CN108895099A - 一种电磁制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁摩擦式制动装置，包括固定件以及可相对所述固定件运动并与待制动件摩擦相作用的施力件，所述固定件至少在局部采用导磁材料；所述施力件至少为两个，各施力件上固定有通过电磁力与所述固定件相作用的电磁铁，至少两个施力件的电磁铁在电路上独立控制。本发明通过固定件和施力件之间的电磁力作用实现制动和松闸动作，电磁铁固定在活动的施力件上，处于断电状态的施力件不会因为被通电的施力件磁化而产生动作，从而实现制动单元的独立控制，保证制动器产品的安全力矩。

Description

一种电磁制动装置

技术领域

本发明属于制动装置技术领域，具体涉及一种电磁制动装置。

背景技术

电磁制动装置是使机械中的运动件停止或减速的机械，广泛应用于冶金、建筑、化工、食品、机床、舞台、电梯、轮船、包装等机械中，如电梯曳引机中使用的曳引机轴刹电磁制动器。目前市场上的曳引机轴刹电磁制动器产品大致可分为三类：一是使用两个圆形的电磁制动单元(完整的内外电磁制动器产品，包括两个摩擦盘元件)串联制动方式；二是使用一个圆形的电磁铁单元加两个半圆形衔铁单元，两个衔铁推动摩擦盘与机壳摩擦制动；三是一个方形的电磁铁单元配两个方形的衔铁单元，两个方形衔铁单元推动摩擦盘与机壳摩擦制动。方式一的缺点是成本高昂，两个独立的制动器部件组合方式实现制动，方式二与方式三的问题在于无法实现独立的电器控制两个制动单元，即无法实现单个制动单元的电器控制松闸与抱闸。

发明内容

本发明提供了一种电磁制动装置，能够实现多个制动单元的独立控制，用简单的结构满足国标关于两个独立制动单元的要求。

一种电磁制动装置，包括固定件以及可相对所述固定件运动并与待制动件相作用的施力件，所述固定件至少在局部采用导磁材料；所述施力件至少为两个，各施力件上固定有通过电磁力与所述固定件相作用的电磁铁，至少两个施力件上的电磁铁在电路上独立控制。

所述待制动件具有运动和静止两种状态，该运动状态可以是旋转运动也可以是线性运动，如电机转轴，沿导轨运动的滑台等。待制动件从运动状态转换并保持在静止状态需要制动装置的参与。

所述固定件在制动装置进行制动的过程中，保持相对静止，也即在制动装置进行制动的过程中，所述固定件的位置保持不变，仅通过施力件的运动制停待制动件。所述固定件通常固定在邻近所述待制动件的位置。例如，当待制动件是电机输出轴时，固定件可以固定在电机外壳上，当待制动件是滑台时，固定件可以固定在对应的滑座上。

所述施力件可相对所述固定件运动，也即所述施力件靠近或远离固定件的运动，施力件的运动往复进行，通过施力件的运动，使施力件具有接近待制动件而对其施加制动力的状态，和远离待制动件而不影响待制动件运动的状态。

一个固定件有至少两个施力件与之对应，这样当一个施力件发生故障，未正常完成制动动作时，另一个施力件还可以独立对待制动件实现制动。

固定件至少在与施力件位置相应的局部采用如纯铁、硅钢一类的导磁材料，电磁铁通电后，该部位导磁材料被磁化并产生束磁作用，由于该导磁局部的磁导率可达空气的几千倍，磁感线主要通过施力件和该导磁局部之间的狭窄间隙进入固定件，而通过其它施力件的漏磁通极小，因此其它施力件基本不会因为被磁化而产生运动，从而可以单独控制一个施力件的运动而不会对其它施力件的运动状态产生干扰。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述固定件为整体结构，各施力件的位置与固定件的不同区域相对应；或所述固定件为包括若干子件的分体结构，各施力件的位置与相应的子件一一对应。

作为优选，所述固定件整体上采用导磁材料，或在与各施力件相作用的部位采用导磁材料。

采用整体导磁材料的固定件加工更加方便，同时由于制动器间隙较小，磁感线主要通过与施力件对应的局部，而对其它区域的磁化作用很小。只在与各施力件相作用的部位采用导磁材料，不同导磁部位间磁阻较大，可以进一步减小各导磁材料之间相互磁化，束磁效果更好。

作为优选，所述不同施力件上的电磁铁在电路上各自独立控制。

采用上述结构，各电磁铁的控制信号之间不会产生相互干扰，即使一个电磁铁的控制电路发生故障，也不会对另一个电磁铁的控制电路产生影响。

作为优选，所述固定件上安装有指向待制动件的导向杆，各施力件滑动安装在对应的导向杆上。

导向杆可以是一根或者并列设置的多根，其杆长延伸方向与施力件的运动方向一致，即施力件由于受到该导向杆的束缚作用，其运动路径与导向杆延伸方向一致。

作为优选，所述施力件上，在朝向固定件的一侧设有第一容纳腔，该第一容纳腔内安装有抵压在施力件和固定件之间的弹性元件。

弹性元件可以是弹簧，在制动器松闸状态下，弹簧处于压缩状态，存储势能，需要抱闸制动时，施力件上的电磁铁失电，施力件和固定件之间由电磁相互作用产生的吸引力消失，施力件在弹簧推动下向待制动件运动，并产生制动作用。

作为优选，所述施力件上，在朝向固定件一侧设有第二容纳腔，所述电磁铁安装在该第二容纳腔内。

作为优选，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔相互隔离或相互连通。

作为优选，所述施力件上，在朝向固定件一侧设有第三容纳腔，所述施力件兼做电磁铁的磁轭，电磁铁的励磁线圈绕置在第三容纳腔内。

作为优选，所述施力件上，在背向固定件的一侧设有与待制动件相作用的摩擦衬片。

摩擦衬片可采用石棉、金属、陶瓷等或复合材料制成，通过摩擦衬片和待制动件之间的静摩擦或动摩擦实现对待制动件的制动，并使待制动件保持在制动状态。

本发明通过固定件和多个施力件之间的电磁力作用实现制动和松闸动作，电磁铁固定在活动的施力件上，处于断电状态的施力件不会因为被通电的施力件磁化而产生动作，每个施力件为独立的制动单元，从而实现制动单元的独立控制，保证制动器产品的安全力矩。

附图说明

图1为制动装置一种实施例的爆炸图；

图2为图1的装配图；

图3为图1中电磁铁的励磁线圈的一种布置方式示意图；

图4为图1中电磁铁的励磁线圈的另一种布置方式示意图；

图5为制动装置另一种实施例的装配图；

图6为空心螺栓的结构示意图；

图7为轴套的结构示意图。

图中：1、固定件；2、施力件；3、空心螺栓；4、安装螺栓；5、励磁线圈；6、摩擦衬片；7、制动盘；8、花键；9、手动松闸装置；10、轴套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

电磁制动装置的一种实施方式，如图1～4所示，包括固定件1以及可相对所述固定件1运动并与制动盘7相作用的施力件2。施力件2通过制动盘7对待制动件产生制动作用。待制动件与电磁制动装置分列制动盘7的两侧，待制动件图中未示出。

制动盘7朝向待制动件的一侧设有摩擦衬片6。本实施例中，待制动件为曳引机。

固定件1采用板状结构，固定件1的形状不限，例如可以采用矩形或正方形。固定件1安装在曳引机机壳或类似结构壳体上。

施力件2也采用板状结构，施力件2的形状以及数量根据需要进行设置，各施力件2位于固定件1的同侧，各施力件2与固定件1之间的作用力方向相互平行。

如图1、图2所示，在其中一个实施例中，施力件2的形状大致为矩形，数量为两个。两个施力件2并排设置，且施力件2的边缘与固定件的边缘相互平齐。

在制动器松闸状态下，施力件2与制动盘7之间存在间隙，从而对待制动件不产生作用力，施力件2与固定件1紧密贴合，在制动器制动状态下，施力件2与制动盘7和待制动件之间紧密贴合，施力件2与固定件1存在间隙。施力件2内固定有电磁铁，两个施力件2内的电磁铁由相互独立的电路控制，并且两施力件2之间存在一定的间隔距离，这样单独对一个施力件2上的电磁铁通电时，磁感应线绝大部分通过该施力件2与固定件1对应磁化区域的间隙直接进入固定件1，另一个施力件2及相应的磁化区域都距离该电磁铁较远，空气磁阻较大，不会被磁化，这样可以就能实现对两个施力件2(每个施力件2即为一个制动单元)的独立控制。

在其中一个实施例中，固定件1为整体结构，两施力件2的位置与固定件1的不同区域相对应，在其它实施方式中，固定件1也可以是包括若干子件的分体结构，各施力件2的位置与相应的子件一一对应。

在其中一个实施例中，固定件1可以整体采用导磁材料，也可以只在与两个施力件2相作用的部位采用导磁材料，而在与两施力件2之间较大间隙对应的区域采用非导磁材料，使固定件1上的不同导磁部位成为相互间隔的孤岛，导磁部位之间磁阻较大，可以避免不同导磁部位之间相互磁化而影响制动单元的独立性。

如图1～4所示，固定件1上与两施力件2的四角对应位置安装有指向待制动件的导向杆，两施力件滑动安装在对应的导向杆上，导向杆可以作为施力件2的导向装置，也可以作为固定件1和施力件2之间的间隙调节装置。

在其中一个实施例中，导向杆可以由如图6所示的空心螺栓3和安装螺栓4组成。在固定件1上攻有螺纹，空心螺栓3穿过施力件2并与固定件1进行螺纹连接，通过调节空心螺栓3旋入固定件1的深度来调节施力件2和固定件1的间隙。同时空心螺栓3穿过施力件2的部分为光面，施力件2沿该光面轴向滑动，实现对施力件2的导向功能。安装螺栓4从空心螺栓3的空心穿过，安装螺栓4的头部抵靠固定件1，安装螺栓4的螺杆与机壁螺纹连接，通过调节安装螺栓4旋入机壁的深度调节施力件2与待制动件的间隙。因此，导向杆可兼具导向功能和间隙调节功能。

在其中一个实施例中，导向杆包括安装螺栓4和如图7所示的轴套10，轴套10套设在安装螺栓4上，通过轴套10的轴向长度限定固定件1和机壳(用于安装固定件1，不随待制动件运动，例如，曳引机机壳)之间的距离，以达到调节固定件1和施力件2之间间隙的目的。施力件2套设在轴套10上，可沿轴套10轴向滑动，以避制动时的剪切力对安装螺栓4的冲击，同时使制动器的吸合释放过程阻力得以减小，过程更加顺畅。

施力件2是在电磁铁产生的电磁作用力和弹性元件(如弹簧)的弹力的作用下发生移动的，电磁铁和弹性元件在施力件2中的布置可以有多种实施方式。

在其中一个实施例中，可以在施力件2上朝向固定件1的一侧设置第一容纳腔，用于容纳弹簧，在施力件2上朝向固定件1的一侧还设置第二容纳腔，用于容纳电磁铁。第一容纳腔和所述第二容纳腔可以相互隔离也可以相互连通。

在其中一个实施例中，可以在施力件2上朝向固定件1的一侧设置第一容纳腔，用于容纳弹簧，在施力件2上朝向固定件1的一侧还设置第三容纳腔。电磁铁的励磁线圈5绕置在第三容纳腔内，施力件2兼做电磁铁的磁轭。第一容纳腔和所述第三容纳腔可以相互隔离也可以相互连通。

一个施力件2上可以只设置一个励磁线圈5，该励磁线圈5可构造为椭圆形、槽形或其它与施力件2轮廓相应的形状，如图3所示。一个施力件2上也可以设置多个励磁线圈5，励磁线圈5也可以构造为圆形，如图4所示。

施力件2上，在背向固定件1的一侧设有与制动盘7相作用的摩擦衬片6，摩擦衬片6的形状和位置与制动盘7的形状和位置相应，施力件2通过摩擦衬片6和制动盘7对待制动件施加摩擦阻力。

两个施力件2上分别设有手动松闸装置9，该手动松闸装置9可实现在制动器电器故障情况下的手动救援操作，机械操作安全可靠，两只制动器的手动松闸装置9，如图1～4所示为独立的操作单元，能够分别进行操作。

在以上实施方式的基础上，电磁制动装置可以有另一种实施方式，如图5所示，固定件1为矩形或正方形的板状结构，与固定件1相互作用并产生运动的施力件2有四个，施力件2为正方形板状结构，施力件2通过导向杆滑动连接在固定件1的四角。固定件1上四个施力件2所围中心开有轴孔，待制动件的转轴贯穿该轴孔。制动盘7通过花键8可沿轴向滑动地安装在电机转轴上，待制动件正常工作时，制动盘7随待制动件转轴同步转动，受离心力作用，与待制动件机壳端盖分离；施力件2断电后，施力件2在各自弹簧的推动下向制动盘7移动，最终制动盘7的两平面分别与待制动件机壳端盖和施力件2贴紧，通过制动盘7两侧的摩擦衬片6产生摩擦阻力而被制动，制动盘7停止转动后，相应地待制动件转轴停止转动。

该电磁制动装置可应用于电梯曳引机行业，用作轴刹类曳引机制动器，实现制动单元的独立控制，用不同电路控制励磁线圈可实现电气上单独控制制动单元，提供一种更简单廉价且具有独立控制单只制动单元动作的电气回路，可实现电气控制单臂制动器刹车与松闸。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，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 (10)

1.一种电磁制动装置，包括固定件以及可相对所述固定件运动并与待制动件相作用的施力件，其特征在于，所述固定件至少在局部采用导磁材料；所述施力件至少为两个，各施力件上固定有通过电磁力与所述固定件相作用的电磁铁，至少两个施力件上的电磁铁在电路上独立控制。

2.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述固定件为整体结构，各施力件的位置与固定件的不同区域相对应；或所述固定件为包括若干子件的分体结构，各施力件的位置与相应的子件一一对应。

3.如权利要求2所述的电磁制动装置，其特征在于，所述固定件整体上采用导磁材料，或在与各施力件相作用的部位采用导磁材料。

4.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，不同施力件上的电磁铁在电路上各自独立控制。

5.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述固定件上安装有指向待制动件的导向杆，各施力件滑动安装在对应的导向杆上。

6.如权利要求1所述的电磁制动装置，其特征在于，所述施力件上，在朝向固定件的一侧设有第一容纳腔，该第一容纳腔内安装有抵压在施力件和固定件之间的弹性元件。

7.如权利要求6所述的电磁制动装置，其特征在于，所述施力件上，在朝向固定件一侧设有第二容纳腔，所述电磁铁安装在该第二容纳腔内。

8.如权利要求7所述的电磁制动装置，其特征在于，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔相互隔离或相互连通。

9.如权利要求6所述的电磁制动装置，其特征在于，所述施力件上，在朝向固定件一侧设有第三容纳腔，所述施力件兼做电磁铁的磁轭，电磁铁的励磁线圈绕置在第三容纳腔内。

10.如权利要求1～9任一项所述的电磁制动装置，其特征在于，所述施力件上，在背向固定件的一侧设有与待制动件相作用的摩擦衬片。