CN111550508A - 用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构 - Google Patents

用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，包括壳体、花键齿轮、静摩擦片、动摩擦片和弹簧，在各静摩擦片上靠近外圈处设置有N个孔，在各孔中设置有定位轴a，相邻静摩擦片之间设置有弹簧，N个定位轴a的一端或两端固定在与壳体相紧固的挡板上；在各动摩擦片上靠近花键齿轮外圆处设置有M个孔，在各孔中设置有定位轴b，相邻动摩擦片之间设置有M个弹簧，M个定位轴b的两端分别固定在挡板a和挡板b上；花键齿轮上的左右两个轴挡分别用于对挡板a和挡板b进行定位。该降低摩擦的结构，不但解决了制动器或离合器处在工作过程中发热过高的问题，而且几十倍地提高了制动器和离合器处摩擦片的使用寿命。

Description

用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构。
背景技术
多片盘式液压电磁制动器或离合器，在各种机械设备中被广泛应用，全世界应用这种部件的设备不少于几亿台，如何减少该部件在运转过程中的摩擦，从而减少能耗、发热和排放，并进一步提高摩擦片的寿命具有十分重要的意义。即使是每台产品减少1KW的能耗，那么对几亿台设备来讲，能耗的减少将达到几亿KW，并且由于摩擦的减少，摩擦片的使用寿命大大提高，甚至在设备运行的整个寿命期中无需更换本来是作为易损件的摩擦片，这将又大大节约原材料和能耗，因此这是一项极其重要的工作。
在图1-1和图1-2列出的是目前国内外现有的多片盘式制动器的结构。由图1-1和图1-2可见，该制动器为常闭多片盘式液压制动器，它是目前被国内外广泛推广应用的行星减速器中所必须的液压制动器，在所有各种大大小小的卷扬机(绞车)中均在广泛应用，当绞车提升时静摩擦片和动摩擦片解除压紧力实现脱开，但是在静、动摩擦片相对运转过程中，各摩擦片由于没有外力使它们之间实现真正的脱开，在液压油的粘附下，各动、静摩擦片还是在不断地碰撞和摩擦。特别是当片数较多，转速又高时，该处消耗了不少功率，并引起该处局部发生超过允许的高温，使设备无法正常运行。
在附图2中表示的是现有某汽车中离合器部件的结构，该装置中的减速器为二级行星传动，通过双离合器的结构由液压控制实现了两级传动比的随意切换。其中一个为常开型离合器，控制第一级行星传动；另一个为常闭型离合器，控制第二级行星传动。两个离合器为同一油路控制。控制油口高压油接通时，常开型离合器闭合，常闭型离合器脱开，减速器为第一级传动比；当控制油口与油箱接通时，常开型离合器脱开，常闭型离合器闭合，减速器切换为第二级传动比。在该结构中当它们处于离合器脱开状态时，它的外部静摩擦片是被弹簧力所推开，但是其动摩擦片处无弹簧力作用，为此其动摩擦片仍处于无序的状态中，不少动摩擦片完全可能仍与静摩擦片发生碰撞和摩擦，我们曾用该结构进行了试验，发现卷筒离合器采用该结构后，卷筒空载用外力拉动时，其阻力比静、动摩擦片均没有用弹簧撑开的结构有所减少，从100Kg左右降到约60～70Kg，试验证明现有这种结构只是部分地减少了摩擦损失，并未彻底消除该处的摩擦阻力、摩擦发热和寿命问题。
针对上述现有制动器和离合器存在的问题，提出了本发明中的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，不但解决了制动器或离合器处在工作过程中发热过高的问题，而且几十倍地提高了制动器和离合器处摩擦片的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，包括壳体、花键齿轮、静摩擦片、动摩擦片、定位轴、挡板和弹簧，
在与壳体相连接的各静摩擦片上靠近外圈处设置有N个孔，在各孔中设置有定位轴a，并在每两片相邻的静摩擦片之间设置有N个弹簧，弹簧套设在定位轴a上，N个定位轴a的一端或两端固定在与壳体相紧固的挡板上；
在与花键齿轮相连的各动摩擦片上靠近花键齿轮外圆处设置有M个孔，在各孔中设置有定位轴b，并在每两片相邻的动摩擦片之间设置有M个弹簧，弹簧套设在定位轴b上，M个定位轴b的两端分别固定在挡板a和挡板b上；花键齿轮上的左右两个轴挡分别用于对挡板a和挡板b进行定位。
优选的，当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于制动器时，壳体为制动器壳体，静摩擦片之间的N个弹簧和动摩擦片之间的M个弹簧的规格均相同。
优选的，当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于制动器时，壳体的一侧设置有用于对花键齿轮进行定位的轴承。
优选的，当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于离合器时，该离合器为包括常开式离合器组件和常闭式离合器组件的双离合器，常开式离合器组件和常闭式离合器组件中均设置有该摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构。
优选的，常开式离合器组件的活塞上设置有活塞推开弹簧，活塞推开弹簧的总弹簧力大于常开式离合器组件的活塞脱开时的摩擦力和摩擦片间的总吸附力。
优选的，当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于离合器时，壳体为常开式离合器壳体或常闭式离合器壳体，静摩擦片之间的N个弹簧和动摩擦片之间的M个弹簧的规格均相同。
优选的，N的数量为2、3、4、5、6、7或8，M的数量为2、3、4、5、6、 7或8。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，不但解决了制动器或离合器处在工作过程中发热过高的问题，而且几十倍地提高了制动器和离合器处摩擦片的使用寿命。并且由于摩擦的减少，摩擦片的使用寿命大大提高，甚至在设备运行的整个寿命期中无需更换本来是作为易损件的摩擦片，这将又大大节约原材料和能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1中，图1-1为现有制动器结构图；图1-2为现有制动器局部图；
图2中，图2-1为现有车用离合器结构图；图2-2为现有车用离合器局部图；
图3为应用本发明的制动器结构图；
图4为应用本发明的制动器局部图；
图5中，图5-1为应用本发明的离合器结构图；图5-2为应用本发明的制动器局部图；
其中，1.花键齿轮；2.壳体；3.活塞；4.弹簧；5.轴挡；6.挡板a；7.定位轴b；8.静摩擦片；9.动摩擦片；10.小弹簧；11.挡板b；12.定位轴a；13. 摩擦片挡板；14.轴承；15.活塞推开弹簧。
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。
本发明的目的是提供一种用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，不但解决了制动器或离合器处在工作过程中发热过高的问题，而且几十倍地提高了制动器和离合器处摩擦片的使用寿命。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图3至5所示，本实施例提供一种用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构。
实施例一
图3和图4为发明结构在连续强夯机工况的大型主绞车的制动器中的应用。在与制动器外圈的制动器的壳体2相连接的各静摩擦片8的靠近外圈处，设置 N个小孔，N可以是2.3.4.5.6.7.8等，在这些小孔中设置N个定位轴a7，并在每两片静摩擦片8之间均设置了相同的N个小弹簧10，该定位轴a7一般应一端或两端固定在与外圈相紧固的两端档板上的N个孔中，该两端挡板用于使定位销铀a7径向和轴向定位在离合器中。在与制动器花键齿轮1相连的各动摩擦片9在靠近该花键齿轮1外圆处也设置有M个小孔，M可以是 2.3.4.5.6.7.8等，在这些小孔中设置有M个定位轴b12，并在每两片动摩擦片9之间均设置了相同的M个小弹簧10，该定位轴b12两端固定在挡板a6 和挡板b11的M个孔中，挡板a6和挡板b11均由轴挡5定位，用于使定位轴b11径向和轴向定位。
当制动器打开，外圈的静摩擦片8上的小弹簧10和内圈的动摩擦片9上的小弹簧10的压紧和脱开距离可能相同也可能不同，取决于小弹簧10的压缩量和摩擦片的厚度。设计要求在脱开状态时各静摩擦片8和各动摩擦片9之间的各小弹簧10的受力均互相平衡，这就要求保证静摩擦片8在脱开状态时，每两片静摩擦片8之间的N小弹簧10的脱开距离相同，各小弹簧10的受力相等，以保证每片静摩擦片8均匀脱开。同理，要求每两片动摩擦片9之间的M个小弹簧10的脱开距离相同，各小弹簧10的受力相等，以保证每片动摩擦片9均匀脱开。为满足此要求，需要以轴承14为花键齿轮1定位，使内圈的花键齿轮1和外圈的制动器壳体2相对位置固定，再通过花键齿轮1上的左右两个轴挡5为挡板a6和挡板b11定位，从而准确控制每片动摩擦片9之间的M个小弹簧10的脱开距离相同。
对于常闭式制动器，当制动器控制油缸卸载时，在K个压缩大弹簧4力作用下，控制油缸的活塞3端面压在静(或动)摩擦片上，此时动、静摩擦片均被大弹簧4力所压紧，所有介于摩擦片之间的小弹簧10此时均被压缩到最短状态，各动静摩擦片之间因大弹簧4压紧力所产生的摩擦力就可实现制动器的制动和离合器的闭合，当传递负载扭矩小于动静摩擦片之间总摩擦扭矩时，制动器或离合器各动、静摩擦片之间不会出现相对滑动；相反，当负载扭矩大于最大摩擦扭矩时，动静摩擦片之间就会出现相对滑动，实现过载保护，但出现上述状况不允许长时间，特别在干式状态下，否则会产生损坏事故。
实施例二
图5为本发明结构在车用离合器中的应用，其设计原理与图3和4的常开式制动器原理相同。在本实施例中，为使常开式离合器C能够迅速脱开，本结构在常开式离合器活塞3上设置了活塞推开弹簧15，活塞推开弹簧15的作用是为了克服离合器活塞3脱开时的摩擦力，活塞推开弹簧15的总弹簧力必须大于离合器活塞3脱开时的摩擦力和摩擦片间的总吸附力，能够保证离合器时摩擦片能迅速脱开。此结构减少了摩擦损失，保证了离合器的高效运行。
当控制油缸中进入压力油后，活塞3在油压力作用下，当油压力大于K个大弹簧4总压紧力时，活塞3将把K个弹簧4进一步压缩，并使原来与摩擦片压紧的活塞3端面脱离摩擦片H距离，此时，各介于动、静摩擦片之间由于各小弹簧10压缩力作用下使各摩擦片迅速脱开，其脱开距离，当动静摩擦片组数为A时，各片之间脱开的距离为H/2A，各组动静摩擦片由于小弹簧 10力的作用使它们迅速脱开，因此大大减少了制动器在起动或离合器在脱离过程中，动、静摩擦片之间的摩擦损失和发热，它取决于N个小弹簧10的总合力大小和摩擦片的惯量，小弹簧10合力越大，摩擦片惯量越小，则脱开越快，摩损发热越小。
在目前现有的各种制动器和离合器中，在脱开后，制动器或离合器的控制活塞虽然离开了摩擦片，各动静摩擦片之间虽然消除了压紧力，但还是处于无序状态，特别在湿式工况中，各动静摩擦片之间存在吸咐力，此时因相互转动产生了摩擦力矩，该力矩造成了摩擦损失和发热，并引起了磨损，影响到工作的可靠性和寿命，这已被我们的实验所证明，其损失的机械效率可达到1％左右，这对长期工作的大功率产品，能耗是相当可观的，这也是造成所有制动器和离合器中的摩擦片都必须定期维修更换，而本发明的实施可以彻底解决上述能耗，发热和寿命问题，设计试验证明本发明在脱开时动、静摩擦片之间不存在摩擦力，使它们可以在各种机器可使用年限中无需维修更换，甚至在机器本身报废后，摩擦片仍可继续使用，这对全世界几亿套设备来讲，本发明具有重大经济和社会意义。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：包括壳体、花键齿轮、静摩擦片、动摩擦片、定位轴、挡板和弹簧，
在与壳体相连接的各静摩擦片上靠近外圈处设置有N个孔，在各孔中设置有定位轴a，并在每两片相邻的静摩擦片之间设置有N个弹簧，弹簧套设在定位轴a上，N个定位轴a的一端或两端固定在与壳体相紧固的挡板上；
在与花键齿轮相连的各动摩擦片上靠近花键齿轮外圆处设置有M个孔，在各孔中设置有定位轴b，并在每两片相邻的动摩擦片之间设置有M个弹簧，弹簧套设在定位轴b上，M个定位轴b的两端分别固定在挡板a和挡板b上；花键齿轮上的左右两个轴挡分别用于对挡板a和挡板b进行定位。
2.根据权利要求1的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于制动器时，壳体为制动器壳体，静摩擦片之间的N个弹簧和动摩擦片之间的M个弹簧的规格均相同。
3.根据权利要求1的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于制动器时，壳体的一侧设置有用于对花键齿轮进行定位的轴承。
4.根据权利要求1的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于离合器时，该离合器为包括常开式离合器组件和常闭式离合器组件的双离合器，常开式离合器组件和常闭式离合器组件中均设置有该摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构。
5.根据权利要求4的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：常开式离合器组件的活塞上设置有活塞推开弹簧，活塞推开弹簧的总弹簧力大于常开式离合器组件的活塞脱开时的摩擦力和摩擦片间的总吸附力。
6.根据权利要求4的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：当摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构应用于离合器时，壳体为常开式离合器壳体或常闭式离合器壳体，静摩擦片之间的N个弹簧和动摩擦片之间的M个弹簧的规格均相同。
7.根据权利要求1所述的用于制动器或离合器中摩擦片脱开运转时降低摩擦的结构，其特征在于：N的数量为2、3、4、5、6、7或8，M的数量为2、3、4、5、6、7或8。
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