
23．如权利要求20中所述的方法，其特征在于：该切削加工凹槽的步骤还包括对该凹槽进行构形以提供与安装在该凹槽内的磁性线圈的键互锁。
24．如权利要求20中所述的方法，其特征在于：该方法还包括在将该外壁部分从机械加工操作中松开前，在该外壁部分上钻出许多螺栓孔。
25．如权利要求20中所述的方法，其特征在于：
该铸出一个外壁部分的步骤包括浇铸一个比该外壁部分的该铸件具有更高的导磁性的底座件；
该切削加工一个轴承组件的埋头孔的步骤包括在该底座件中加工该埋头孔；
该切削加工一个凹槽的步骤包括在该底座件中加工该凹槽；以及
该钻出多个孔的步骤包括在该底座件上钻出该出所述孔。
26．权利要求25中所述的方法，其特征在于：该方法还包括在把外壁部分从机械加工操作中松开前，在该底座件上钻出多个螺栓孔。
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