CN108679113B - 一种径向制动的飞轮制动器 - Google Patents

Abstract

本发明的一种径向制动的飞轮制动器，包括驱动轮、传动组件、叶轮、叶轮舱、气缸、电磁铁、机架、自调弹簧、摩擦片固定块和摩擦片；驱动轮跟随飞轮转动，驱动轮通过传动组件驱动叶轮转动，叶轮转动设置于叶轮舱内，叶轮舱上设置有筒状出风口和进气口，气缸滑动且密封设置于筒状出风口上，气缸上开设有平衡漏气孔，电磁铁固定设置于气缸上，电磁铁连接有电源，机架固定设置，电磁铁滑动设置机架内，自调弹簧设置于电磁铁和机架之间，摩擦片固定块滑动设置于机架内，摩擦片固定块具有磁性，摩擦片固定设置于摩擦固定片上。具有自主调节制动速率，且制动可靠，使用安全的优点。

Description

一种径向制动的飞轮制动器

技术领域

本发明涉及压力机设备领域，具体涉及压力机用飞轮制动器。

背景技术

设备安全问题越来越引起国家及工厂的注意，尤其是大型冲床(压力机)，当停机时，大多飞轮仍在运转，如不停止，就很容易造成维修和操作工人的损害，安全可靠的飞轮制动器将是一个合理的选择。

另外，由于压力机飞轮的轴向面需要安装离合装置，故传统的轴向制动器将无法安装。传统的制动器一般通过摩擦片接触飞轮进行制动，在长期使用过程中，摩擦片会不断磨损，其制动性能会越来越差，存在安全隐患。

因此，如何对现有的飞轮制动器进行改进，使其克服上述存在的问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可以根据飞轮的状态进行自主调节制动速率，且制动可靠，使用安全的径向制动的飞轮制动器。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种径向制动的飞轮制动器，其特征在于：包括驱动轮、传动组件、叶轮、叶轮舱、气缸、电磁铁、机架、自调弹簧、摩擦片固定块和摩擦片；所述驱动轮跟随飞轮转动，所述驱动轮通过所述传动组件驱动所述叶轮转动，所述叶轮转动设置于所述叶轮舱内，所述叶轮舱上设置有筒状出风口和进气口，所述气缸滑动且密封设置于所述筒状出风口上，所述气缸上开设有平衡漏气孔，所述电磁铁固定设置于所述气缸上，所述电磁铁连接有电源，所述机架固定设置，所述电磁铁滑动设置所述机架内，所述自调弹簧设置于所述电磁铁和所述机架之间，所述摩擦片固定块滑动设置于所述机架内，所述摩擦片固定块具有磁性，所述摩擦片固定设置于所述摩擦片固定块上；所述气缸、所述电磁铁、所述摩擦片固定块和所述摩擦片均可沿所述飞轮径向滑动，所述电磁铁通电能给予所述摩擦片固定块排斥力，使所述摩擦片接触所述飞轮进行制动。

作为改进，所述飞轮制动器还包括电路转向片、复位弹簧、斥力接触片和吸力接触片，所述电路转向片为两个，且对称滑动设置于所述机架两侧，所述摩擦片固定块两侧设置有接触斜面，所述电路转向片内侧设置有接触凸柱，所述复位弹簧为两个，且设置于所述机架和所述电路转向片之间，迫使所述接触凸柱始终抵触所述接触斜面，所述摩擦片固定块在所述机架上滑动，驱动所述电路转向片沿垂直于所述摩擦片固定块的滑动方向在所述机架上滑动，所述斥力接触片为两个，且对称固定设置于所述机架上并可接触所述电路转向片，所述吸力接触片为两个，且对称固定设置于所述机架上并可接触所述电路转向片，所述电路转向片具有两个接触工位，使所述电路转向片滑动在不同的位置只能择一接触所述斥力接触片或所述吸力接触片；所述电路转向片、所述斥力接触片和所述吸力接触片均为导电体，两个所述电路转向片电性连接所述电源两端，两个所述斥力接触片电性连接所述电磁铁两端，两个所述吸力接触片反向电性连接所述电磁铁两端，所述电路转向片接触所述斥力接触片时，所述电源正向连通所述电磁铁，使所述电磁铁和所述摩擦片固定块之间具有排斥力，所述电路转向片接触所述吸力接触片时，所述电源反向连通所述电磁铁，使所述电磁铁和所述摩擦片固定块之间具有吸引力。

作为优选，所述驱动轮接触所述飞轮外围，所述飞轮通过摩擦力驱动所述驱动轮转动；所述传动组件包括安装壳体、曲柄轴、连杆、带曲柄锥齿轮、锥齿轮传动轴、同步锥齿轮、第一同步轮、同步带和第二同步轮，所述安装壳体固定设置，所述驱动轮转动设置于所述安装壳体上，所述曲柄轴固定设置于所述驱动轮上，所述带曲柄锥齿轮转动设置于所述安装壳体上，所述连杆两端分别转动连接所述曲柄轴和所述带曲柄锥齿轮，所述锥齿轮传动轴沿所述安装壳体长度方向转动设置于所述安装壳体上，所述同步锥齿轮转动设置于所述安装壳体上，所述锥齿轮传动轴两端通过锥齿轮联动所述带曲柄锥齿轮和所述同步锥齿轮，所述第一同步轮同心固定设置于所述同步锥齿轮上，所述第二同步轮同心固定设置于所述叶轮上，所述同步带联动所述第一同步轮和所述第二同步轮。上述传动方式能进行长距离传动，便于安装其他制动部件。

作为改进，所述吸力接触片和所述电磁铁之间串联有警示元件，所述警示元件在所述吸力接触片和所述电磁铁连通时发出警示信号。警示元件工作可以提醒工作人员及时更换摩擦片。

作为优选，所述警示元件为警示灯或蜂鸣器或警示灯蜂鸣器组合。上述为常用警示元件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、叶轮和叶轮舱构成风机结构，叶轮持续转动，气体就从进气口进，从筒状出风口出，不断进行鼓风动作；筒状出风口与气缸配合，并且气缸上有一平衡漏气孔，为了排出气体，使得筒状出风口出来的气体可以排出，同时在气缸内形成气压，即对气缸会有一定的压力；而电磁铁与气缸为固定连接，所以电磁铁收到一个压力，同时电磁铁和机架之间又设置有自调弹簧，该压力作用在自调弹簧上，自调弹簧受到压缩，直到受力平衡，此时气缸内的气压也达到恒定值；需要制动时，电磁铁连通电源，电磁铁会产生磁力，给予摩擦片固定块一个巨大的排斥力，使摩擦片能快速接触飞轮进行制动。当飞轮转速越快，风机产生的气流越强，电磁铁就越往左侧移动，即越靠近摩擦力固定块，距离变小，那么摩擦片固定块受到的瞬时斥力就越大，制动效率(摩擦片的接触速度和摩擦片受到的压力直接影响制动效率)就越高。当摩擦片接触飞轮后，飞轮转速下降，风机产生的气流减小，电磁铁又会往右侧移动，电磁铁和摩擦片固定块距离增大，斥力变小，摩擦片和飞轮之间的摩擦力减小。即可以认为本方案是一种动态平衡制动方式：一方面可以根据飞轮正常转动时的转速，选择初始制动效率，进行快速制动；另一方面在制动过程中，摩擦片和飞轮之间的摩擦力逐渐减小，直到飞轮停止，避免了摩擦片抱死飞轮，造成设备损坏。

2、电路转向片、复位弹簧、斥力接触片和吸力接触片的设置，使得电磁铁具有两种通电方式。在摩擦片较厚(摩擦片磨损小)，摩擦片固定块联动摩擦片接触飞轮的时候，摩擦片固定块向左侧移动距离小，此时电路转向片接触斥力接触片，电磁铁电路正向导通，制动器处于正常工作状态；随着摩擦片的被消耗，制动时俩电路转向片向中心移动，到达一定位置后，电路转向片不再与斥力接触片接触，而是与吸力接触片接触，此时电磁铁电路反向导通，并且电磁铁的斥力变成了吸力，摩擦片固定块往回运动又将电路转向片往回推，电路又正向，并循环上述过程，但是飞轮已经不与摩擦片接触，保护其它的部件不受损坏，此时等飞轮自然停止后，可以对摩擦片进行更换。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的半剖视图；

图3是根据本发明的一个优选实施例的内部结构示意图；

图4是根据本发明的一个优选实施例的爆炸视图；

图5和图6是根据本发明的一个优选实施例的局部剖视图；

图7是根据本发明的一个优选实施例的正向电路图；

图8是根据本发明的一个优选实施例的反向电路图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1～8所示，本发明的一个优选的实施例包括驱动轮1、传动组件2、叶轮3、叶轮舱4、气缸5、电磁铁6、机架7、自调弹簧8、摩擦片固定块9和摩擦片10。具体连接关系如下：

驱动轮1跟随飞轮100转动，驱动轮1通过传动组件2驱动叶轮3转动，叶轮3转动设置于叶轮舱4内，叶轮舱4上设置有筒状出风口41和进气口42，气缸5滑动且密封设置于筒状出风口41上，气缸5上开设有平衡漏气孔51，电磁铁6固定设置于气缸5上，电磁铁6连接有电源15，机架7固定设置，电磁铁6滑动设置机架7内，自调弹簧8设置于电磁铁6和机架7之间，摩擦片固定块9滑动设置于机架7内，摩擦片固定块9具有磁性，摩擦片10固定设置于摩擦片固定块9上；气缸5、电磁铁6、摩擦片固定块9和摩擦片10均可沿飞轮径向滑动，电磁铁6通电能给予摩擦片固定块9排斥力，使摩擦片10接触飞轮100进行制动。

另外的关键之处在于，飞轮制动器还包括电路转向片11、复位弹簧12、斥力接触片13和吸力接触片14，电路转向片11为两个，且对称滑动设置于机架7两侧，摩擦片固定块9两侧设置有接触斜面91，电路转向片11内侧设置有接触凸柱111，复位弹簧12为两个，且设置于机架7和电路转向片11之间，迫使接触凸柱111始终抵触接触斜面91，摩擦片固定块9在机架7上滑动，驱动电路转向片11沿垂直于摩擦片固定块9的滑动方向在机架7上滑动，斥力接触片13为两个，且对称固定设置于机架7上并可接触电路转向片11，吸力接触片14为两个，且对称固定设置于机架7上并可接触电路转向片11，电路转向片11具有两个接触工位，使电路转向片11滑动在不同的位置只能择一接触斥力接触片13或吸力接触片14；电路转向片11、斥力接触片13和吸力接触片14均为导电体，两个电路转向片11电性连接电源15两端，两个斥力接触片13电性连接电磁铁6两端，两个吸力接触片14反向电性连接电磁铁6两端。如图7所示(其中虚线表示未连通)，电路转向片11接触斥力接触片13时，电源15正向连通电磁铁6，使电磁铁6和摩擦片固定块9之间具有排斥力。如图8所示(其中虚线表示未连通)，电路转向片11接触吸力接触片14时，电源15反向连通电磁铁6，使电磁铁6和摩擦片固定块9之间具有吸引力。

为了进行长距离传递动力，驱动轮1接触飞轮100外围，飞轮100通过摩擦力驱动驱动轮1转动。传动组件2包括安装壳体20、曲柄轴21、连杆22、带曲柄锥齿轮23、锥齿轮传动轴24、同步锥齿轮25、第一同步轮26、同步带27和第二同步轮28。具体的：安装壳体20固定设置，驱动轮1转动设置于安装壳体20上，曲柄轴21固定设置于驱动轮1上，带曲柄锥齿轮23转动设置于安装壳体20上，连杆22两端分别转动连接曲柄轴21和带曲柄锥齿轮23，锥齿轮传动轴24沿安装壳体20长度方向转动设置于安装壳体20上，同步锥齿轮25转动设置于安装壳体20上，锥齿轮传动轴24两端通过锥齿轮联动带曲柄锥齿轮23和同步锥齿轮25，第一同步轮26同心固定设置于同步锥齿轮25上，第二同步轮28同心固定设置于叶轮3上，同步带27联动第一同步轮26和第二同步轮28。

吸力接触片14和电磁铁6之间串联有警示元件16，警示元件16在吸力接触片14和电磁铁6连通时发出警示信号。本实施例中警示元件16为警示灯或蜂鸣器或警示灯蜂鸣器组合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种径向制动的飞轮制动器，其特征在于：包括驱动轮、传动组件、叶轮、叶轮舱、气缸、电磁铁、机架、自调弹簧、摩擦片固定块和摩擦片；所述驱动轮跟随飞轮转动，所述驱动轮通过所述传动组件驱动所述叶轮转动，所述叶轮转动设置于所述叶轮舱内，所述叶轮舱上设置有筒状出风口和进气口，所述气缸滑动且密封设置于所述筒状出风口上，所述气缸上开设有平衡漏气孔，所述电磁铁固定设置于所述气缸上，所述电磁铁连接有电源，所述机架固定设置，所述电磁铁滑动设置所述机架内，所述自调弹簧设置于所述电磁铁和所述机架之间，所述摩擦片固定块滑动设置于所述机架内，所述摩擦片固定块具有磁性，所述摩擦片固定设置于所述摩擦片固定块上；所述气缸、所述电磁铁、所述摩擦片固定块和所述摩擦片均可沿所述飞轮径向滑动，所述电磁铁通电能给予所述摩擦片固定块排斥力，使所述摩擦片接触所述飞轮进行制动；

所述飞轮制动器还包括电路转向片、复位弹簧、斥力接触片和吸力接触片，所述电路转向片为两个，且对称滑动设置于所述机架两侧，所述摩擦片固定块两侧设置有接触斜面，所述电路转向片内侧设置有接触凸柱，所述复位弹簧为两个，且设置于所述机架和所述电路转向片之间，迫使所述接触凸柱始终抵触所述接触斜面，所述摩擦片固定块在所述机架上滑动，驱动所述电路转向片沿垂直于所述摩擦片固定块的滑动方向在所述机架上滑动，所述斥力接触片为两个，且对称固定设置于所述机架上并可接触所述电路转向片，所述吸力接触片为两个，且对称固定设置于所述机架上并可接触所述电路转向片，所述电路转向片具有两个接触工位，使所述电路转向片滑动在不同的位置只能择一接触所述斥力接触片或所述吸力接触片；所述电路转向片、所述斥力接触片和所述吸力接触片均为导电体，两个所述电路转向片电性连接所述电源两端，两个所述斥力接触片电性连接所述电磁铁两端，两个所述吸力接触片反向电性连接所述电磁铁两端，所述电路转向片接触所述斥力接触片时，所述电源正向连通所述电磁铁，使所述电磁铁和所述摩擦片固定块之间具有排斥力，所述电路转向片接触所述吸力接触片时，所述电源反向连通所述电磁铁，使所述电磁铁和所述摩擦片固定块之间具有吸引力；

所述吸力接触片和所述电磁铁之间串联有警示元件，所述警示元件在所述吸力接触片和所述电磁铁连通时发出警示信号。

2.根据权利要求1所述的一种径向制动的飞轮制动器，其特征在于：所述驱动轮接触所述飞轮外围，所述飞轮通过摩擦力驱动所述驱动轮转动；所述传动组件包括安装壳体、曲柄轴、连杆、带曲柄锥齿轮、锥齿轮传动轴、同步锥齿轮、第一同步轮、同步带和第二同步轮，所述安装壳体固定设置，所述驱动轮转动设置于所述安装壳体上，所述曲柄轴固定设置于所述驱动轮上，所述带曲柄锥齿轮转动设置于所述安装壳体上，所述连杆两端分别转动连接所述曲柄轴和所述带曲柄锥齿轮，所述锥齿轮传动轴沿所述安装壳体长度方向转动设置于所述安装壳体上，所述同步锥齿轮转动设置于所述安装壳体上，所述锥齿轮传动轴两端通过锥齿轮联动所述带曲柄锥齿轮和所述同步锥齿轮，所述第一同步轮同心固定设置于所述同步锥齿轮上，所述第二同步轮同心固定设置于所述叶轮上，所述同步带联动所述第一同步轮和所述第二同步轮。

3.根据权利要求2所述的一种径向制动的飞轮制动器，其特征在于：所述警示元件为警示灯或蜂鸣器或警示灯蜂鸣器组合。