CN109115389B - 一种电磁式失电制动器吸合力测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种电磁式失电制动器吸合力测试装置，涉及一种制动器的试验装置。本发明为解决现有的吸合力测试装置无法满足精确测量制动器电磁吸合力的问题。本发明包括轴向位移精确调整装置、测力传感器、衔铁摩擦盘支撑装置、衔铁摩擦盘、制动器壳体、电磁线圈和支撑架；测力传感器的一端连接在轴向位移精确调整装置上，另外一端与衔铁摩擦盘支撑装置的一端连接，衔铁摩擦盘支撑装置的另外一端与衔铁摩擦盘一侧固定连接；测力传感器在轴向位移精确调整装置的带动下沿着测力传感器的行程方向位移，电磁线圈安装在制动器壳体内的环形凹槽中，制动器壳体与衔铁摩擦盘通过电磁线圈产生的电磁力进行磁力连接。本发明用于精确测量电磁线圈对衔铁摩擦盘产生吸合力。
Description
技术领域
本发明属于制动器领域，涉及一种制动器的试验装置，具体是指电磁式失电制动器吸合力测试装置。
背景技术
制动器主要用于运动部件的减速或停止，通常称为抱闸或刹车，在航空航天、机器人、自动化等领域有着广泛的应用。电磁失电制动器是一种上电分离、失电制动的制动器。该制动器利用电磁线圈在通电情况下产生磁场，从而吸合衔铁摩擦盘，使衔铁摩擦盘和转动摩擦盘分离；失电情况下产生的磁场消失，在弹簧压缩力作用下，衔铁摩擦盘和转动摩擦盘接触，产生摩擦力矩，形成制动。
专利CN 107478372 A公布了一种永磁式制动器电磁吸合力测试试验装置，该专利采用加载质量块的方式测试电磁吸合力。但是该方法通过每次加载3.5kg质量块的方式施加作用力，该方法只能离散地测量制动器的吸合力，使得电磁吸合力测量的误差很大。无法精确地测量制动器的电磁吸合力，导致制动器无法发挥最大性能。例如，当制动器电磁吸合力小于弹簧压缩力时，制动器上电无法打开。一旦制动器的电磁吸合力可以精确测量，则可以根据制动器电磁吸合力设计压缩弹簧，从而获得制动器的最大制动力矩，避免制动器电磁吸合力小于弹簧压缩力，导致制动器上电无法打开，或者导致制动器电磁吸合力大于弹簧压缩力过多，降低制动器的最大制动力矩。因此，准确测量失电制动器的吸合力是非常有必要的。
基于以上所述，公开号为CN207280650U、授权公告日2018年04月27日的实用新型专利公开了一种电磁铁吸力试验装置，利用丝杆带动衔铁移动、测位移装置精确测量被测电磁铁与衔铁的距离以及测力计可精确测量衔铁与被测电磁铁的电磁吸力值等特点，解决了任意位置下的电磁铁吸力测量的技术难题。
综上，现有的电磁铁吸力试验装置的测力传感器在测量衔铁和电磁铁之间的最大吸合力时，由于衔铁自身重力而导致衔铁和被测电磁铁之间的电磁力产生偏差，无法满足精确测量制动器的吸合力的问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的电磁铁吸力试验装置的测力传感器在测量衔铁和电磁铁之间的最大吸合力时，由于衔铁自身重力而导致衔铁和被测电磁铁之间的电磁力产生偏差，无法满足精确测量制动器的吸合力的问题，进而提供一种电磁式失电制动器吸合力测试装置。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置包括轴向位移精确调整装置、测力传感器、衔铁摩擦盘支撑装置、衔铁摩擦盘、制动器壳体、电磁线圈和支撑架；所述的轴向位移精确调整装置、衔铁摩擦盘支撑装置和制动器壳体分别依次水平安装在支撑架上；
所述的测力传感器的一端连接在轴向位移精确调整装置上，另外一端与衔铁摩擦盘支撑装置的一端连接，所述的衔铁摩擦盘支撑装置的另外一端与衔铁摩擦盘的一侧固定连接；所述的测力传感器在轴向位移精确调整装置的带动下沿着测力传感器的行程方向位移，所述的电磁线圈安装在制动器壳体内的环形凹槽中，制动器壳体与衔铁摩擦盘通过电磁线圈产生的电磁力进行磁力连接。
本发明的有益效果是：在电磁线圈通电状态下，电磁线圈对衔铁摩擦盘产生电磁力，轴向位移精确调整装置在位移加载装置的作用下对测力传感器的位移进行连续可调，电磁线圈对衔铁摩擦盘产生的电磁力随着两者之间的距离增加而逐渐减小，在这个过程中可以精确测量衔铁摩擦盘和制动器壳体之间的间隙和每个间隙所对应的电磁吸合力。
附图说明
图1为具体实施方式一电磁式失电制动器吸合力测试装置的整体结构剖视图；
图2为具体实施方式二电磁式失电制动器吸合力测试装置的整体结构剖视图；
图3为电磁式失电制动器吸合力测试装置的主视图；
图4为电磁式失电制动器吸合力测试装置的俯视图；
图5为电磁式失电制动器吸合力测试装置的立体图；
图6为丝杠轴的结构示意图；
图7为图2局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置包括轴向位移精确调整装置1、测力传感器2、衔铁摩擦盘支撑装置3、衔铁摩擦盘4、制动器壳体5、电磁线圈6和支撑架8；所述的轴向位移精确调整装置1、衔铁摩擦盘支撑装置3和制动器壳体5分别依次水平安装在支撑架8上；所述的支撑架8通过螺钉安装在固定基座上；
所述的测力传感器2的一端连接在轴向位移精确调整装置1上，另外一端与衔铁摩擦盘支撑装置3的一端连接，所述的衔铁摩擦盘支撑装置3的另外一端与衔铁摩擦盘4的一侧固定连接；所述的测力传感器2在轴向位移精确调整装置1的带动下沿着测力传感器的行程方向位移(所述的行程方向为靠近轴向位移精确调整装置的方向)，所述的电磁线圈6安装在制动器壳体5内的环形凹槽中，制动器壳体5与衔铁摩擦盘4通过电磁线圈产生的电磁力进行磁力连接；
所述的测力传感器2在轴向位移精确调整装置1的带动下沿着测力传感器的行程方向位移的距离范围值大于或者等于衔铁摩擦盘4与制动器壳体5之间的预留距离。
所述的测力传感器在轴向位移精确调整装置的带动下沿着测力传感器的行程方向直线运动，因而测力传感器带动衔铁摩擦盘支撑装置和衔铁摩擦盘沿着测力传感器行程方向直线运动，使衔铁摩擦盘和制动器壳体或者电磁线圈之间的距离增大，在衔铁摩擦盘和电磁线圈之间的距离增大的过程中，电磁力逐渐减小直至消失，在这个过程中通过塞规测量衔铁摩擦盘和制动器壳体之间的精确间隙，并通过测力传感器测量出电磁线圈与衔铁摩擦盘之间每个精确间隙所对应的电磁吸合力。
所述的测力传感器可轴向移动的距离(不是实际移动距离)大于或者等于衔铁摩擦盘和电磁线圈之间的最大距离(这里的最大距离为电磁线圈对衔铁摩擦盘产生电磁力的距离)，原因是电磁线圈与衔铁摩擦盘之间的电磁力是随着两者之间的距离增大逐渐减小直至消失，为使测量结果准确，会逐渐增加电磁线圈与衔铁摩擦盘之间的距离，直到确认电磁线圈对衔铁摩擦盘已经不产生电磁力，才停止测量传感器的轴向移动，所以测量传感器可轴向移动的距离范围值要大于电磁线圈与衔铁摩擦盘之间的预留距离。
具体实施方式二：结合图2-5说明本实施方式，本实施方式所述的轴向位移精确调整装置1包括丝杠轴1-1、两个角接触球轴承1-2、丝杠螺母1-5和两个轴承支撑座1-3；所述的两个轴承支撑座1-3位于支撑架8的上方，并与支撑架8一体成形；丝杠轴1-1的两端分别固定安装在两个轴承支撑座1-3内的两个角接触球轴承1-2的内圈中，并伸出两个轴承支撑座1-3；所述的丝杠轴1-1伸出轴承支撑座的一端连接有位移加载装置，另外一端的外壁上带有外螺纹并套有丝杠螺母1-5；所述的丝杠螺母1-5与测力传感器2的一端固定连接；所述的丝杠轴在位移加载装置的作用下，在两个角接触球轴承的内圈中旋转，丝杠轴将旋转位移转换为丝杠螺母的直线位移，丝杠螺母受测力传感器的限制而沿着丝杠轴进行直线运动，而这个直线运动是连续可调节的，从而丝杠螺母对测力传感器产生轴向拉力。测力传感器带动衔铁摩擦盘支撑装置和衔铁摩擦盘沿着丝杠轴的方向轴向直线运动，使衔铁摩擦盘和制动器壳体或者电磁线圈之间的距离增大，在衔铁摩擦盘和电磁线圈之间的距离增大的过程中，电磁力逐渐减小直至消失，在这个过程中通过塞规测量衔铁摩擦盘和制动器壳体之间的精确间隙，并通过测力传感器测量出电磁线圈与衔铁摩擦盘之间每个精确间隙所对应的电磁吸合力。
其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2-6说明本实施方式，本实施方式所述的丝杠轴1-1为梯形丝杠，两个角接触球轴承1-2内圈的内侧壁分别抵在丝杠轴1-1两端的轴肩上，两个角接触球轴承1-2外圈的外侧壁分别由其中一个轴承支撑座1-3内的卡座和与另外一个轴承支撑座1-3外侧壁螺钉连接的轴承盖1-4挡住。丝杠轴在两个角接触球轴承、轴承盖和轴承支撑座的作用下在轴向上不产生位移。从而使测力传感器在轴向移动的距离是连续而逐渐增加的，不会在轴向上产生反复运动。
如图7所示：所述的另外一个轴承支撑座1-3与其螺钉连接的轴承盖1-4之间还安装有调整垫片1-7。
其他组成及连接方式与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2-5说明本实施方式，本实施方式所述的衔铁摩擦盘支撑装置3包括第二法兰筒3-1、直线轴承3-3和第二轴承支撑座3-2；所述的第二法兰筒3-1伸入到第二轴承支撑座3-2内的直线轴承3-3中，并且两端分别与测力传感器2的另外一端和衔铁摩擦盘4的一侧相连接，所述的第二法兰筒3-1沿着直线轴承的内壁轴向滑动。
所述的第二轴承支撑座3-2与支撑架8一体成形。
所述的第二轴承支撑座3-2对衔铁摩擦盘支撑装置有一个水平的支撑，当测力传感器测量衔铁摩擦盘和电磁线圈之间的最大吸合力时，不会因为第二法兰筒和衔铁摩擦盘的重力而使衔铁摩擦盘和电磁线圈之间的电磁力产生偏差，所述的第二法兰筒3-1在测力传感器的作用下沿着直线轴承3-3的内壁轴向滑动，减小第二法兰筒与第二轴承支撑座3-2之间轴向的摩擦力，使测量数据更加准确。
其他组成及连接方式与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1、4、5说明本实施方式，本实施方式所述的直线轴承3-3的外壁上带有圆形环体，所述的圆形环体上周向开有多个螺纹孔，并与第二轴承支撑座3-2上的多个螺纹孔相对设置，直线轴承与第二轴承支撑座3-2通过螺钉固定连接。
其他组成及连接方式与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图2-5说明本实施方式，本实施方式所述的丝杠螺母1-5的外壁上带有圆形环体，并且圆形环体上周向开有多个螺纹孔；所述的丝杠螺母1-5与测力传感器2之间安装有第一法兰筒1-6，所述的第一法兰筒1-6为一端端部带有法兰盘的圆筒，另外一端的筒内带有内螺纹；所述的丝杠螺母1-5与第一法兰筒1-6的法兰盘通过螺钉固定连接；所述的第二法兰筒3-1为一端端部带有法兰盘的圆筒，另外一端的筒内带有内螺纹；所述的第二法兰筒3-1的法兰盘与衔铁摩擦盘4通过螺钉进行连接；
所述的测力传感器2外壳的两端带有外螺纹，并分别与第一法兰筒1-6和第二法兰筒3-1的内螺纹旋接在一起。
其他组成及连接方式与具体实施方式三或五相同。
具体实施方式七：结合图1-5说明本实施方式，本实施方式所述的位移加载装置包括加载杆9和套筒10，所述的套筒10的一端套在丝杠轴1-1的端部并进行固定连接，所述的加载杆9垂直插入到套筒10的另外一端上。通过旋转加载杆9从而带动丝杠轴进行旋转运动，丝杠轴将旋转位移转换为丝杠螺母的直线位移，丝杠螺母受测力传感器的制动而沿着丝杠轴进行直线运动，而这个直线运动是连续可调节的。
其他组成及连接方式与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式所述的测力传感器2为拉力传感器，测量范围值为0-300N。拉力传感器可以选择不同的样式，在本实施例中，选取圆柱式拉力传感器，根据实际情况也可以选择S型拉力传感器、轮辐式拉力传感器等。
其他组成及连接方式与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式所述的测力传感器2沿着丝杠轴1-1的方向轴向移动的距离范围不小于5mm。
其他组成及连接方式与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的衔铁摩擦盘4和制动器壳体5之间的间隙由塞规测量。
其他组成及连接方式与具体实施方式九相同。
Claims (9)
1.一种电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置包括轴向位移精确调整装置(1)、测力传感器(2)、衔铁摩擦盘支撑装置(3)、衔铁摩擦盘(4)、制动器壳体(5)、电磁线圈(6)和支撑架(8)；所述的轴向位移精确调整装置(1)、衔铁摩擦盘支撑装置(3)和制动器壳体(5)分别依次水平安装在支撑架(8)上；
所述的测力传感器(2)的一端连接在轴向位移精确调整装置(1)上，另外一端与衔铁摩擦盘支撑装置(3)的一端连接，所述的衔铁摩擦盘支撑装置(3)的另外一端与衔铁摩擦盘(4)的一侧固定连接；所述的测力传感器(2)在轴向位移精确调整装置(1)的带动下沿着测力传感器的行程方向位移，所述的电磁线圈(6)安装在制动器壳体(5)内的环形凹槽中，制动器壳体(5)与衔铁摩擦盘(4)通过电磁线圈产生的电磁力进行磁力连接；
所述的衔铁摩擦盘支撑装置(3)包括第二法兰筒(3-1)、直线轴承(3-3)和第二轴承支撑座(3-2)；所述的第二法兰筒(3-1)伸入到第二轴承支撑座(3-2)内的直线轴承(3-3)中，并且两端分别与测力传感器(2)的另外一端和衔铁摩擦盘(4)的一侧相连接，所述的第二法兰筒(3-1)沿着直线轴承的内壁轴向滑动；
所述的第二轴承支撑座(3-2)与支撑架(8)固定连接；
所述的第二法兰筒(3-1)为一端端部带有法兰盘的圆筒，另外一端的筒内带有内螺纹；所述的第二法兰筒(3-1)的法兰盘与衔铁摩擦盘(4)通过螺钉进行连接；
所述的测力传感器(2)外壳的两端带有外螺纹，测力传感器(2)外壳的一端与第二法兰筒(3-1)的内螺纹旋接在一起。
2.根据权利要求1所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的轴向位移精确调整装置(1)包括丝杠轴(1-1)、两个角接触球轴承(1-2)、丝杠螺母(1-5)和两个轴承支撑座(1-3)；所述的两个轴承支撑座(1-3)位于支撑架(8)的上方；丝杠轴(1-1)的两端分别固定安装在两个轴承支撑座(1-3)内的两个角接触球轴承(1-2)的内圈中，并伸出两个轴承支撑座(1-3)；所述的丝杠轴(1-1)伸出轴承支撑座的一端连接有位移加载装置，另外一端带有外螺纹并套有丝杠螺母(1-5)；所述的丝杠螺母(1-5)与测力传感器(2)的一端固定连接。
3.根据权利要求2所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的丝杠轴(1-1)为梯形丝杠，两个角接触球轴承(1-2)内圈的内侧壁分别定位在丝杠轴(1-1)两端的轴肩上，两个角接触球轴承(1-2)外圈的外侧壁分别由其中一个轴承支撑座(1-3)内的卡座和与另外一个轴承支撑座(1-3)外侧壁螺钉连接的轴承盖(1-4)挡住。
4.根据权利要求3所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的直线轴承(3-3)的外壁上带有圆形环体，所述的圆形环体上周向开有多个螺纹孔，并与第二轴承支撑座(3-2)上的多个螺纹孔相对设置，直线轴承与第二轴承支撑座(3-2)通过螺钉固定连接。
5.根据权利要求3或4所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述丝杠螺母(1-5)的外壁上带有圆形环体，并且圆形环体上周向开有多个螺纹孔；所述的丝杠螺母(1-5)与测力传感器(2)之间安装有第一法兰筒(1-6)，所述的第一法兰筒(1-6)为一端端部带有法兰盘的圆筒，另外一端的筒内带有内螺纹；所述的丝杠螺母(1-5)与第一法兰筒(1-6)的法兰盘通过螺钉固定连接；测力传感器(2)外壳的另一端与第一法兰筒(1-6)的内螺纹旋接在一起。
6.根据权利要求5所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的位移加载装置包括加载杆(9)和套筒(10)，所述的套筒(10)的一端套在丝杠轴(1-1)的端部并进行连接，所述的加载杆(9)垂直插入到套筒(10)的另外一端上。
7.根据权利要求6所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述测力传感器(2)为拉力传感器，测量范围值为0-300N。
8.根据权利要求7所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的测力传感器(2)沿着丝杠轴(1-1)的方向轴向移动的距离范围不小于5mm。
9.根据权利要求8所述的电磁式失电制动器吸合力测试装置，其特征在于：所述的衔铁摩擦盘(4)和制动器壳体(5)之间的间隙由塞规测量。
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