CN110296169A - 一种锥度离合制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锥度离合制动装置，属于离合器技术领域；它解决了现有离合器使用寿命短、稳定性差的技术问题；一种锥度离合制动装置，包括传动轴，其呈轴向延伸设置；驱动轮，其设置于传动轴上并与传动轴轴向固定；传动座，其与驱动轮固连且能随驱动轮同步转动，传动轴贯穿传动座；制动座，其固定设置并与传动座相隔开，传动轴贯穿制动座；传动件，其周向固定连接于传动轴上，传动件位于传动座与制动座间且与二者隔开，传动件能相对传动轴轴向移动；锥面接触的配合结构，使得传动件与传动座或制动座接触时，同时产生径向与轴向两个方向上的力，传动与制动效果好，整个结构实现了离合与制动相结合，其结构简单，结构紧凑性较好。

Description

一种锥度离合制动装置

技术领域

本发明属于离合器技术领域，涉及一种离合装置，尤其是一种带制动功能的锥度离合制动装置。

背景技术

离合器的应用相当广泛，不仅应用于汽车的发动机与变速箱之间的飞轮壳内，起到将发动机与变速箱暂时分离与接合的作用，其也大量的应用于机床或车床等加工设备中，也就是说所说的工业用离合器，这种离合器能在电机持续驱动皮带轮转动的情况下，实现轴的转动或停止，从而避免电子重复的启停，延长了电机的使用寿命，降低了能耗。

目前，现有的工业用离合器大多数采用电磁或气动摩擦式，但这两种离合器均存在问题，电磁式的离合器采用电流通过磁感线圈产生磁场，吸合离合片，从而使从动轮与主动轮结合，在吸合过程当中会产生大量热量，散热不畅或者外围环境温度过高都会使电磁线圈过热烧坏，而气动摩擦式的离合器，主要采用平面摩擦离合的，离合片一般采用的是石棉或者其它化合材料压合而成的，这些材料在离合过程当中会产生大量的热量，使其分解氧化，影响起身使用寿命，同时会产生大量的有害气体，环保性较差，另一弊端就是容易打滑，稳定性较差，使用效果较差，另外，现有的工业用离合器，大多数只能起到离合的作用，功能较单一，无法实现分离后轴的制动，使得轴无法快速的静止，大大降低了加工设备的加工效率，同时，也增加了加工设备的安全风险，当前离合器和制动器是两种不同的配件，大多数厂家都是分开设计的，结合使用的话，使用不方便、稳定性也差、造成整个设备的体积较大，占地面积较大，如此缩小了外围的使用空间，对场地要求较高。

综上所述，为了解决上述离合器存在的技术问题，需要设计一种使用寿命长、使用安全、环保性强、稳定性较好、结构紧凑且能同时实现离合与制动的锥度离合制动装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种使用寿命长、使用安全、环保性强、稳定性较好、结构紧凑且能同时实现离合与制动的锥度离合制动装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种锥度离合制动装置，包括

传动轴，其呈轴向延伸设置；

驱动轮，其设置于传动轴上并与传动轴轴向固定；

传动座，其与驱动轮固连且能随驱动轮同步转动，传动轴贯穿传动座；

制动座，其固定设置并与传动座相隔开，传动轴贯穿制动座；

传动件，其周向固定连接于传动轴上，传动件位于传动座与制动座间且与二者隔开，传动件能相对传动轴轴向移动；

当传动件移至传动座时，传动件与传动座以锥面接触且传动轴、传动件随驱动轮同步转动；

当传动件移至制动座时，传动件与制动座以锥面接触且传动轴随传动件同步静止。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述传动件包括轴套与连接至轴套一端的传动罩，传动轴贯穿轴套与传动罩并与轴套周向固定连接，传动罩与传动座相邻一端设置有第一锥孔，所述传动座上凸设有第一锥块且第一锥块能伸入第一锥孔中。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述轴套的另一端活动连接有制动罩，制动罩与制动座相邻一端设置有第二锥孔，所述制动座上凸设有第二锥块且第二锥块能伸入第二锥孔中。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述制动罩轴向贯穿设置有与第二锥孔连通的连接孔，所述连接孔与轴套螺纹连接，且轴套的转动方向与制动罩的安装方向同向。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述轴套与传动轴采用花键连接，所述轴套在传动轴上的移动距离小于或等于传动轴上键槽的长度。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述轴套的外部设置有驱动套，所述驱动套位于传动罩与制动罩间，所述驱动套与轴套轴向固定且轴套能相对驱动套转动，所述驱动套与轴向固定设置于其两侧的气缸相连，气缸能带动驱动套与轴套同步移动。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述驱动套内设置有轴承且轴套位于轴承内，所述轴承分别与轴套和驱动套固连。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述驱动套内表面凸设有挡圈，所述轴承抵靠于挡圈上。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述驱动套的两侧外表面分别凸设有连接块，气缸的活塞杆轴向贯穿连接块并与连接块可拆装连接。

在上述一种锥度离合制动装置中，所述传动座的周缘设置有安装孔，传动座通过安装孔与驱动轮经螺栓连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过传动件在传动轴上轴向移动，能实现传动件与传动座或制动座接触，传动件与传动座接触时，传动轴与驱动轮同步转动，传动件与制动座接触时，传动轴可快速静止，整个结构既能实现离合功能，又能实现制动功能，离合与制动相结合，大大提高了加工设备的加工效率，也提升了设备的安全性能。

2、整个结构中，离合功能通过传动件与传动座经锥面接触或分离来实现，制动功能通过传动件与制动座经锥面接触来实现，锥面接触，大大提高了传动件与传动座及制动座的接触面积，增加了传动件与传动座或制动座间的摩擦里，从而提高了传动件的传动效率与制动效率，传动件传动与制动时的稳定性更高。

3、锥面接触的配合结构，使得传动件与传动座或制动座接触时，同时产生径向与轴向两个方向上的力，因此，传动件越靠近传动座或制动座时，传动件与传动座或制动座就贴得越紧密，传动件不会与传动座或制动座发生相对转动，大大提高了传动件传动与制动时可靠性。

4、整个结构通过驱动轮、传动座、制动座、传动件与传动轴相配合，即实现了离合器与制动器的功能相结合，其结构简单，使用方便，结构紧凑性较好，缩小了安装与使用空间，对场地要求更小。

5、整个结构均采用金属件加工而成，由于结构较简单，拆装更加方便，对于各个零部件而言，维护及更换更加灵活，零部件损坏时，只需更换相应零部件，无需整体更换，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的立体结构示意图。

图2为本发明一较佳实施例的轴向剖视图。

图3为本发明一较佳实施例的前视分解图。

图4为本发明一较佳实施例的后视分解图。

图中，10、传动轴；20、驱动轮；30、传动座；31、第一锥块；32、安装孔；40、制动座；41、第二锥块；50、传动件；51、轴套；52、传动罩；52a、第一锥孔；53、制动罩；53a、第二锥孔；53b、连接孔；60、驱动套；61、轴承；62、挡圈；63、连接块；70、气缸。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本离合制动装置，其主要针对现有工业制造的各种加工、制造设备中的离合器或减速器进行的改进，但对于其离合与制动一体化的功能，该结构并不限于使用在加工或制造设备中，也适用于汽车等其他领域。

如图1-图4所示，本发明一种锥度离合制动装置，主要包括传动轴10、驱动轮20、传动座30、制动座40与传动件50。

传动轴10呈轴向延伸设置，驱动轮20通过一轴承(图中未示出)安装于传动轴10上，该轴承使得与驱动轮20轴向固定于传动轴10，同时，驱动轮20能相对传动轴10转动，驱动轮20上设置有带槽，可通过皮带连接电机实现驱动轮20转动，传动座30为圆形，其设置于驱动轮20一侧并与驱动轮20可拆装相连，传动座30能随驱动轮20同步转动，传动轴10贯穿传动座30，制动座40固定设置并与传动座30相隔开，也就是说，制动座40为固定不动的状态，安装使用时，可在加工台上位于传动轴10的一端与传动轴10隔开并固定安装一固定座(图中未示出)，将该制动座40固定安装于固定座上，传动轴10贯穿制动座40，传动件50周向固定连接于传动轴10上，也就是说传动件50安装于传动轴10上，只能相对传动轴10在其轴向方向上移动，但传动件50无法相对传动轴10周向转动，传动件50位于传动座30与制动座40间且与二者隔开。

工作时，传动件50能在传动座30与制动座40间相对传动轴10来回移动，当传动件50向传动座30方向移动时，传动件50与传动座30能以锥面接触，此时，也就是以锥面结构相配合，传动轴10、传动件50均能随驱动轮20同步转动，从而时间驱动轮20带动传动轴10转动，传动轴10可作为加工轴对静止的工件进行加工，也可作为工件安装轴带动工件转动，以实现静止的刀具对动态的工件进行加工，当传动件50向制动座40方向移动时，传动件50与制动座40同样以锥面结构接触并配合，此时，由于传动件50与传动座30分离，传动件50与传动轴10会逐渐停止转动，传动件50与制动座40接触后，传动件50与传动轴10快速停止转动，从而起到快速制动的作用，而驱动轮20在电机带动下继续工作，保证电机始终处于工作状态，无需重复启停。

本发明通过锥面结构接触，能实现传动件50与传动座30快速转动以及传动件50与制动座40快速制动，实现了传动与制动一体化设计，功能更加全面，其结构简单，可靠性及稳定性较强，使用安全、环保，结构较紧凑，场地要求限制性小。

在上述结构基础上，本发明对其作了进一步改进与细化。

如图2-图4所示，所述传动件50包括轴套51与固定连接至轴套51一端的传动罩52，轴套51与传动罩52可分体式连接，也可设置为一体式，传动轴10贯穿轴套51与传动罩52且传动轴10与轴套51周向固定连接，传动罩52与传动座30相邻一端自外向内设置有第一锥孔52a，所述传动座30上凸设有第一锥块31，当轴套51与传动罩52同步向传动座30移动时，第一锥块31能伸入第一锥孔52a中，实现传动罩52与转动座锥面配合。

锥面接触的配合结构，大大增加了传动罩52与传动座30的接触面积，摩擦力更大，使得传动罩52越靠近传动座30时，传动罩52与传动座30贴得越紧密，另外，锥面的特殊结构，使得传动座30与传动罩52接触后同时产生径向与轴向两个方向的力，摩擦力进一步增大，传动效率更高，传动罩52不会与传动座30发生相对转动，大大提高了传动罩52传动时的可靠性。

如图3、图4所示，所述传动座30的周缘设置有多个安装孔32，传动座30通过安装孔32与驱动轮20经螺栓(图中未示出)连接。

传动座30作为磨损件，其需要与传动罩52摩擦，相对其他零部件，传动罩52的使用寿命稍短，当传动座30磨损较严重时，需要对其进行更换，而通过螺栓连接，方便了传动座30与驱动轮20的安装与拆卸，便于后期更换传动座30。

如图2-图4所示，所述轴套51的另一端活动连接有制动罩53，制动罩53与制动座40相邻一端自外向内设置有第二锥孔53a，所述制动座40上凸设有第二锥块41，当制动罩53、轴套51与传动罩52同步向制动块移动时，第二锥块41能伸入第二锥孔53a中，实现制动罩53与制动座40锥面配合。

同样的，锥面接触的配合结构，增加了制动罩53与制动座40的接触面积，摩擦力更大，使得制动罩53越靠近制动座40时，制动罩53与制动座40贴得越紧密，另外，锥面的特殊结构，使得制动座40与制动罩53接触后同时产生径向与轴向两个方向的力，摩擦力进一步增大，传动效率更高，制动罩53不会与制动座40发生相对转动，大大提高了制动座40制动时的可靠性。

当然，本申请除了保护这种锥面配合结构外，其他通过锥面配合来实现传动的离合或制动结构及其他的锥面配合结构，也在本申请的保护范围内。

现有技术中，常见的离合器与制动器均采用平面接触来实现离合与制动功能，但平面接触结构，两个部件接触面积较小，另外，接触时只产生轴向一个方向的力，摩擦力较小，造成离合与制动效果较差，离合与制动可靠性较低。

如图3、图4所示，所述制动罩53轴向贯穿设置有与第二锥孔53a连通的连接孔53b，所述连接孔53b与轴套51螺纹连接，且轴套51的转动方向与制动罩53的安装方向同向。

制动罩53与轴套51螺纹连接，实现了制动罩53与轴套51的分体式安装，避免整个传动件50结构一体成型，方便整个结构的加工成型，而制动罩53为损耗件，其长期与制动座40摩擦，使用寿命有限，采用螺纹连接，提高了制动罩53与轴套51的拆装灵活性，便于安装及后期更换，同时，也可有针对性的对传动罩52与轴套51进行更换。

进一步的，所述轴套51与传动轴10采用花键连接，所述轴套51在传动轴10上的移动距离小于或等于传动轴10上键槽的长度。

花键连接，可实现轴套51与传动轴10快速的拆装，安装效率高，安装较方便，同时，又能保证轴套51与传动轴10的同步性，而轴套51在传动轴10上移动的距离范围，必须小于或等于传动轴10上键槽的长度，如此，才能保证轴套51始终与传动轴10相配合，保证轴套51与传动轴10的配合可靠性，当然，轴套51与传动轴10也能采用其它方式连接，只要能起到周向固定作用且能轴向移动即可。

如图1-图4所示，所述轴套51的外部设置有驱动套60，所述驱动套60位于传动罩52与制动罩53间，所述驱动套60与轴套51轴向固定且轴套51能相对驱动套60转动，所述驱动套60与轴向固定设置于其两侧的气缸70相连，两气缸70可固定于固定座上，也可固定于其它固定部件上，两个气缸70能同步带动驱动套60与轴套51同步移动。

驱动套60的设置，为整个传动件50在传动轴10上移动提供了动力，驱动套60与轴套51轴向固定连接且轴套51能相对驱动套60转动，使得驱动套60、气缸70不随轴套51同步转动，而仅仅只起到驱动作用，两个气缸70对称设置，并同时连接驱动套60，提高了整个驱动套60移动时的稳定性与移动精度，而气缸70作为固定件，其也能固定在加工台的固定座上，或者固定在其他固定部件上。

当然，驱动套60的驱动，也能采用其他驱动源来实现，例如电机或油缸。

优选的，如图2-图4所示，所述驱动套60内设置有轴承61且轴套51位于轴承61内，所述轴承61分别与轴套51和驱动套60固连。

轴承61作为轴套51移动时的传动部件，既实现了驱动套60与轴套51在轴向与径向方向上的固定连接，也避免了驱动套60在轴向方向上移动，同时，又能实现轴套51相对驱动套60转动，使得驱动套60轴向驱动与轴套51周向转动互不干扰，当然，驱动套60与轴套51的连接方式不仅仅限于采用轴承61连接，也可通过齿轮传动或其他方式连接。

另外，上述制动罩53与轴套51螺纹连接，也方便了轴承61及驱动套60的安装，大大提高了整个结构的安装方便程度，整个结构可拆卸灵活性较强，方便了各零部件损坏后灵活替换。

如图2-图4所示，所述驱动套60内表面凸设有挡圈62，所述轴承61抵靠于挡圈62上。

挡圈62的设置，起到安装时的定位作用，另外，轴承61抵靠于挡圈62上，驱动套60工作过程中，能避免轴承61与驱动套60发生相对移动，保证轴承61、驱动套60、轴承61套三者的整体性，从而保证驱动套60能正常的驱动轴套51移动，进而保证正常的传动与制动。

如图1-图4所示，所述驱动套60的两侧外表面分别凸设有连接块63，气缸70的活塞杆轴向贯穿连接块63并与连接块63可拆装连接。

连接块63的设置，方便了驱动套60与气缸70的连接固定，便于拆装，同时，连接块63可有效的将气缸70与制动罩53、制动座40等部件相隔开，并在气缸70与制动罩53、制动座40间形成一个安全的工作距离，保证各部件的正常工作。

本发明的工作原理如下：

本结构整体安装于加工设备中，作为加工设备的一部分。

初始状态下，制动座40与气缸70均固定安装于加工台上，传动件50位于传动座30与制动座40之间并分别与传动座30和制动座40相隔开。

加工设备的电机工作并带动驱动轮20在传动轴10上空转。

传动时，两气缸70工作并将驱动套60向传动座30方向推动，驱动套60带动整个传动件50靠近传动座30，直至传动罩52与传动座30贴紧，此时，在传动罩52与传动座30锥面配合下，传动轴10、传动件50随驱动轮20同步转动，从而实现工件的转动或加工刀具的转动。

制动时，两气缸70同步工作并带动驱动套60向相反方向移动，驱动套60带动传动件50逐渐远离传动座30，同时向制动座40靠近，直至制动罩53与制动座40贴紧，此时，由于传动座30与传动罩52分离，在制动罩53与制动座40锥面配合下，传动件50、传动轴10快速停止转动，从而实现快速制动的目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种锥度离合制动装置，包括

传动轴，其呈轴向延伸设置；

驱动轮，其设置于传动轴上并与传动轴轴向固定；

传动座，其与驱动轮固连且能随驱动轮同步转动，传动轴贯穿传动座；

制动座，其固定设置并与传动座相隔开，传动轴贯穿制动座；

传动件，其周向固定连接于传动轴上，传动件位于传动座与制动座间且与二者隔开，传动件能相对传动轴轴向移动；

当传动件移至传动座时，传动件与传动座以锥面接触且传动轴、传动件随驱动轮同步转动；

当传动件移至制动座时，传动件与制动座以锥面接触且传动轴随传动件同步静止。

2.根据权利要求1所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述传动件包括轴套与连接至轴套一端的传动罩，传动轴贯穿轴套与传动罩并与轴套周向固定连接，传动罩与传动座相邻一端设置有第一锥孔，所述传动座上凸设有第一锥块且第一锥块能伸入第一锥孔中。

3.根据权利要求2所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述轴套的另一端活动连接有制动罩，制动罩与制动座相邻一端设置有第二锥孔，所述制动座上凸设有第二锥块且第二锥块能伸入第二锥孔中。

4.根据权利要求3所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述制动罩轴向贯穿设置有与第二锥孔连通的连接孔，所述连接孔与轴套螺纹连接，且轴套的转动方向与制动罩的安装方向同向。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述轴套与传动轴采用花键连接，所述轴套在传动轴上的移动距离小于或等于传动轴上键槽的长度。

6.根据权利要求2所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述轴套的外部设置有驱动套，所述驱动套位于传动罩与制动罩间，所述驱动套与轴套轴向固定且轴套能相对驱动套转动，所述驱动套与轴向固定设置于其两侧的气缸相连，气缸能带动驱动套与轴套同步移动。

7.根据权利要求6所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述驱动套内设置有轴承且轴套位于轴承内，所述轴承分别与轴套和驱动套固连。

8.根据权利要求7所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述驱动套内表面凸设有挡圈，所述轴承抵靠于挡圈上。

9.根据权利要求6所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述驱动套的两侧外表面分别凸设有连接块，气缸的活塞杆轴向贯穿连接块并与连接块可拆装连接。

10.根据权利要求1或9所述的一种锥度离合制动装置，其特征在于：所述传动座的周缘设置有安装孔，传动座通过安装孔与驱动轮经螺栓连接。