CN106975937A - 液压刹车前置式回转工作台及其制动控制方法 - Google Patents

Abstract

液压刹车前置式回转工作台及其制动控制方法，包括壳体、可转动的装在壳体内的旋转部件和与旋转部件同轴设置的制动部件，壳体前端与轴承外套固定，轴承外套内配装转台轴承，转台轴承的内圈与旋转部件固连，外圈与轴承外套固连，其特征在于所述的转台轴承前侧具有与转台轴承内圈相固定的前伸轴端，所述的制动部件套设于前伸轴端外周，包括设置在前伸轴端外周且与转台轴承外圈固定的摩擦环、一端伸入至前伸轴端和摩擦环之间的动摩擦环和与动摩擦环固定的液压组件，所述的液压组件与轴承外套固定，液压组件从外部控制油箱获取液压动力带动动摩擦环沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端上，或带动动摩擦环沿轴向向前回移，松开对前伸轴端的压紧。

Description

液压刹车前置式回转工作台及其制动控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压刹车前置式回转工作台及其制动控制方法，属于机床附件领域。

背景技术

回转工作台是立式车床、铣床、加工中心、数控插齿机等多种机床的核心部件，回

转工作台的运动精度、承载能力、应对冲击力的能力等要素关系到整台机床的生产加工能力和效率，现有的回转工作台为提高精度一般采用力矩电机驱动机构配合减速装置的方式来驱动回转工作台旋转，而采用力矩电机直接驱动的转台，当接到停止指令时，由动态制动电路来制动电机，其自锁力较小，尤其是急停时会发生很小角度的过转，因而在回转工作台中需要有一套制动机构来夹紧转台以保证精确的定位要求。另外在重力切屑下，也需要制动转台轴来保证其工件的加工精度。

具有制动机构的回转工作台的相关专利：

CN 205559648 U，公开了一种摩擦式液压制动器，包括：与主轴通过花键连接的台阶状的固定套；设置在固定套的两端之间的端面处的蝶簧；缸筒滑动而活塞固定设置在固定套的低阶导向端上的油缸，其中，缸筒的外端延伸出活塞的外端，且缸筒的外端上设置有摩擦片；滑动的设置在缸筒外端的主轴上并与其同步转动的摩擦盖，一螺母设置在主轴的螺纹部上并拧紧在摩擦盖的外端，以使蝶簧和摩擦盖作用在缸筒上的压紧力将摩擦盖压紧在摩擦片上，而当油缸进油时，缸筒克服蝶簧的压紧力将摩擦片和摩擦盖分离。

CN 105583640 A，公开了一种回转支撑承载直齿传动回转工作台，包括底座，回转支撑，主轴调心系统，工作台，直齿传动及消隙装置，伺服电机，制动装置，所述支撑机构采用回转工作台承载，所述回转工作台精度控制由回转工作台与主轴调心系统联合控制，所述驱动装置采用直齿消隙机构，所述制动系统采用液压制动圈制动。

CN 104723122 A，公开了一种组合机床回转工作台的制动装置，包括旋转轴、固定支座、制动法兰以及由油缸座、油缸活塞和压盖构成的液压油缸，制动法兰的法兰端夹于油缸活塞和油缸座的端面之间，且制动法兰法兰端的两侧均留有微小间隙，液压油缸的油腔外接液压油泵。

以上现有技术中，制动机构通过液压或弹力压紧转动轴，以产生制动力矩，实现制动功能，而其制动机构的制动可靠性和稳定性还有待提高，与旋转部件组装的结构合理性还有待改善。

发明内容

本发明提供的液压刹车前置式回转工作台及其制动控制方法，制动部件设置于回转工作台内部，与旋转部件有效组合，制动可靠性高，稳定性强。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

液压刹车前置式回转工作台，包括壳体、可转动的装在壳体内的旋转部件和与旋转部件同轴设置的制动部件，壳体前端与轴承外套固定，轴承外套内配装转台轴承，转台轴承的内圈与旋转部件固连，外圈与轴承外套固连，其特征在于所述的转台轴承前侧具有与转台轴承内圈相固定的前伸轴端，所述的制动部件套设于前伸轴端外周，包括设置在前伸轴端外周且与转台轴承外圈固定的摩擦环、一端伸入至前伸轴端和摩擦环之间的动摩擦环和与动摩擦环固定的液压组件，所述的液压组件与轴承外套固定，液压组件从外部控制油箱获取液压动力带动动摩擦环沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端上，或带动动摩擦环沿轴向向前回移，松开对前伸轴端的压紧。

优选的，所述的动摩擦环与摩擦环为锥面接触，与前伸轴端为筒面接触，动摩擦环沿轴向向后移动被摩擦环和前伸轴端夹紧。

优选的，所述的液压组件包括固定在轴承外套前侧的液压缸体、活塞和沿轴向设置的活塞推杆，所述的液压缸体与轴承外套之间形成密封腔室，活塞置于密封腔室中且与密封腔室的腔壁密封接触，所述的活塞推杆一端伸入至密封腔室中与活塞固定，另一端与动摩擦环固定，密封腔室与外部控制油箱连通，通过外部控制油箱向密封腔室中输入油液，控制活塞沿轴向前或向后在密封腔室中移动。

优选的，所述的活塞推杆通过拉力环与动摩擦环固定，所述的拉力环与动摩擦环沿周向贴合固定。

优选的，所述的活塞推杆由沿轴向设置的推杆套和与推杆套螺纹配合的紧固螺栓组成，所述的推杆套两端分别配装一个紧固螺栓，一端的紧固螺栓与活塞紧固，另一端的紧固螺栓与拉力环紧固。

优选的，所述的液压缸体上具有推杆支撑壁，所述的推杆支撑壁与轴承外套密封接触，推杆支撑壁上开有与活塞推杆密封配合的导向孔，活塞推杆穿过导向孔伸入至密封腔室中与活塞固定。

优选的，所述的液压缸体上开有通入至活塞前侧的密封腔室中的制动油路，轴承外套上开有通入至活塞后侧的密封腔室中的卸荷油路，所述的制动油路和卸荷油路分别与外部控制油箱连通。

优选的，所述的液压缸体上装有与外部控制油箱对接的制动导油接头，所述的制动导油接头与制动油路密封对接，轴承外套上装有与外部控制油箱对接的卸荷导油接头，所述的卸荷导油接头与卸荷油路密封对接。

优选的，所述的制动导油接头与液压缸体上的螺纹孔配合装在液压缸体上，卸荷导油接头与轴承外套上的螺纹孔配合装在轴承外套上。

以上所述的液压刹车前置式回转工作台的制动控制方法：

制动时，液压组件从外部控制油箱获取带动动摩擦环沿轴向向后移动的液压动力，带动动摩擦环沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端上，对前伸轴端进行摩擦制动，使旋转部件停止转动；

卸荷时，液压组件从外部控制油箱获取带动动摩擦环沿轴向向前回移的液压动力，带动动摩擦环沿轴向向前回移，松开对前伸轴端的压紧，解除对旋转部件的制动。

本发明的液压刹车前置式回转工作台的工作原理是：

在回转工作台内部设置转台轴承，转台轴承的内圈与旋转部件固定，外圈与轴承外套固定，使转台轴承的内圈与旋转部件同步转动，转台轴承的外圈、制动部件、轴承外套和壳体保持静止不转动，前伸轴端与转台轴承的内圈固定，使前伸轴端与旋转部件同步转动，制动部件中的动摩擦环一端伸入至摩擦环和前伸轴端之间，制动时，液压组件从外部控制油箱获取液压动力，带动动摩擦环沿轴向向后移动伸入至摩擦环和前伸轴端间，使动摩擦环压紧在前伸轴端上，对前伸轴端进行制动，从而使旋转部件停止转动；卸荷时，液压组件从外部控制油箱获取液压动力，带动动摩擦环沿轴向向前回移，松开对前伸轴端的压紧，解除对旋转部件的制动。

本发明的优点在于：

1、 制动部件设置于回转工作台内部，用转台轴承和前伸轴端将旋转部件上的转动沿伸出来，制动部件套设于前伸轴端外周，通过对前伸轴端的制动，实现对旋转部件的制动，使旋转部件与制动部件有效组合。

2、 液压组件与从外部控制油箱获得液压动力，带动动摩擦环向轴向移动，使动摩擦环伸入至前伸轴端和摩擦环之间进行摩擦制动，液压动力产生的制动力矩大，制动可靠性高且稳定性强。

3、 动摩擦环沿轴向向后移动，被夹紧在摩擦环和前伸轴端之间，动摩擦环沿轴向的推动力转换成动摩擦环与前伸轴端间的摩擦力，对前伸轴端的旋转进行制动，当前伸轴端上的摩擦制动力矩与旋转力矩相等时，前伸轴端达到力矩平衡，停止旋转，动摩擦的轴向制动力不会通过摩擦环和转台轴承外圈传递到旋转部件的精密轴承上，不会对旋转部件的回转增加额外的载荷。

4、 动摩擦环沿轴向向后移动，被夹紧在摩擦环和前伸轴端之间，使动摩擦环压紧在前伸轴端上，在前伸轴端周向产生均匀的径向制动力矩，保证制动时，回转工作台的精度和稳定性不受影响。

附图说明

图1为具体实施方式中的液压刹车前置式回转工作台的剖视图。

图2为具体实施方式中的液压刹车前置式回转工作台沿制动油路所在位置的局部剖视图。

图3为具体实施方式中的液压刹车前置式回转工作台沿卸荷油路所在位置的局部剖视图。

图4为图2的局部放大图。

具体实施方式

下面结合图1至图4对本发明的实施例做详细说明。

液压刹车前置式回转工作台，包括壳体1、可转动的装在壳体1内的旋转部件2和与旋转部件2同轴设置的制动部件，壳体1前端与轴承外套4固定，轴承外套4内配装转台轴承5，转台轴承5的内圈与旋转部件2固连，外圈与轴承外套4固连，其特征在于所述的转台轴承5前侧具有与转台轴承5内圈相固定的前伸轴端31，所述的制动部件套设于前伸轴端31外周，包括设置在前伸轴端31外周且与转台轴承5外圈固定的摩擦环32、一端伸入至前伸轴端31和摩擦环32之间的动摩擦环33和与动摩擦环33固定的液压组件34，所述的液压组件34与轴承外套4固定，液压组件34从外部控制油箱获取液压动力带动动摩擦环33沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端31上，或带动动摩擦环33沿轴向向前回移，松开对前伸轴端31的压紧。所述的动摩擦环33与摩擦环32为锥面接触，与前伸轴端31为筒面接触，动摩擦环33沿轴向向后移动被摩擦环32和前伸轴端31夹紧。

从附图中可以看出，制动部件3位于转台轴承5前侧，旋转部件2位于转台轴承5后侧，前伸轴端31与转台轴承5内圈固定，旋转部件2转动时带动前伸轴端31同步转动，制动部件、外壳1、轴承外套4和转台轴承5外圈静止不动，制动时，外部控制油箱向液压组件34输入油液，使液压组件34获取液压动力，带动动摩擦环33沿轴向向后移动，被摩擦环32和前伸轴端31夹紧，动摩擦环33压紧在前伸轴端31，动摩擦环33与前伸轴端31之间的摩擦力逐渐增大，摩擦力产生的制动力矩逐渐增大，制动力矩与旋转力矩相等时，前伸轴端31达到力矩平衡停止转动，实现对旋转部件的制动。卸荷时，外部控制油箱向液压组件34输入油液，液压组件34获取液压动力，带动动摩擦环33沿轴向向前回移，松开对前伸轴端31的压紧，解除对前伸轴端31的制动，旋转部件2可恢复正常旋转。

其中，所述的液压组件34包括固定在轴承外套4前侧的液压缸体34.1、活塞34.2和沿轴向设置的活塞推杆34.3，所述的液压缸体34.1与轴承外套4之间形成密封腔室A，活塞34.2置于密封腔室A中且与密封腔室A的腔壁密封接触，所述的活塞推杆34.3一端伸入至密封腔室A中与活塞34.2固定，另一端与动摩擦环33固定，密封腔室A与外部控制油箱连通，通过外部控制油箱向密封腔室中输入油液，控制活塞34.2沿轴向前或向后在密封腔室A中移动。从图2中可以看出，活塞34.2置于密封腔室A中，将密封腔室A分成了前后两个小密封腔室，活塞34.2与密封腔室A的腔壁密封接触，防止油液在两个小密封腔室中流通，当油液进入活塞34.2前侧的小密封腔室时，活塞34.2沿轴向后移，带动动摩擦环33沿轴向后移，对前伸轴端31进行制动，当油液进入活塞34.2后侧的小密封腔室时，活塞34.2沿轴向前移，带动动摩擦环33沿轴向向前回移，解除对前伸轴端31的制动。通过活塞推杆34.2的连接将活塞34.2轴向移动转换为动摩擦环33的轴向移动，对活塞推杆34.2的导向和定位即可对活塞34.2和动摩擦环33同步进行导向和定位，对活塞34.2的移动限位即可对动摩擦环33的移动限位，使制动部件3的结构更简化。

具体的，所述的活塞推杆34.3通过拉力环34.4与动摩擦环33固定，，所述的拉力环34.4与动摩擦环33沿周向贴合固定，活塞推杆34.3的动力作用在拉力环34.4上，拉力环带动动摩擦环33移动，动摩擦环33沿圆周向的受力更均匀，可有效防止动摩擦环33随前伸轴端31的转动而转动，保证动摩擦环33只有轴向移动，没有周向转动。

其中，所述的活塞推杆34.3由沿轴向设置的推杆套34.31和与推杆套34.31螺纹配合的紧固螺栓34.32组成，所述的推杆套34.31两端分别配装一个紧固螺栓34.32，一端的紧固螺栓34.32与活塞34.2紧固，另一端的紧固螺栓34.32与拉力环34.4紧固，活塞推直34.3与活塞34.2和拉环34.4的组装和拆装都相当方便。

具体的，所述的液压缸体34.1上具有推杆支撑壁34.11，所述的推杆支撑壁34.11与轴承外套4密封接触，推杆支撑壁34.11上开有与活塞推杆34.3密封配合的导向孔34.12，活塞推杆34.3穿过导向孔34.12伸入至密封腔室A中与活塞34.2固定。用推杆支撑臂34.11将活塞推杆34.3中间段撑起，保证活塞推杆34.3沿轴向设置，导向孔34.12与活塞推杆34.3密封配合，即可有效防止油液从导向孔34.12中泄漏，又可对活塞推杆34.3的运动进行导向和定位，从而对活塞34.2和动摩擦环33的移动进行导向和定位。

具体的，所述的液压缸体34.1上开有通入至活塞34.2前侧的密封腔室A中的制动油路B，轴承外套4上开有通入至活塞34.2后侧的密封腔室A中的卸荷油路C，所述的制动油路B和卸荷油路C分别与外部控制油箱连通。通过制动油路B向密封腔室A输入油液，使活塞34.2沿轴向向后移动，通过卸荷油路C向密封腔室A输入油液，活塞34.2沿轴向向前回移，此时活塞34.2前侧的油液将沿制动油路回流至外部控制油箱中。

其中，所述的液压缸体34.1上装有与外部控制油箱对接的制动导油接头34.13，所述的制动导油接头34.13与制动油路B密封对接，轴承外套4上装有与外部控制油箱对接的卸荷导油接头4.1，所述的卸荷导油接头4.1与卸荷油路C密封对接。所述的制动导油接头34.13与液压缸体34.1上的螺纹孔配合装在液压缸体34.1上，卸荷导油接头4.1与轴承外套4上的螺纹孔配合装在轴承外套4上。制动导油接头34.13和卸荷导油接头4.1均可更换，更换不同内径的制动导油接头34.13可调整回转工作台的制动速度，更换不同内径的卸荷导油接头4.1可调整回转工作台制动后的卸荷速度。

本发明还保护以上所述的液压刹车前置式回转工作台的制动控制方法：

制动时，液压组件34从外部控制油箱获取带动动摩擦环33沿轴向向后移动的液压动力，带动动摩擦环33沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端31上，对前伸轴端31进行摩擦制动，使旋转部件2停止转动；

卸荷时，液压组件34从外部控制油箱获取带动动摩擦环33沿轴向向前回移的液压动力，带动动摩擦环33沿轴向向前回移，松开对前伸轴端31的压紧，解除对旋转部件2的制动。

通过上述制动控制方法，只要操作外部控制油箱的油液输入就可有效的控制回转工作台的制动和制动后的恢复旋转，其制动控制的可靠性和稳定性更高。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.液压刹车前置式回转工作台，包括壳体（1）、可转动的装在壳体（1）内的旋转部件（2）和与旋转部件（2）同轴设置的制动部件，壳体（1）前端与轴承外套（4）固定，轴承外套（4）内配装转台轴承（5），转台轴承（5）的内圈与旋转部件（2）固连，外圈与轴承外套（4）固连，其特征在于所述的转台轴承（5）前侧具有与转台轴承（5）内圈相固定的前伸轴端（31），所述的制动部件套设于前伸轴端（31）外周，包括设置在前伸轴端（31）外周且与转台轴承（5）外圈固定的摩擦环（32）、一端伸入至前伸轴端（31）和摩擦环（32）之间的动摩擦环（33）和与动摩擦环（33）固定的液压组件（34），所述的液压组件（34）与轴承外套（4）固定，液压组件（34）从外部控制油箱获取液压动力带动动摩擦环（33）沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端（31）上，或带动动摩擦环（33）沿轴向向前回移，松开对前伸轴端（31）的压紧。

2.根据权利要求1所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的动摩擦环（33）与摩擦环（32）为锥面接触，与前伸轴端（31）为筒面接触，动摩擦环（33）沿轴向向后移动被摩擦环（32）和前伸轴端（31）夹紧。

3.根据权利要求1所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的液压组件（34）包括固定在轴承外套（4）前侧的液压缸体（34.1）、活塞（34.2）和沿轴向设置的活塞推杆（34.3），所述的液压缸体（34.1）与轴承外套（4）之间形成密封腔室（A），活塞（34.2）置于密封腔室（A）中且与密封腔室（A）的腔壁密封接触，所述的活塞推杆（34.3）一端伸入至密封腔室（A）中与活塞（34.2）固定，另一端与动摩擦环（33）固定，密封腔室（A）与外部控制油箱连通，通过外部控制油箱向密封腔室中输入油液，控制活塞（34.2）沿轴向前或向后在密封腔室（A）中移动。

4.根据权利要求3所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的活塞推杆（34.3）通过拉力环（34.4）与动摩擦环（33）固定，所述的拉力环（34.4）与动摩擦环（33）沿周向贴合固定。

5.根据权利要求4所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的活塞推杆（34.3）由沿轴向设置的推杆套（34.31）和与推杆套（34.31）螺纹配合的紧固螺栓（34.32）组成，所述的推杆套（34.31）两端分别配装一个紧固螺栓（34.32），一端的紧固螺栓（34.32）与活塞（34.2）紧固，另一端的紧固螺栓（34.32）与拉力环（34.4）紧固。

6.根据权利要求3所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的液压缸体（34.1）上具有推杆支撑壁（34.11），所述的推杆支撑壁（34.11）与轴承外套（4）密封接触，推杆支撑壁（34.11）上开有与活塞推杆（34.3）密封配合的导向孔（34.12），活塞推杆（34.3）穿过导向孔（34.12）伸入至密封腔室（A）中与活塞（34.2）固定。

7.根据权利要求3所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的液压缸体（34.1）上开有通入至活塞（34.2）前侧的密封腔室（A）中的制动油路（B），轴承外套（4）上开有通入至活塞（34.2）后侧的密封腔室（A）中的卸荷油路（C），所述的制动油路（B）和卸荷油路（C）分别与外部控制油箱连通。

8.根据权利要求7所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的液压缸体（34.1）上装有与外部控制油箱对接的制动导油接头（34.13），所述的制动导油接头（34.13）与制动油路（B）密封对接，轴承外套（4）上装有与外部控制油箱对接的卸荷导油接头（4.1），所述的卸荷导油接头（4.1）与卸荷油路（C）密封对接。

9.根据权利要求8所述的液压刹车前置式回转工作台，其特征在于所述的制动导油接头（34.13）与液压缸体（34.1）上的螺纹孔配合装在液压缸体（34.1）上，卸荷导油接头（4.1）与轴承外套（4）上的螺纹孔配合装在轴承外套（4）上。

10.权利要求1至权利要求9任一项所述的液压刹车前置式回转工作台的制动控制方法：

制动时，液压组件（34）从外部控制油箱获取带动动摩擦环（33）沿轴向向后移动的液压动力，带动动摩擦环（33）沿轴向向后移动，压紧在前伸轴端（31）上，对前伸轴端（31）进行摩擦制动，使旋转部件（2）停止转动；

卸荷时，液压组件（34）从外部控制油箱获取带动动摩擦环（33）沿轴向向前回移的液压动力，带动动摩擦环（33）沿轴向向前回移，松开对前伸轴端（31）的压紧，解除对旋转部件（2）的制动。